雷凱元

(西南交通大學(xué)建筑學(xué)院，四川成都610031)

作為一種人類聚居環(huán)境，城市經(jīng)過數(shù)千年的發(fā)展仍存在各種問題，強(qiáng)調(diào)對自然進(jìn)行改造以適應(yīng)人類社會需要的城市發(fā)展模式已不能滿足城市可持續(xù)發(fā)展的要求，因此強(qiáng)調(diào)“人——自然——社會”三位一體的“生態(tài)城市“概念得以提出。作為建設(shè)生態(tài)城市的要素之一，現(xiàn)有的城市綠地系統(tǒng)已不能滿足發(fā)展“生態(tài)城市”要求，城市綠地系統(tǒng)可以也應(yīng)當(dāng)承載更多的功能，如解決現(xiàn)階段城市所面臨的、發(fā)展生態(tài)城市所亟待解決的城市雨水問題。利用城市綠地解決城市雨水問題的關(guān)鍵是轉(zhuǎn)變現(xiàn)有城市綠地系統(tǒng)觀念。在生態(tài)城市視野下對城市可持續(xù)雨水管理綠地和現(xiàn)有城市綠地系統(tǒng)進(jìn)行物質(zhì)空間整合，發(fā)展城市可持續(xù)雨水管理綠地系統(tǒng)是建設(shè)生態(tài)城市的必然要求。

1 城市生態(tài)系統(tǒng)的演進(jìn)歷程及生態(tài)城市概念的提出

1.1 城市生態(tài)系統(tǒng)的演進(jìn)

城市是人類以聚居為目的的，對自然進(jìn)行改造最徹底的產(chǎn)物。作為一種人居環(huán)境，城市的發(fā)展反映了不同歷史階段人類改造自然的價值觀和意志。城市因政治而生，最早的城市是當(dāng)時人類社會的組織中心及精神統(tǒng)治中心，具有組織人類社會生產(chǎn)活動的重要作用。隨著人類社會生產(chǎn)力水平提高，城市的生產(chǎn)功能得到進(jìn)一步強(qiáng)化，在人類社會經(jīng)濟(jì)活動中扮演日益重要的角色，城市生態(tài)系統(tǒng)從原本功能較為單一的“政治城市”過渡為“經(jīng)濟(jì)城市”。進(jìn)入20世紀(jì)后半葉之后，隨著人類社會步入“信息時代”，城市的功能也發(fā)生著變化，城市成為處理各種信息的中心，城市由此發(fā)展成為“信息城市”。城市經(jīng)過數(shù)千年的發(fā)展，由最早的“政治城市”發(fā)展至現(xiàn)在的“信息城市”階段，其發(fā)展目的側(cè)重點始終是為人類社會服務(wù)，其發(fā)展的模式也一直是反自然的——以犧牲自然生態(tài)系統(tǒng)為代價建設(shè)城市生態(tài)系統(tǒng)，這樣的發(fā)展模式注定是不可持續(xù)的。

1.2 生態(tài)城市概念的提出

二十世紀(jì)80年代發(fā)展起來的生態(tài)城市理論認(rèn)為城市發(fā)展存在生態(tài)極限，“生態(tài)城市”概念正是認(rèn)識到原有城市發(fā)展模式種種弊端而提出的。從生態(tài)學(xué)的角度出發(fā)，“生態(tài)城市”應(yīng)當(dāng)被視作城市生態(tài)系統(tǒng)演進(jìn)到“頂級狀況”的一種設(shè)想。“生態(tài)城市”的概念引發(fā)了世界范圍的廣泛關(guān)注，但由于生態(tài)城市本身就是一個發(fā)展中的事物，時至今日仍然沒有給出一個廣泛認(rèn)可的定義，但大都認(rèn)可“生態(tài)城市”應(yīng)該是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理、功能高效、關(guān)系協(xié)調(diào)、人與自然和諧共存可持續(xù)發(fā)展的城市模式，強(qiáng)調(diào)的是“人—自然—社會”三位一體。

