美国高校雨洪管理专项规划文件内容初探

姜　涛，李　念，鄢晓洵，陈其兵

（1.四川农业大学风景园林学院，611130，成都；2.西南交通大学建筑与设计学院，610000，成都）

一、研究背景

美国雨洪管理的成功实施离不开国家污水排放体系的逐步建立和完善。从1970年环保署（EPA）的成立到1972年《清洁水法案》的修订，再到1987年国家污染物排放消除系统（NPDES）的建立，美国逐步建立了成熟稳定的现代水质管理体系。1990年，美国环保署发布了第一阶段（PhaseⅠ）的雨水排放准则，要求服务人口在10万人以上的市政独立雨水下水道系统（Municipal Separate Storm Sewer Systems，MS4）、 影响范围在 5 英亩（1 英亩=0.4 hm2，下同）以上的建筑活动以及将雨水排放到MS4或直接排放到天然水体的11类工业活动需持有非点源许可证。1999年，环保署将服务人口在10万人以下的规范的MS4、影响范围在1～5英亩的建筑活动以及其他显著影响水质的工业、商业和公共机构设施纳入国家污染物排放消除系统排污许可证管理体系。一方面，美国高校作为公共机构需要申请PhaseⅡSmall MS4许可证，校园内的工程建设活动也需要申请排放许可，并提交雨水污染防治规划（SWPPP）文件和年度报告；另一方面，美国很多大学将雨洪管理作为绿色校园、可持续校园等建设与评价的重要环境考量因素，并将其写入校园景观总体规划、可持续发展规划等文件中，这些因素都促成了美国高校雨洪管理专项规划文件的编制。该文件的制定有助于高校识别影响雨水排放水质和水量的潜在污染源，为高校工作人员和承包商的行政和建设行为提供最佳管理实践（BMP）和实施雨洪管理计划的可衡量的评价目标等。对其进行深入研究，可以为我国高校雨洪管理专项规划文件的编制提供参考借鉴。

二、美国高校雨洪管理专项规划文件内容分析

在对前期50多所高校规划文件进行分析和筛选的基础上，选择24所具有代表性的美国高校的雨洪管理规划专项文件进行重点研究。其规划文件的内容大致可分为执行总结、现状分析、规划控制和建议、规划实施与评价等4部分，每部分内容结合具体高校的情况而有所差异。

1.执行总结

主要介绍校园雨洪规划文件编制的背景、目的和意义，研究区域的基本情况，规划文件的主要结构、内容提要和使用说明，规划的整体目标和方法等，这些都作为规划文件的基础支撑部分，以增进人们对规划文件的理解。

以佐治亚理工学院为例，该校将文件定位为校园未来项目建设和雨水基础设施规划的一项指南，是立足于校园总体规划文件和相关部门计划而动态变化的规划工具，可为未来雨水项目概要布局和目标奠定基础。该校近几十年一直倡导建设可持续校园，雨水计划的制定有助于推动佐治亚理工学院实现对环境可持续性的承诺。其规划制定的关键目标就是形成一套系统的雨水管理方法，并以Basin A作为具体研究区域。该区域采用合流制（CSO）排水系统，旱季收集的污水先通过管道进入合流制设施，后经RM Clayton水再生中心处理后排入Chattahoochee河。在一般雨季，溢流的水还要进入WEST CSO存储隧道进行存储后再处理。如果遭遇更大的暴雨，溢流的水就通过合流制设施直接进入Tanyard河中。针对研究区域的特点，该校制定了可衡量的目标，即减少进入城市合流制系统的雨水径流量 （有助于减少进入相关水系的合流制溢流的频率和水量）、雨水收集和再利用、模仿自然进程、遵守亚特兰大雨水条例规定、构建雨水管理的流域层面等。针对该目标，该校提出了具体的规划流程和方法，即明确不同情景下（基准、现状和规划条件）的土地利用和土壤条件，利用雨水模型构建每个情景下的径流状况，建立Basin A规划条件下的雨洪管理目标和具体措施，通过模型分析验证目标实现的情况以及对规划的雨洪管理项目进行成本效益分析，最终形成包含通过的雨洪管理项目的规划文件。

