低冲击理念下的城市开发与管理新模式

郭广东

导读：低冲击开发是近些年由美国提出、用于城市雨水管理的技术，其提倡尊重自然、结合自然的核心理念愈来愈受到重视。我国人口压力大、土地资源紧缺、水资源缺乏、水污染严重、生态环境保育形势严峻，因此更需要借鉴和引入低冲击开发雨污水模式，不断优化城市管理策略。

一、低冲击开发模式的主要内涵

（一）低冲击开发模式的核心理念

低冲击开发是上世纪90年代美国马里兰州首先提出的概念，最初是作为雨水管理方法。其目标是恢复和维持土地开发前的自然水文状态。通过分散式的小规模控制技术对雨水源头进行控制，综合利用各种技术进行雨水的储存、渗透、蒸发和滞留等来模仿自然水循环过程，以期解决传统雨水管理方式所导致的各种城市环境问题。其核心理念主要有：

1.恢复自然水文状态

传统的雨水管理方式是将雨水更快更有效的排出，而低冲击开发依靠多种技术手段恢复和保护自然水循环。通过应用分散的微管理技术维持一定的渗水量、蓄水量以及延长集水时间，模仿自然水循环的整个过程，减少对自然水文状态的影响。

2.从雨水源头进行控制

恢复自然水文循环的关键是减少雨水源头附近的土地使用活动对水循环的影响。自然水循环过程如滞留、渗透、储存在城市未出现前存在于土地的各个角落，城市的大规模开发严重影响了自然水环境，试图用“管道－终端”的雨水管理方式去控制和恢复这个过程几乎是不可能的，因此应该采用微管理技术和源头控制策略。

3.利用非结构性的微管理技术

传统的雨水管理方式主张使用管道和大型水处理设施这种机械化的方法，而忽视了简单的生态方法。事实上，一些看似简单的技术手段能够有效保护自然水文状态。低冲击开发能减少钢铁和混凝土的使用。同时，低冲击开发技术所采用的自然材料例如树木，土壤和碎石使城市环境更加生态，也更美观。

（二）低冲击开发模式的主要技术

1.滞留

传统的排水系统将雨水快速的排出导致雨水汇流时间减少，峰值流量升高。低冲击开发模式所采用的技术例如滞留塘、植被缓冲带、绿色屋顶等，利用绿色植被良好的拦截和蓄水能力暂时滞留雨水，使径流总量减少，峰值流量降低。

2.渗透

高强度的城市开发导致城市不透水地面比例大幅增加，径流系数增大，汇流时间减少，这是造成许多大城市频遭内涝困扰的重要原因（图1）。低冲击开发技术采用植被和可透水地砖或路面材料，增强地面的透水性。

3.过滤净化和收集

通过植物和土壤的过滤、吸附、微生物降解等作用，清除雨水中的污染物。通过蓄水池、水塘等收集雨水，不仅能够削减雨水径流，而且还能用作旱时植被灌溉或者经处理后作为生活用水。

二、低冲击开发模式对城市水环境管理的启示

低冲击开发概念和实践起源于城市雨水管理，但是其尊重自然、结合自然的核心理念对于城市整体水环境的管理都有重要的借鉴意义。我国目前城市水环境问题的一个主要根源就是对原有的自然环境冲击过大，由此带来城市水环境污染、水资源紧缺等一系列危机；同时我们在解决城市水环境问题方面，长期坚持单一的工程性的思维，缺乏综合性的视角。

（一）注重城市水环境、水生态的整体修复

传统水治理方式的重点之一是关注控制污染，但影响城市水生态环境的不仅仅是污染问题。从低冲击开发的视角来看，水生态的整体修复，包括恢复水系的水生生物生存环境、气候调节、地下水补给等。因此，在控制污染和改善水质的同时也要对水体生态功能进行专项整治和恢复。例如，在城市规划中，不但要保证城市水系不被侵占，还应该根据实际情况恢复湿地等自然水体；对城市河流的硬化堤岸进行适当的生态改造，不仅起到恢复河流生态功能的作用，还能创造更具亲和力的滨水景观。

（二）从源头进行水环境的综合整治

我国传统的水处理方式是“末端处理”，即将污水汇集入大型污水厂处理后排放，雨水汇入主干管后或排入污水厂，或排入城市自然水系。这种治理模式在城市开发初期效果显著，能迅速提高城市环境容量。但随着城市规模的扩大，“末端处理”的弊端越来越明显。首先，“末端治理”需要建造大型终端处理设施和管道，这对城市来说是一笔巨大的投入。然后，“末端治理”依靠设计标准建造，对环境的变化缺乏快速的应变能力。最后，“末端处理”并不能完全消除污染，只是污染的转移。

低冲击开发的一项核心理念就是“源头控制”。“源头控制”一是能够减少污染源或雨水径流的产生，二是能在污染和降雨径流较少的时候迅速处理，以防止雨污水集中所导致的隐患。从这一理念出发，需要采取的策略有：提倡企业的清洁生产，从源头减少污染的产生；建造分散、小型的水处理设施，深度处理污水，就地回用；利用低冲击开发技术，减少、滞留、过滤降雨径流，通过自然界的自我净化能力清除污染。