2 城市綠地系統(tǒng)與城市雨水管理綠地的發(fā)展

2.1 城市綠地系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展

城市綠地系統(tǒng)作為城市生態(tài)系統(tǒng)的一部分，其產(chǎn)生與發(fā)展始終伴隨著城市的產(chǎn)生與發(fā)展。城市綠地系統(tǒng)是城市發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，城市綠地的出現(xiàn)即是為了調(diào)和人類作為具有智能的社會化的動物需要改造自然建設(shè)人工化的城市以滿足自身發(fā)展和人類作為自然產(chǎn)物對自然具有的生理與心理需求之間的矛盾。由于國內(nèi)外城市及環(huán)境保護(hù)發(fā)展階段、研究重點不同，目前還沒有一個統(tǒng)一的、公認(rèn)的概念來定義城市綠地系統(tǒng)。城市綠地系統(tǒng)在中國大百科全書中釋義為“城市中由各種類型、各種規(guī)模的園林綠地組成的生態(tài)系統(tǒng)，用以改善城市環(huán)境，為城市居民提供游憩境域”。早期的城市規(guī)模較小，城市建設(shè)引起的各種問題并不突出，因此這一時期的綠地主要是各種私有的園林。近代工業(yè)化前，城市雖然也已經(jīng)出現(xiàn)公共綠地，但各種私有的園林仍然是城市綠地的主要組成。這一時期由于城市規(guī)模較小，生態(tài)問題尚不突出，因此對于城市綠地生態(tài)服務(wù)功能并沒有提出過高的要求，城市綠地的存在主要是為了滿足人類游憩觀賞的需要，主要通過造園手段來滿足人民的這種需要。正因如此，這一時期的城市綠地并沒有形成真正的城市綠地系統(tǒng)，城市綠地成點狀分布于城市，并且這種分布往往是不均勻的。作為一種資源，在這一時期城市綠地并不由市民共享，而通常是被統(tǒng)治階級所掌控，因此城市綠地在城市水平格局上主要集中分布于城市中統(tǒng)治階級聚居的區(qū)域。隨著近代工業(yè)化，城市的數(shù)量激增規(guī)模也急劇擴(kuò)大，城市中人與自然的矛盾激化，各種生態(tài)問題日益突出甚至引發(fā)社會問題，城市人居環(huán)境越發(fā)惡化，為了解決這些快速城市化帶來的問題，城市規(guī)劃者開始探索解決問題的方法，城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃正是作為解決這些問題的途徑之一在此時得以提出。一方面隨著封建制度解體，城市綠地作為一種資源能夠被更廣大的城市居民所共享，另一方面各種城市化伴生的環(huán)境、生態(tài)以及社會問題也亟待更多的城市綠地來改善，正是在這一時期，通常意義上的城市綠地系統(tǒng)開始逐步形成。大量新建或改建的公園以及城市中的自然環(huán)境保留地成為城市綠地的主要組成部分，同時一些公共綠化設(shè)施和私人營造的綠地也是城市綠地系統(tǒng)的重要補(bǔ)充。此時城市綠地在城市水平格局上分布開始更為均勻，此外由于城市建設(shè)技術(shù)的提高，城市綠地在城市垂直格局上也占有了更多的空間。城市綠地開始逐步形成一個有機(jī)連接系統(tǒng)，并承擔(dān)起更多的生態(tài)服務(wù)功能與社會服務(wù)功能。

