城市绿色基础设施总体规划编制内容研究以美国纳什维尔都会区为例

李敏 姜涛 胡作佳 龙皎

摘 要：以美国纳什维尔都会区为例，梳理并介绍了城市绿色基础设施规划的要点和主要内容，阐明了绿色基础设施规划在海绵城市建设中的重要地位，并结合我国城市的实际情况提出相应的建议。

关键词：城市;绿色基础设施;总体规划;纳什维尔

中图分类号：S688

文献标识码：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20201115056

收稿日期：2020-10-04

基金项目：贵州大学引进人才项目（项目编号：贵大人基合字（2018）50号）;2016年国家留学基金资助出国留学项目（项目编号：201606910098）

作者简介：李敏（1995-），女，在读硕士。研究方向：海绵城市与绿地规划建设;姜涛（1987-），男，博士，讲师。研究方向：海绵城市与绿地规划建设;通讯作者龙皎（1968-），女，研究员。研究方向：园林工程、市政工程监理及植物引种驯化。

1 绿色基础设施概况

20世纪70年代以来，在欧美发达国家的很多城市随着城镇化的快速发展，城市灰色基础设施建设面积不断增加，其城市中的不透水面积迅速增加，城市绿地面积相对减少，从而引发城市洪涝灾害、生态环境破坏、地下水污染、水资源短缺等一系列问题。在这种背景下，欧美发达国家开始寻找能够解决城市多种问题的新的方法。绿色基础设施（GI，Green Infrastructure）正是在这一背景下出现并不断发展和完善的，成为解决城市多尺度、多层次问题的重要手段和方式。绿色基础设施的理念起源较早，早在19世纪时美国风景园林之父奥姆斯特德就在波士顿大都市公园体系规划等绿地系统规划中强调绿色空间之间应该相互联系，避免孤立化。1990年，美国学者查尔斯·利特尔将GI称为绿道系统的扩展和有别于灰色基础设施的新类型[1]。1999年，美国总统可持续发展委员会认为GI在社区可持续发展中扮演着重要的角色，是保护生态系统和引导可持续土地利用的重要途径[2]。同年，美国保护基金会和农业部森林管理局成立的GI工作小组提出GI是相互联系的绿色空间网络，其通过模拟自然的方式对自然生态系统（森林、草原、荒漠等）、野生生物类（野生动植物等）、公园、湿地、绿道等自然区域和开放区域进行有机联系，形成一个开放的生态网络系统，该系统具有多方面的功能，其中在生态系统服务、雨洪管理、人类福祉等方面发挥着重要的作用[3，4]。20世纪90年代中叶，美国开始以绿色基础设施来解决城市内涝和水生态危机的研究与实践，比较早的实践是在美国俄勒冈州波特兰市和NE Siskiyou街道，随后美国的其它城市相继制定出当地的绿色基础设施规划，如费城、纽约、西雅图等城市在GI的编制和实施方面做了大量的有益探索和实践[5-7]。我国对于GI的研究起步较晚，但发展很快，在关于GI的理论和实践方面都取得了重要的成果。早在20世纪90年代，深圳市在城市绿地系统规划方面就考虑了各绿地之间的衔接性和生态廊道的作用。2011年后，以珠三角绿道网络规划建设为契机，绿道运动开始在全国蓬勃发展，四川、湖南、贵州、北京等地都积极开展了绿道建设。绿道网络、公园城市、海绵城市等城市建设的理念成为GI背景下中国发展模式的代表[8-11]。

2 纳什维尔都会区绿色基础设施总体规划内容

纳什维尔位于美国中南部，是美国田纳西州的首府，也是该州仅次于孟菲斯的第2大城市，属亚热带季风性湿润气候，夏季高温多雨，冬季温和少雨，年平均降水量为1511mm。2009年纳什维尔发布了《纳什维尔都会区绿色基础设施总体规划》（Metropolitan Government of Nashville and Davidson County Green Infrastructure Master Plan）的文件，该文件为纳什维尔未来实施、评估和建设可持续海绵城市奠定了良好基础。通过对该文件的分析，可以得出以下主要内容。