（三）转变雨洪水管理策略

低冲击开发的本质就是结合自然的开发策略，城市与自然界不是必然对立的，如何正确转化自然界与城市的矛盾，对城市的可持续发展有着重要的指导作用。

近些年来，城市内涝灾害频现，虽然城市越来越重视排水系统设计，但是单纯的工程性措施就是建设以防洪为目的管渠工程，将雨水直接排入河流。我国北方城市大多同时面临着洪涝灾害和水资源紧缺问题，因此需要通过整体的、综合的、多目标的解决途径，而非单一目标或工程的方式来解决，如何正确利用雨洪资源解决城市缺水问题应该引起重视。因此相比单纯以“排出雨水”来解决雨洪内涝问题，“留住雨水”和“利用雨水”应该是更适合城市的雨水管理的策略。

城市雨洪水管理除了工程性设施之外，非工程性设施更应该得到关注。湿地是最主要和最常用的非工程性措施，湿地同时可以为野生动植物提供生存环境，也为人的休闲提供令人愉快的场所。另外，越来越多的研究将供水、雨水和污水作为一个整体来考虑，雨水和生活污水都是水资源的一部分，大量的研究表明：雨水中含有的污染物种类及含量与生活污水相近，因此雨水在某种程度上来说也是一种污水，将雨水和生活污水处理再生之后基本可以满足场地尺度的非饮用水需求量。毫无疑问，季节间供水量和需水量的平衡是雨水和生活污水再生过程中应该考虑的一个重要因素。

三、维度扩展——从城市水环境到整体开发的低冲击模式

低冲击开发模式与我们所倡导的很多先进发展理念都有共通之处。如果我们拓宽思维，从城市整体发展来看，在低冲击开发模式的视角下，可以从更多的方面得到有益的启示。

（一）城市空间管控的低冲击

1.划定明确的城市增长边界

基于我国耕地资源相对紧张的前提，从低冲击开发的视角来看，要降低城市发展给环境带来的负面影响，必须要建立城市空间的以合理集约利用为前提的管理策略，首先是要划定明确的城市增长边界。

城市空间增长边界是城市建设用地与非建设用地的分界线，也是城市在某一时期进行空间拓展的边界线，基本功能是控制城市规模的无节制扩张，是城市空间管理最有效的手段和方法之一。边界之内是满足城市当前与未来增长需求而预留的土地，边界之外是需要严格保护的农田、水域、森林等非建设用地。城市增长边界的划定：可以限制城市空间无序蔓延；保护区域生态空间，在城市建设用地和非建设用地之间保持一定的区域平衡关系；实现城市高密度、更加紧凑的发展模式，高效地利用现有城区以内和边缘区的土地，使城市对土地的使用与附近的农业活动相和谐。

2.城市土地的高效、集约利用

要实现城市土地的高效、集约利用，首先是通过正确的规划理念、合理的规划体系、详细紧密的规划控制手段，强化城市土地规划的控制和管理，引导城市空间整体优化，城市土地高效利用；其次是可以通过公共交通和公共服务设施的建设，引导城市空间集聚，形成紧凑发展的城市空间单元，在这方面国内外已经有比较成熟的开发管理策略，包括TOD（交通引导开发）、SOD（公共服务设施引导开发）等。

城市集约化发展是不断挖掘自身发展潜力的过程，进行城市空间立体开发，则是充分发掘城市内部空间潜力的另一个重要措施，构建城市立体交通网络，建设城市综合体和综合体群是实现立体开发的主要手段。

（二）城市产业发展的低冲击

在低冲击模式的视角下，城市产业的发展应当尽可能地减少对外部环境的负面影响，在宏观层面，制定相应的产业政策；在微观层面，引导企业或园区良性发展。

1.制定相应产业政策

随着工业化进程的推进，环境污染、生态破坏的矛盾日渐突出，协调经济发展与自然环境保护成为人们愈来愈重视的问题。宏观产业政策的制定就是要强化实现经济发展路径的环境低冲击性：一是通过宏观调控手段，强调依托技术创新和制度安排，通过国家调控政策特别是财政和金融政策对生产过程中环保产业、清洁技术的倾斜、优惠，降低产业发展的能源和资源消耗，降低污染，达到低污染直至零污染；二是促进产业升级和结构优化，提升产业价值链，提高产业发展的整体效益；三是在区域层面进行统筹协调，通过良好的区域分工和协作，避免产业过度竞争和重复建设，整体提高产业发展效率。

2．企业或园区发展引导

对于单个企业和企业园区，引导形成企业小循环、园区大循环的循环经济，以资源的高效利用和循环利用为核心，将物质流动方式由传统的“资源-产品-废弃物”单向线型模式，转变为“资源-产品-废弃物-再生资源”闭合循环模式。