2.2 生態(tài)城市概念下現(xiàn)有城市綠地系統(tǒng)的不足

在生態(tài)城市的概念下，原有的城市綠地系統(tǒng)已不能滿足城市發(fā)展的需要。(1)城市綠地的生態(tài)服務(wù)功能沒有得到正視。事實上城市綠地時至今日仍然更多的被視作是欣賞對象或休憩空間，而不是維護(hù)城市生態(tài)系統(tǒng)健康穩(wěn)定以及改善城市生態(tài)環(huán)境的重要手段。城市設(shè)計者在考慮城市綠地的時候，考慮的更多是綠地的視覺效果，更進(jìn)一步是綠地對于城市居民的使用功能。而城市綠地或城市綠地系統(tǒng)作為城市生態(tài)系統(tǒng)中重要的一環(huán)，如何讓它們對城市環(huán)境的生態(tài)服務(wù)功能最大化則被較少的考慮到，而這種生態(tài)服務(wù)功能卻恰好是城市綠地系統(tǒng)最重要的功能。(2)城市綠地系統(tǒng)具有一個功能特點——維持城市生態(tài)系統(tǒng)中某些生態(tài)要素的流動。因此城市綠地應(yīng)該具有完整而連續(xù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，城市綠地具有立體空間上多層次的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，所謂完整性是指綠地系統(tǒng)應(yīng)該包括與綠色植被有協(xié)同作用的各種生態(tài)要素，共同形成一個有機(jī)整體。所謂連續(xù)是指綠地系統(tǒng)中的各要素在不同空間上、不同層次上能夠形成循環(huán)有序的過程，并能與外界綠地系統(tǒng)中的各元素協(xié)調(diào)共生。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定系統(tǒng)功能，因此只有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)保持完整有序才能保證系統(tǒng)功能的完整性和連續(xù)性。但事實是現(xiàn)有的城市綠地系統(tǒng)是指是一個斷裂的系統(tǒng)，不能支持諸如水、生物、能量在系統(tǒng)之間的有效流動。(3)現(xiàn)有城市綠地系統(tǒng)對空間的利用不夠高效。生態(tài)城市要求功能高效，現(xiàn)有的城市綠地或者城市綠地系統(tǒng)對于所占有的空間利用率仍有提升空間。如前文所述，現(xiàn)有城市綠地系統(tǒng)更多的是從感知的觀賞性和使用性來考慮的，功能較為單一。實際上現(xiàn)有的城市綠地系統(tǒng)完全可以承載更多的功能，如作為解決城市雨水問題的補(bǔ)充手段，從而提高空間的利用率提升所占有空間的價值。

3 城市所面臨的雨水問題及其解決方案

3.1 城市面臨的雨水問題及傳統(tǒng)解決方案

盡管城市在數(shù)千年的發(fā)展中不斷完善，但是城市中依舊存在著各種問題，只有解決這些問題才能建設(shè)真正的生態(tài)城市。其中雨水問題就是現(xiàn)階段城市面臨的、亟待解決的突出問題。

快速的城市化、城市建設(shè)改變了城市所在地原有的自然環(huán)境、氣候條件。濕地、耕地、林地被越來越多的建筑物和各種硬化鋪裝所替代。城市下墊面不透水比例的大幅增加，明顯改變了城區(qū)的水文、水利特性，引起城區(qū)徑流系數(shù)的明顯增大和匯流時間的顯著減小，因此，在相同的降水條件下，導(dǎo)致城區(qū)洪峰出現(xiàn)提前和洪峰流量增加。根據(jù)美國USEPA的研究，城市化會導(dǎo)致城市區(qū)域發(fā)生暴雨時出現(xiàn)較之這一區(qū)域城市化前更強(qiáng)的洪峰與更大的徑流量，如圖1所示，這就使得城市中出現(xiàn)嚴(yán)重的雨洪問題。

圖1 城市化導(dǎo)致地表徑流的改變

為了解決這些問題，現(xiàn)有的城市排水機(jī)制是對雨水進(jìn)行末端治理，要求雨水排得越快越好。根據(jù)這個理論，提高城市排水標(biāo)準(zhǔn)是增強(qiáng)城市應(yīng)對雨洪的主要解決方案。但是這樣的解決方案存在諸多問題：

(1)大幅提高排水標(biāo)準(zhǔn)花銷巨大，并且對已建成排水系統(tǒng)進(jìn)行改造會對城市居民的生活造成不便。同時，隨著城市化進(jìn)程的深入，現(xiàn)有排水機(jī)制的排水系統(tǒng)也不可能無限的增大，現(xiàn)有的排水機(jī)制難以解決越發(fā)嚴(yán)重的城市雨洪問題，這種末端治理的排水方式是不可持續(xù)的。

(2)這樣的排水方式實質(zhì)沒有認(rèn)識到雨水作為一種城市資源是可以進(jìn)行利用的，大量寶貴的城市水資源未經(jīng)利用就排放，不能實現(xiàn)本地水資源的可持續(xù)利用。這樣的思維方式實際加劇了城市水資源的匱乏，同時，由于城市雨水經(jīng)由管道快速排走，城市的地下水位得不到有效補(bǔ)給，造成許多城市地下水位下降，甚至形成地陷，嚴(yán)重影響到城市安全。

(3)城市雨水雖然是一種城市資源，同時也具備污染物的二重屬性。由于城市污染問題嚴(yán)重，城市雨水也不是一種清潔的資源，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?。將雨水直接排走不僅會增大城市污水處理量，還有可能造成城市水環(huán)境污染。