2.1 纳什维尔常用的GI措施

通过将GI纳入新建和改造的项目建设中可以应对经济增长和环境保护之间的协调和平衡的挑战。GI建设不仅可以保护纳什维尔现存的绿地环境，还能创造新的绿色就业机会，增加对绿色技术的需求，促进当地社区的发展。基于纳什维尔的实际情况，共有12类GI措施或设施被推荐，包括其优势、劣势、适用范围、成本和维护要求，分别是雨水管断开（Downspout Disconnection）、过滤带（Filter Strips）、渗透实践（Infiltration Practices）、口袋湿地（Pocket Wetlands）、透水路面（Permeable Pavement）、雨水桶/蓄水池（Rain Barrels/Cisterns）、土壤改良（Soil Amendments）、行道树与绿化（Street Trees and Afforestation）、 集雨树箱过滤器（Tree Box Filters）、绿色屋顶（Vegetated Roofs）和植被洼地（Vegetated Swales）。对这些绿色基础设施的使用旨在满足多种城市雨水管理目标，包括减少雨水径流量、减少洪峰流量和保护水环境质量等。

2.2 不同环境条件下GI技术的分析

纳什维尔都市区采用合流制排水系统（CSS），并由10个不同规模、土地类型和需求的集雨区构成，这些区域的雨水径流量和合流制溢流（CSO）特性也有所差異。由于流域面积、建筑物、屋顶、道路和停车场数量等不同，这些集雨区不透水面积的比例也有所不同，有些区域的不透水面积占比为80%以上，有些则在30%～50%。GI的选择受到多种因素的影响和制约，如不透水面积所占比例因素、时间因素、土壤、天气、政策和文化因素等。因此需要对不同集水区进行实地调研和技术分析，从而有针对性地确定适宜的GI措施或设施。如，Boscobel集雨区紧邻theee Cumberland河，故而很有必要避免其雨水的直接排放;又如，溢流模拟显示Boscobel和Van Buren集雨区对较少体积的雨水削减最敏感，因此在2.54cm范围内的初期降雨条件下适宜直接应用GI设施。

不同的尺度和目标对GI的选择也有影响，社区和场地尺度的不同，GI的设计也会不同。

GI的选择还要考虑不同的实现目标，如补给地下水、维持生态系统平衡、近自然美学与环境的营造、减少对大型排水基础设施的依赖、降低维护成本和减少热岛效应等。

规划对常用的GI进行了技术分析，包括雨水收集、绿色屋顶、树木种植和结构性控制措施（生物滞留、透水路面、植物盒子）等。以雨水收集为例，规划在对纳什维尔2000—2006年每小时降水量数据进行收集整理的基础上模拟了约93屋顶设置1个约208L雨水桶时集雨的效果，假定雨水桶收集的雨水用于建筑周边的绿地，排水的频率设定在2d进行1次。结果表明，其可以削减19%的雨水径流或可以平均收集约47L·d-1的雨水。

2.3 绿色基础设施的选择和设计

绿色基础设施建设项目的目标是加强对场地的雨洪管理，避免过多的雨水流入城市合流制排水系统（CSS）。在总体目标指导下，不同的场地应该选择适宜的GI设施和措施，项目的选择和设计应以低影响开发为原则，场地中多余的雨水需要经过净化处理后进入合流制排水系统（CSS），同时收集的雨水可以用来替代非饮用水需求（如灌溉）。选择最佳管理实践的项目还可以用来向开发社区和公众进行雨洪管理方面的科普教育。为了评估纳什维尔城市合流制排水系统（CSS）的改进潜力，设计团队应和多部门共同协商，对每个可选试点评估以后再确定具体的GI项目建设地，从而为所选场地设计出一套性价比最高的GI实施方案。

2.4 绿色基础设施的激励和融资策略

全美各地都在制定有关GI实施的激励措施，鼓励私人土地所有者将“绿色”技术纳入到场地的更新改造中。在相关经济激励政策的引导下，GI的使用率逐渐提高。在这种背景下，纳什维尔制订了一系列激励措施来推动城市GI建设，鼓励将GI应用在新建项目和改建项目中。具体的措施包括雨水费折扣、回扣和安装融资、开发激励、赠款、奖项与认可计划等。

雨水费折扣的依据主要是基于场地的不透水面积大小情况，原因是不透水面积是造成场地雨水径流增加、城市雨洪和水环境污染的主要根源。GI的建设则减少了不透水面积造成的影响，因此新建和改建项目融入GI设施或措施的场地可以申请雨水费折扣。可以参考的案例如科罗拉多州丹佛地区实施的“雨水收费公平性计划”（Stormwater Fee Equitability Program），该计划实施年度雨水费收费政策，其收费依据主要是场地的不透水面积的比率。每个业主缴纳雨水费的多少主要是基于其所在场地不透水面积对排水系统的影响情况进行确定的。每年政府部门通过航空摄影和地理信息系统（GIS）等综合确定业主所在场地的不透水面积大小和比例，比例越高的，其雨水费的费率也较高。