对于单个企业，积极推广应用清洁生产技术，通过企业内部各个工艺之间的材料循环，减少材料的使用，达到减少废弃物、污染物的排放甚至“零排放”。对于有一定规模的产业园区，通过建立企业间或者产业之间的关联度，规划工业生态园区，配置核心企业废弃物为原料的共生企业，形成闭合的一个资源能源循环体系，实现资源能源的节约化。从城乡统筹视角来看，城乡结合地区的产业发展，可以在循环性工业园区建设的基础上，利用工业生产所产生的废弃能源和废料，发展与之相关的种植业、养殖业，实现资源能源的高效利用，减轻环境压力，实现低冲击发展。

（三）人居环境建设的低冲击

1.推广绿色建筑

建设绿色、生态的人居环境是城市让生活更美好的重要体现。绿色建筑与低冲击开发模式有着几乎完全相同的基本内涵：融入自然、节约能源及资源、与环境和谐共生。作为城市的核心载体，绿色建筑是生态城市最基本的构成。根据我国评价标准，绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。绿色建筑的设计理念包括：舒适和健康的生活环境、不使用对人体有害的建筑材料和装修材料、尽量采用天然材料、以及充分利用环境提供的天然可再生能源等。

2.发展绿色交通

绿色交通是一个理念，是以减少交通拥挤、降低能源消耗、促进环境友好、节省建设维护费用为目标的城市综合交通系统。绿色交通概念的核心是选择低能耗、健康、环保的交通出行方式，包括发展慢行交通系统、实施公交优先等。

（1）慢行交通系统建设

发展绿色交通的策略之一是打造高品质的慢行交通系统，其中包括步行交通系统和非机动车交通系统。以城市公园、街头绿地、广场等公共空间为节点，以步行路径为连接，形成空间完整、连续、丰富、多样化的步行交通网络，让市民贴近和享受自然，是低冲击城市生活模式的重要体现。自行车交通方便、快捷、零污染、零能耗，是非机动车出行的最主要方式，因此城市慢行系统建设的另一重点是完善自行车交通网络体系，同时借鉴先进国家和地区的经验，建设便捷高效、布局合理的自行车租赁系统，自行车出行公交化，可以有效提高自行车出行的比例。

（2）推广公交优先

在低冲击模式视角下，绿色交通的重要内容是建设以公交为主导的城市综合交通系统，实施公交优先的系统策略。公交优先的成败在于细节，精细设计上要真正落实公交优先。在公交优先的目标要求和指引下，采取的城市管理策略有：提高公交线网的覆盖范围和服务水平、为公共交通优先提供路权、加强公交站场建设、用现代信息技术为公共交通提供辅助服务等。

四、尺度扩展——从城市到区域开发的低冲击模式

（一）保护区域性生态资源

城市环境问题也是整个区域所面临的问题，在城市郊区，森林被大规模砍伐将导致水土保持能力减弱，农村地区由于缺乏水处理设施，生活、生产污水不经过处理而直接排放到水体，导致水污染。因此从低冲击开发模式的视角来看，单纯以城市为主体的管理方式难以很好地解决区域性问题，需要在区域范围内保护生态敏感区和重要资源区，并以此为前提引导城镇布局和建设。

根据保护目标划定保护区是区域生态资源的主要手段，以水源保护为例，水源地保护首先应强调全流域保护，结合地表污染物的扩散及地下水中污染物的迁移规律，划定水源保护区的陆域保护范围；水源地的保护还要与城镇的建设管理相结合，加强城镇规划建设部门和土地管理部门对水源地的用地管理，在低冲击发展模式的指引下，提出基于水源地安全的适宜建设强度和土地使用方式，从单纯的排污管理到与城镇建设空间管理相结合。

（二）建立区域生态共保机制

低冲击开发的理念从城市走向区域，重要的是要形成区域生态共保机制，以区域统筹的观点来进行生态环境保育，着眼区域生态系统的源头保护和综合治理。例如，对生态保护与建设进行分区分类管理，实现城市与所在区域生态建设的良性互动；加大对生态敏感地区的空间管制力度，划定基本生态控制线。

形成区域生态共保的一个重要制度保障是建立区域生态补偿机制。根据经济学的观点，生态保护是具有外部正效应的公共产品，而生态补偿就是通过公共部门制定政策手段，使生态保护外部正效应的内部化，让生态保护的受益方支付相应的费用。显然，生态补偿本质上是一种利益交换关系，体现的是“谁受益谁付费”的原则。作为一种新型环境管理制度，生态环境补偿机制在现阶段中国的推行，还面临许多困难和制约因素。一是生态补偿标准需要科学量化，才能确定生态补偿价格，才具有可操作性；二是利益主体模糊，在各级的行政区划方面缺乏有力的协调体制，难以解决跨行政区划的生态环境补偿问题。

五、结语

目前，低冲击开发理念及其应用研究在北美和欧洲地区已经相对成熟。随着理论和应用的不断深化，其外延不断拓展，我国的城市正处于快速发展时期，低冲击开发提倡尊重自然、结合自然的核心理念愈来愈受到重视。我国人口压力大、土地资源紧张、水资源缺乏、水污染严重、生态环境保育形式严峻，在这样的国情下，更需要借鉴和引入低冲击开发模式理念，不断改进城市管理策略。

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责任编辑：张炜