3.2 可持續(xù)雨水管理綠地及其目標(biāo)

可持續(xù)雨水管理綠地是基于可持續(xù)雨水管理系統(tǒng)的低沖擊開發(fā)(Low Impact Development)模式，是一種以生態(tài)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，利用景觀綠地設(shè)施從徑流源頭開始的暴雨管理方法。從一味的“排”到“滲、蓄、滯、排、用”結(jié)合，不僅是城市雨水管理方式的轉(zhuǎn)變，更是人們對資源環(huán)境認(rèn)識的轉(zhuǎn)變，這也是生態(tài)城市概念下城市雨水系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。完整的可持續(xù)雨水管理目標(biāo)包括水量和水質(zhì)兩個方面，其目標(biāo)是使得城市水循環(huán)過程接近自然的水循環(huán)過程通過設(shè)置生物滯留區(qū)、滲透溝、種植屋面、雨水桶、透水路面以及植物緩沖區(qū)等景觀綠地設(shè)施達(dá)到對雨水的徑流消減、徑流滯留、徑流蓄集、徑流傳輸、水質(zhì)凈化等方面的管理，增加雨水在城市中滲透、滯留、蒸發(fā)的機(jī)會，使城市水系統(tǒng)更接近自然水循環(huán)過程。

3.3 現(xiàn)有可持續(xù)雨水管理綠地的現(xiàn)狀及不足

實際上，國內(nèi)外已經(jīng)踐行這樣的雨水管理模式，在美國以及新西蘭都有較多的實踐案例，我國可持續(xù)雨水管理的研究與設(shè)計也已經(jīng)開展十余年。城市可持續(xù)雨水管理綠地作為城市綠地系統(tǒng)的組成部分開始分布于城市的水平及垂直格局中?？沙掷m(xù)雨水管理綠地和現(xiàn)有的城市綠地系統(tǒng)在物質(zhì)空間上的功能整合提高了原有綠地所占城市空間的利用效率，符合建設(shè)生態(tài)城市的發(fā)展需要。

但是無論國內(nèi)或者國外，可持續(xù)雨水管理綠地的實踐結(jié)果都不盡如人意，城市雨水問題依然嚴(yán)峻，并且隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大、城市化進(jìn)程的深入，以及全球極端氣候頻發(fā)，城市雨水帶來的問題越發(fā)嚴(yán)重。即使在實踐可持續(xù)雨水管理較為成功的城市，也不得不面臨這樣的問題。究其原因，一方面，可持續(xù)雨水管理綠地尚處于初步階段，作為一種新興的事物，公眾的接受程度較低，大眾意識較為薄弱，建設(shè)的力度尚且不足；另一方面，現(xiàn)有城市可持續(xù)雨水管理綠地概念自身尚待發(fā)展，現(xiàn)有的城市可持續(xù)雨水管理綠地多著重研究單塊綠地自身的服務(wù)功能，而沒有意識到可持續(xù)雨水管理綠地要更好的發(fā)揮其自身功能，也應(yīng)該像城市綠地一樣發(fā)展為一個系統(tǒng)。可持續(xù)雨水管理綠地系統(tǒng)和城市綠地系統(tǒng)一樣要發(fā)揮自身應(yīng)有的功能就需要維持系統(tǒng)內(nèi)部以及自身與其他城市系統(tǒng)間生態(tài)要素的流動。單獨的、割裂開來的可持續(xù)雨水管理綠地是沒有辦法解決城市雨水問題的。

4 發(fā)展城市可持續(xù)雨水管理綠地系統(tǒng)的可能與趨勢

在建設(shè)生態(tài)城市的概念下，城市可持續(xù)雨水管理綠地與現(xiàn)有城市綠地系統(tǒng)在物質(zhì)空間上整合為城市可持續(xù)雨水管理綠地系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上完善城市可持續(xù)雨水管理綠地系統(tǒng)是必然的發(fā)展趨勢。其原因如下：

(1)城市雨洪管理綠地與城市綠地系統(tǒng)滿足在物質(zhì)空間層面上進(jìn)行內(nèi)整合的前提，這種整合必須以能夠保證或促進(jìn)各種功能作用的正常發(fā)揮為基礎(chǔ)。綠地系統(tǒng)和城市可持續(xù)雨水管理綠地在功能上并不矛盾，城市雨水管理綠地自身功能的實現(xiàn)很大程度城市綠地系統(tǒng)提供的生態(tài)服務(wù)功能，兩者在功能上是相互促進(jìn)的，因此滿足在物質(zhì)空間上內(nèi)整合的前提。