2.现状分析

（1）政策规范

美国雨洪管理方面的政策法规十分健全，除联邦政府外，各州和地方也出台了更具有针对性的雨洪管理相关政策、规范和指南文件。这些文件内容丰富，对实践的指导性强，对其分析不仅可以使高校雨洪管理满足政策规范的要求，而且可以更好地结合地方实际情况，制定更有针对性的规划文件。以威廉玛丽学院为例，联邦和弗吉尼亚州的相关文件有1988年的切萨皮克湾法案规范，2013年更新的城区分流制雨水排放系统规范文件。对该校来说，主要包括切萨皮克湾最大日负荷总量（TMDL）和Powhatan/Mill河溪TMDL，其导则对BMP各项措施的氮、磷、总悬浮物等的移除效率和计算方法有详细介绍；2013年更新的弗吉尼亚雨水管理项目规范对所有土地开发项目（包括高校）的施工后雨水径流量和质的控制要求。地方相关文件有Williamsburg市雨水管理手册、JamesCity县雨水规范和导则等。

（2）场地信息统计与分析

主要是对研究区域基本情况的介绍与分析，具体内容因不同高校的情况而有一定差异，一般包括校园雨洪管理的发展历程和主要问题、现状条件分析等。如宾州州立大学详细分析了校园的主要雨洪问题、类型和原因，包括雨水设施超过设计寿命、雨水管道尺寸不足、雨水口堵塞、地下设施泄露等；迈阿密大学牛津分校首先对校园流域特征、地表水质、降雨、土壤（水文土壤分组）、地下水水位、含水层、基岩、雨水排水基础设施、坡度（大于10%较少用于入渗和应用BMP）、不透水表面、环境影响等进行了分析，然后针对各个子集水区（Subwatershed）进行了更有针对性地调研与分析。还有一些高校结合实际情况进行了其他相关方面的调研和研究，如芝加哥洛约拉大学为确认校园某项目土壤的类型和应用下渗型BMP的可行性，2008年在项目所在的校园中央草坪庭院两块区域进行了渗透试验，其渗透率分别为85.09 mm/h和209.30 mm/h，因而认为其渗透性适合应用BMP；耶鲁大学对校园师生关于雨洪管理的研究成果进行了统计分析，很多成果直接被借鉴到雨洪管理规划文件中，其中包括耶鲁林业和环境系研究生提出的利用绿色基础设施（GI）进行雨水管理等诸多建议。

（3）导致雨水污染的源或行为识别

为减少雨水径流对校园和周边流域水系的污染，高校在规划雨洪管理时会对导致雨水污染的源或行为进行统计分析，并针对具体的污染活动采取源头控制措施，从而有助于最大程度减少人们活动对雨水径流所造成的污染，达到保护周边水系的目的。加州大学圣克鲁兹分校对排入周边河流的雨水径流潜在污染源进行了分析，包括排泄物（下水道溢流、非法连接排水管道等）、沉积物（施工行为、不透水表面的侵蚀性径流、设施线路维护等）、洗涤水（建筑维护、化学物品泄漏等）、增加的径流率和径流量（不透水面积径流）、垃圾和杂物、食物残渣和油脂（食品服务部门）、肥料和农药（绿地维护和灌溉径流）、石油产品和车载污染物（货物装卸区）、土壤、沙子和覆盖物（户外原材料存储）等。

