暴雨、城市与设计
)
从今年6月的异常高温天气开始，到受台风影响导致的7月底华北平原罕见的暴雨洪灾，根据媒体报道，7月29日，中央气象台发布12年来第二个暴雨红色预警，华北平原京津冀地区遭遇真正百年罕见的暴雨和洪灾，接下来的几天当中，北京连下90个小时暴雨，总雨量相当于306个西湖。
极端天气频频爆发，“气候危机”今天不再只停留在概念，而是以洪水、地震、高温、干旱等等不同的形式侵入我们的日常生活，更令人感到不安的是，气候变化带来的影响正不成比例地落在弱势群体身上，这些群体往往是历史上和系统性边缘化的低收入社区。
其中，洪水是最具灾难性的自然灾害之一，由于贫困、基础设施有限以及资源和医疗保健服务的获取有限，农村地区的洪水损失比城市地区更为严重。印度比哈尔省拥有 1.041 亿人口，其中 76% 的人口经常遭受洪水威胁。2008年，比哈尔邦北部地区遭受严重洪灾，影响超过230万人；2013年，它们影响了20个农村地区3768个村庄的超过590万人。洪水破坏财产、基础设施，并进一步减少获得医疗保健和社会服务的机会。
但为何今天，我们要谈论城市设计与暴雨洪水之间的关系？
1950年代，美国就有一些学者开始提出，城市化（Urbanization）增加了流域内暴雨的流量。由于城市内部建筑开发使用的不可渗水硬化地面，替代了可以吸收雨水的自然植被，近些年来城市化进程的加快以及雨水基础设施不足或过时，让雨水成为了危机的制造者，稍有不慎，一场暴雨就会演变成滔滔洪流。而泄洪村则成为首当其冲的“受害者”。
城市化的进程比我们想象中还要更迅速。到2035年，预计70%的中国人口将居住在城市地区，这对城市基础设施、当地环境和资源造成巨大压力。迅猛飞速的城市化，以及相关的污染和不可持续的建筑实践，在我国造成了严重的环境和水相关问题。
在气候变化之际，如何避免洪水成为我们一种新常态？如何通过基于风险的城市设计和创新措施，采用新方法来应对洪水风险，以打造一个更绿色、更包容、更有韧性的城市？从美国的最佳管理实践(BMP) 和低影响开发，澳大利亚的水敏感型城市设计(WSUD)， 新西兰的低影响城市设计和开发 (LIUDD)，日本城市河流流域综合管理，再到我国践行了10余年的海绵城市……各个国家都在竭力改变城市水结构，而从下面这些案例中，我们或许能够汲取一些经验、获得一些启发。
鹿特丹：从与水斗争到与水共存
自 2001 年以来，鹿特丹通过重新思考与水的关系，一直在致力于转型成为一个有弹性的三角洲城市。为此鹿特丹制定了一系列复杂的计划来应对洪水以及干旱和极端高温等其他气候影响。有些计划范围巨大，涉及全市战略。其他项目则是更有针对性的小规模项目，可以由社区和个体家庭开展。其中最引人瞩目的莫过于“漂浮城市”。
Schoonschip是阿姆斯特丹的全新可循环社区，旨在为韧性城市提供漂浮方向的解决原型。项目的总体规划由荷兰建筑事务所Space&Matter操刀，包含30个相连的水面漂浮块，共计46间住房，并配有分散与可持续的能源、水源和废弃物处理系统。
开发漂浮建筑不需要整地、开挖与打地基，更不用填海造陆，可以保留原始的水岸环境。如此一来，建筑开发不仅不用破坏生态、与水争地，更能使建物适应不断上升的水位，随之漂浮移动，不因环境变动而受到影响，有效提升城市的韧性、减缓气候变迁带来的冲击。
越南：亲水而生的经验与基建
对于亲水而生的越南而言，水现象既丰富又具有极强的破坏性。位于越南极地两端的红河和湄公河双三角洲提供了肥沃的低地，居住着大多数越南人口，而连接它们的乡村地带是一片天然漏斗之地，接收了频繁台风带来的大部分降雨，猛击老挝山脉。