(2)在城市物質(zhì)空間上整合兩者有助于物質(zhì)空間利用率的提高，合理利用城市土地，促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展?，F(xiàn)有的城市綠地系統(tǒng)占用了大量的城市物質(zhì)空間，如果再建設(shè)城市可持續(xù)雨水管理綠地系統(tǒng)勢必會造成城市當(dāng)中不必要的空間浪費(fèi)和土地資源浪費(fèi)，影響到城市其他功能空間的建設(shè)。同時，城市綠地系統(tǒng)本身也應(yīng)該承載更多生態(tài)與社會功能，兩者整合之后，實際上原有物質(zhì)空間的利用效率得到提高，符合生態(tài)城市“功能高效”的要求。

(3)現(xiàn)有城市雨水可持續(xù)管理綠地需要發(fā)展成系統(tǒng)需要現(xiàn)有城市綠地系統(tǒng)為依托。如前文所述，伴隨城市的發(fā)展，城市綠地系統(tǒng)也得到了長足發(fā)展。而城市可持續(xù)雨水管理綠地則是新興事物，單獨對其進(jìn)行發(fā)展是一個相對漫長的過程，但城市雨水問題急需解決，為了解決發(fā)展所需要的時間與需求的迫切性之間的矛盾，依托現(xiàn)有的城市綠地系統(tǒng)進(jìn)行功能空間的整合，可以加快城市可持續(xù)雨水管理綠地系統(tǒng)生成的過程。

盡管如此，將現(xiàn)有的城市綠地系統(tǒng)和城市可持續(xù)雨水管理綠地進(jìn)行物質(zhì)空間上的功能整合形成可以形成城市可持續(xù)雨水綠地管理系統(tǒng)，但這種系統(tǒng)仍然是有待發(fā)展的。首先，因為整合主要的物質(zhì)空間是現(xiàn)有城市綠地系統(tǒng)本身的連續(xù)性不夠好，因此整合后城市可持續(xù)雨水管理綠地系統(tǒng)的連續(xù)性也有待改善，這樣才能保證雨水等生態(tài)要素在系統(tǒng)間的流動。其次，現(xiàn)有的城市可持續(xù)雨水管理綠地、城市綠地系統(tǒng)以及市政基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施(如排水管道等)的連接性并不理想(圖2)。城市生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性使得一個系統(tǒng)中的問題往往需要多個系統(tǒng)配合解決。因此城市雨水問題絕不僅僅是城市排水系統(tǒng)或者城市可持續(xù)雨水管理綠地系統(tǒng)的問題，各種生態(tài)要素不僅需要在系統(tǒng)內(nèi)部流動，各個系統(tǒng)間也應(yīng)保證這些生態(tài)要素的流動。因此，在生態(tài)城市概念下的城市可持續(xù)雨水管理系統(tǒng)除了保證系統(tǒng)內(nèi)部的連續(xù)性以外，也應(yīng)保證自身與其他的市政基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施系統(tǒng)直接的連接性(圖3)。

圖2 現(xiàn)有城市可持續(xù)雨水管理綠地與其他系統(tǒng)間關(guān)系示意

圖3 生態(tài)城市概念下可持續(xù)雨水管理綠地系統(tǒng)與其他系統(tǒng)間關(guān)系示意

綜上，在生態(tài)城市的概念下，現(xiàn)有城市可持續(xù)雨水管理綠地應(yīng)當(dāng)在物質(zhì)空間上完成和現(xiàn)有城市綠地系統(tǒng)的整合，形成城市可持續(xù)雨水管理綠地系統(tǒng)。合理的城市可持續(xù)雨水管理綠地系統(tǒng)自身應(yīng)具有較好的連續(xù)性，同時也應(yīng)該是一個開放的系統(tǒng)，保證生態(tài)要素能在本系統(tǒng)中以及與其他系統(tǒng)間的有效流動，這樣的城市可持續(xù)雨水管理綠地系統(tǒng)才能整合城市間其他系統(tǒng)共同解決城市亟待解決的各種雨水問題，而這也是建設(shè)生態(tài)城市要求下城市可持續(xù)雨水管理綠地系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。

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