3.规划控制和建议

（1）制定可衡量的具体目标

相比于执行总结的一般性目标和宗旨，可衡量的具体目标更有针对性，甚至有时间进度和量化标准。《南缅因大学 MS4雨洪管理规划（2013-2018）》对具体的BMP措施、达到的目标、时间进度、责任人都有详细表述，如其制定的雨水水质意识5年计划中提出年度目标是开设1到2门雨水相关课程，最终目标是相关院系开设至少4门以上的雨水污染相关课程，具体实施由学校可持续发展办公室负责。

（2）基础数据与雨水模型

有效的雨洪管理是一项长期系统复杂的任务，搜集相关基础数据和通过模型分析十分必要，有助于为校园未来开发建设提出更合理的雨洪管理决策。从调研文件中可以得出，其使用的软件和模型主要有SWMM模型、AutoCADCivil3D软件、ArcGIS软件、Win TR55软件、XP-SWMM模型 、HEC-HMS 模 型 、Carlson Civil Suite软件等，这些模型多由美国相关部门主导开发，与当地基础数据库结合，能够很好地实现对雨洪相关内容的科学预测与分析。如耶鲁大学将校园划分为若干子汇水区，这些区域包括不同的表面特征（坡度、面积和不透水比例），通过SWMM模型可以估算给定降雨事件下的进入下水道的雨水径流量和径流率。另外，构建传输系统的模型还可以用来观察校园网络各节点应对雨洪的能力和弱点。

（3）规划方法和程序

以田纳西大学为例，该校的一般规划方法是获取基本资料，包括许可证、排水基础设施情况和其他相关规划文件；将校园划分为若干子集水区作为雨水管理单元；将GIS基础设施数据和实地调研相结合，确定实施BMP的潜在位置；估算采用BMP措施的径流量并与开发前后的情况做比较；规划非结构性的BMP措施，并制定近期可以实现的采取BMP结构化措施的建设项目清单等，总结和描述一些常用的校园BMP措施。该规划方法具有一定的普适性，能够将校园雨洪管理和项目建设结合起来，在满足MS4二期项目要求的同时整合规划要素和景观特色，为校园的环境教育和可持续发展提供机遇。

（4）目标导向的策略和措施

美国高校雨洪管理规划文件尽管属于规划性质，但由于充分的前期调研做基础，具有很强的目标导向性和针对性。从适用性看，既有整体流域和校园范围的策略，又有基于具体子集水区和特定建设项目的措施；从措施的内容上看，又分为结构性措施和非结构性措施，前者包括渗透系统、雨水花园、绿色屋顶、植被洼地、透水铺装、雨水蓄水箱、蓝色屋顶等，后者包括公共教育、外联和参与，非法污染排放的监测和消除，通过良好的“管家”实现污染预防等。如费耶特维尔州立大学校园东西两侧的土地利用和布局的差异导致对其雨水管理设施的策略不同。针对西侧不透水面积较大、建筑密度高等特点，其主要是雨水水质处理，可建设雨水花园等生物滞留设施；而东侧需要同时考虑雨水水质处理和雨水滞留，规划建设Cross Creek环境研究项目，该项目由一系列生物滞留台地、人工湿地、植被过滤带组成，具有雨水管理、学术研究、环境教育、游憩娱乐等多种用途。学校立足于改善下游水环境的目标，除了新建项目，还规划了诸多校园改造项目，包括校园建筑附属绿色空间改造、建筑屋顶雨水收集、改造沟渠以减少河道的侵蚀和不稳定性、Cross Creek附近的排污口改造、在自然区域建设步行道解说系统等。

4.规划实施与评估

（1）组织保障

美国校园雨洪管理规划文件的成功编制和实施离不开科学有效的组织保障。从调研文件可以看出，一般是成立专门的委员会、小组或办公室，其成员来自于校园各方的利益相关者，共同处理雨洪管理相关事务，也有的是由校园相关机构或外聘专业规划设计公司进行系统的协调与编制工作。如奥本大学成立了雨水委员会，由学校的学术和业务领域的人员组成，部门有奥本市流域主管部门、阿拉巴马水观察水资源中心、校园设施管理部门 （废物减排与利用、景观服务、施工管理、公用事业和能源、大学建筑师办公室、设计服务）、校园可持续办公室、校园餐饮部门、校园体育部门（现场管理）等。