正因如此，越南在经年累月的与洪水斗争的过程中积累了丰富却惨痛的经验，为了使与洪水共存的生态智慧的教训切实可行，越南的研究人员将其转化为三个城市设计原则：城市设计应该（1）预测并适应洪水，（2）纳入洪水的生态过程，（3）以及向公众揭示洪水动态。这些原则是对现有城市设计概念的补充。
而来自越南的另一个经验教训则是关于“更新”。洪水并非一成不变，人们也需要学习如何调整、适应变化，以灵活应对各种突发状况，除了政策的改变，同时也包括基础建设的不断更新：
Yen Nghia 项目位于越南河内西南部，为了遏制季风最严重的影响，越南农业和农村发展部启动了众多防洪项目。Yen Nghia 项目标志着这一举措的开始。到2018年底，该国最大的泄洪泵站将建在首都河内西南部，这里有约640万居民。
Yen Nghia 泵站专为防洪应用而设计和建造。这意味着泵仅在需要时启动，但随后必须 100% 可靠地工作，在尽可能短的时间内以低水头泵送大量水。安德里茨为Yen Nghia项目供应10台立式轴泵，预计于2018年3月交付。供应范围包括这10台泵在越南的建造、制造、运输和安装监督以及备件。每个泵都具有坚固的轴向水力设计，以承受洪水冲走的各种材料的通过。每个泵每秒输送多达 15 立方米的水。
英国：可持续城市排水系统
SuDS 的概念出现于 20 世纪 80 年代末，设计者质疑了原本英国城市环境中传统管道排水的可持续性，强调需要一种替代方案方法。虽然 SuDS 的主要目的是提供一个能够管理大量径流的基于自然的排水系统，但它们在应用后带来了更广泛的好处；改善水质，增强舒适度、美观性和生物多样性。让排水回归到自然过程是可持续排水（SuDS）的主要目标之一，通过减少不渗透表面的量来增加渗透。
英国的 SuDS 安装通常集中在单个独立的断开连接的设备上。然而，将这些单独的基建组合起来，就形成了一个绵延的链条，提供径流管理的累积方法，SuDS重点关注洼地而不是输送管道，增加渗透的机会。英国莱斯特的汉密尔顿是一个占地 26 公顷的新开发场地，建于 2003 年，在以前用于农业的土地上建造了 1500 栋房屋，位于环境局“洪水区 1”；0.1% AEP。现场使用管道将径流从不透水表面输送到由洼地、植被池塘、过滤带和蓄水池组成的网络，提供更环保、更自然的排水方法。
SuDS 使用一系列的管理举措包括以下阶段：
（1）源头控制方法，通过拦截屋顶径流以减少进入排水/河流网络的水量，以便随后再利用（例如用于灌溉）或用于储存和随后的蒸散（例如绿色屋顶）
（2）预处理步骤，例如植被洼地 或过滤沟，在排放到水道或含水层之前去除地表水中的污染物。例如，通过在池塘、滞留盆地或湿地内提供储存来延迟地表水排放到水道的滞留系统
（3）渗透系统，例如渗透沟和渗水坑，模仿自然补给，使水渗入地下
（4）可持续排水系统。水通过可持续排水系统流入地下。在暴风雨发生期间，地表水流经洼地和过滤沟，去除夹带的污染物 ；通过以下方式延迟和减少河流高峰流量： 储存水以供再利用 ；储存在池塘中，或通过渗透池和渗水坑将水渗透到地面。这一过程改善了河流的水质并减少了河流峰值流量。
美国：低影响开发
术语“低影响开发”(LID，Low Impact Development) 是指在城市开发过程中，使用或模仿自然过程的系统和实践，这些过程导致雨水渗透、蒸散或使用，尽可能地保护水质和相关水生栖息地。EPA 目前使用绿色基础设施一词来指代使用这些过程的潮湿天气流量的管理，并指提供栖息地、防洪、清洁空气和清洁水的自然区域的拼凑而成。
LID 采用保护和重建自然景观特征等原则，最大限度地减少有效的不渗透性，以创建功能性且有吸引力的场地排水系统，将雨水视为资源而不是废物。有许多实践被用来遵守这些原则，例如生物保留设施、雨水花园、植被屋顶、雨水桶和透水路面。
LID 技术的一些应用示例包括：
1. 过滤停车场和不透水表面雨水的工程系统，例如生物滞留池、过滤带和树箱过滤器；
2. 保留（或储存）雨水并缓慢渗透水的工程系统，例如停车场下的地下收集设施、生物滞留池和渗透沟；
3. 改造基础设施，减少不透水表面的数量，例如无路缘、无排水沟和缩小宽度的街道；
4. 过滤、引导和保留雨水的低技术植被区域，如雨水花园和生物洼地；
5. 有助于打破（断开）不透水表面或由再生材料制成的创新材料，例如多孔混凝土、透水铺路材料或由再生废物制成的场地陈设；
6. 集水系统，例如地下收集设施、水箱或雨水桶；
7. 原生或适合地点的植被。
美国历史最悠久的的大规模实施 LID 的社区之一是马里兰州乔治王子县的萨默塞特社区。开发商于 1995 年成功地将 LID 技术集成到占地 60 英亩的开发项目中，其中 199 套住宅占地 10,000 平方英尺。使用分布式雨水管理系统的替代开发模式增加了 6 个地块，每块地块的收入增加了 40,000 美元，总体成本节省 916,382 美元，这也是为什么LID成为了美国最大的应用方案，也影响了后来我国海绵城市的计划与推行。
中国：海绵城市
从2012年我国首次提出“海绵城市”的概念至今已满10年，我国进行了多个海绵城市的试点。2019年，两批试点城市的绩效评价报告结果显示，30个试点城市的海绵城市建设总面积为920平方千米，总投资约1600亿元。
从2012年我国首次提出“海绵城市”的概念至今已满10年，我国进行了多个海绵城市的试点。2019年，两批试点城市的绩效评价报告结果显示，30个试点城市的海绵城市建设总面积为920平方千米，总投资约1600亿元。
据住建部2014年发布的《海绵城市建设技术指南》所表示，海绵城市是指“城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的‘弹性’，下雨时能及时吸水、蓄水、渗水，需要时能将蓄存的水‘释放’出来以供使用。”
而在郑州暴雨之后，海绵城市这一概念受到了大量的质疑，也成为人们讨论的焦点。
为何海绵城市仍然防不住大型洪涝灾害？一方面，海绵城市的实施主要采用了“自上而下”的方法，住房和城乡建设部（MHURD）、财政部（MOF）和水利部（MWR）制定了2014 年海绵城市建设国家标准指南 。这些指南很大程度上参考了美国的低影响开发，并且往往偏向于灰色基础设施。而由于我国的水系统起步较晚，同时因为我国幅员辽阔，南北气候差异性极大，各地的应对政策与治理需要更因地制宜，仅仅依赖于基于国家标准的设计标准，而不考虑当地的气候，可能会导致解决方案设计过度或设计不足，更可能会进一步加剧有关水资源可用性和/或洪水的问题。
另一方面，今年7月京津冀地区的强降雨特点是持续时间长、累计雨量大和极端性强。据介绍，河北省降雨较大市的降雨量为：保定市350毫米、定州市319.7毫米、石家庄市289.2毫米、雄安新区261.3毫米、邯郸市218.4毫米、廊坊市224.2毫米、邢台市192毫米。海绵城市有其“收缩范围”，而目前的极端天气事件已经远远超出这些系统设计所能应对的范围。
为了让海绵城市能更好的推行下去，需要进行研究以更好地了解中国降雨量的空间分布，从而为未来的海绵城市设计提供信息。雨量计网络的增加，特别是在主要城市，将有助于深度-持续时间-频率建模，以分析设计标准风暴在不同地区之间的差异。整合当地地点和气候特征（例如地质和蒸发率）以及降雨数据，从而为雨洪管理提供最佳解决方案。