（2）动态监测和评估

由于美国不同高校的雨洪管理水平与阶段、雨水基础设施的现状条件、校园流域环境等不同，其具体监测的项目也不同。从规划文件中看，大部分高校都十分重视对雨洪管理的监测，既有对校园流域水环境的质量监测，也有对建设BMP等雨水设施的监测，与动态更新的雨水管理规划文件相适应，是校园适应性管理的内在要求，有助于实现校园适应性的雨洪管理目标。加州大学圣地亚哥分校将监测和评估视为雨洪规划的重要组件，认为其影响着后续的适应性管理决策，其检测项目包括对校园流域的监测、雨水径流的监测、生态系统评价监测、区域监测等。又如康涅狄格大学在Eagleville河溪设置1个监测站，从2009年开始实时监测，包括水温、电导率、浊度等指标，其数据可以从校园网站下载，为相关研究和决策提供基础数据分析。

（3）规划文件的回顾与更新

与其他规划文件类似，美国高校的雨洪管理规划文件是动态更新的，一方面体现了MS4相关许可的阶段性要求，另一方面也是雨洪管理自身复杂性、综合性等属性的体现。以奥本大学为例，按照MS4相关许可要求，学校需要向所在州的环境质量主管部门提交年度报告提供审核，因此学校会在审核结果的基础上对规划文件进行及时更新与修正。报告的主要内容包括承诺情况 （BMP适应性评价、减少污染物排放和保护水质的阶段性目标进展情况、每一个最小控制方法的可衡量的目标）、报告期间收集和分析的信息结果、上一年雨洪管理规划变化和下一年计划实施的雨水相关活动计划、建议修改的雨洪管理规划内容、基于监测结果而有必要增加的BMP的描述和实施计划、监测数据等。

（4）实施保障

为了贯彻落实雨洪管理文件，很多高校设置了执行程序以确保雨洪管理措施的有效执行。加州大学圣地亚哥分校主要通过加强教育和培训来满足实现雨水污染防治的要求。该校对校园内所有的运行和维护行为进行监督和控制，如果发现导致雨水污染物排放的行为，学校首先会要求更正行为并加强教育；如果再次发现，行为发生所在的院系主要领导将会被问责。学校对校内的住房、餐饮和招待等内容都有详细的雨水污染防治说明，住校的学生要签订相关的协议，包括禁止不适当的洗车、车辆维修、仓储等行为。对校园内超过1英亩的施工项目，学校会指派专业的雨水实践者进行月度检查并汇报；对于未开发土地上的项目建设，不论项目大小，都需要在最初的土方活动中进行每周至少一次的现场监测，如果出现任何雨水污染问题将会立刻识别查证，要求承包商纠正，并记录在相关文件中。

三、结 语

因高校性质、自然和文化环境、政策等不同，美国高校雨洪管理规划文件内容存在着一定差异，但其核心内容依然具有较强的相似性，这对于我国高校制定相关的雨洪管理规划具有一定参考和借鉴意义。我国的高校雨洪管理规划编制应在结合自身情况的前提下，充分借鉴美国高校在政策规范、设计导则、基础数据库构建、雨水模型评价与分析、可衡量的目标与评价、规划的一般方法和成果等方面的有益成果，并积极与校园总体规划、景观规划进行衔接，探索出适合我国高校实际情况的校园雨洪管理规划模式与方法。

参考文献：

[1]NationalResearchCouncil.Urban Stormwater Management in the United States[M].Washington,DC:National A-cademies Press,2008.

[2]卢倚天.基于规划文件分析的当代美国大学校园动态更新规划设计方法初探[D].广州：华南理工大学，2016.