回扣和安装融资主要是鼓励业主在其所属物业内开展GI实践，其形式包括补助金、折扣或回扣等。如，马里兰州蒙哥马利县实施的雨水景观奖励计划（RainScapes Rewards），该计划对于住宅、商业或私人物业等业主营建雨水花园、雨水桶、绿色屋顶、透水路面、乡土景观或植物景观等措施提供资金奖励，奖励金额在1200～5000美元;又如，俄勒冈州波特兰市推出的“生态屋顶补助计划”（Ecoroof grant program），對于新建的生态屋顶将按照约5美元·0.093m-2进行补贴。住宅、商业、工业和混合用地的业主均可申请该补贴。

开发激励面向私人开发商，包括在建设费用、要求、标准或步骤等方面的优惠或便利。为了满足申请条件，开发商需要在满足相关建设标准的情况下融入可持续场地设计或绿色建筑等理念进行实践。如，俄勒冈州波特兰市对中心区的商业建筑在额外建筑面积的奖励方面规定如下，即生态屋顶覆盖率在10%～30%、30%～60%和60%或更高的商业建筑可以每0.093m2生态屋面分别获得0.093m2、0.186m2、0.279m2的额外建筑面积。

赠款项目一般用于试点项目建设中，对于应用GI设施项目的使用者来说无需支付资金。如，伊利诺伊州芝加哥市的绿色屋顶改善基金试点项目，旨在为该市的TIF区的绿色屋顶建设提供经济援助，用于绿色屋顶相关的建设费用，其要求是至少覆盖建筑屋顶面积的50%及以上的低维护设计，成本包括工程、设计和施工费用等;该区的商业建筑业主都可以申请该费用，但要求补贴需要在屋顶建设完成后领取，同时需要签署至少2a的绿色屋顶维护协议。又如，俄勒冈州波特兰环境服务局通过与波特兰州立大学、当地社区、流域管理委员会等合作来提高公众的流域保护意识，通过向学校、社区、企业等提供资金来保护和加强流域的健康管理;这些资金可以用来购买设备、材料或从事相关的科研或技术分析等，比如教育和监测、生态屋顶研究、场地雨水特征分析、流域修复和自然环境保护等。

3 纳什维尔绿色基础设施建设对我国海绵城市建设的启示

3.1 落实城市绿色基础设施实施规划和实践

从纳什维尔的绿色基础设施总体规划可以看到，规划文件的制定对于城市内的绿色基础设施建设具有重要的指导作用。只有在充分调研的基础上做好GI的总体规划，才能整合资源条件进行实施，并在实施中不断总结经验和教训，指导未来的城市GI规划和实践，从而形成良性的城市绿色基础设施建设循环。我国的绿色基础设施建设在海绵城市建设的大背景下取得了较多的实践成果，但其建设存在一定的盲目性和从众性，未来需要结合具体城市的自然和文化背景制定专门的GI规划，并将其与城乡总体规划、国土空间规划等上位规划整合起来。

3.2 加强绿色基础设施建设的政策引导与公众参与

纳什维尔的GI总体规划等相关文件可以在城市官方网站中查询，并建设有专门的GI公益网站，网站上发布城市的GI相关信息，如定期向公众和利益相关者宣讲教育计划、开展GI项目实地考察、开展GI主题研讨会、宣传GI建设的各项经济补贴政策等。通过这样的方式可以让更多公众快速了解并参与进来，从而提高大众对GI的了解和GI建设的支持力度。GI的建设离不开社会公众的参与，我国在海绵城市建设规划中应强调“政府引导、社会参与”，当政府制定了相关政策措施时，应采取多种方式引导公众参与，以确保政策的成功实施。

3.3 构建绿色基础设施的多方合作、科研和交流平台

绿色基础设施建设和维护仅仅依靠政府部门是无法达到预期实施效果的，纳什维尔通过与公共和私人机构各方合作（如监管机构、本地企业、当地居民等）来完成对GI的科研、教育、文化交流、建设等一系列内容。在我国城市快速发展的情况下，绿色基础设施建设不是独立项目，而是对城市建成区大规模的改造项目，和新城开发的项目相比，这类项目往往有更多阻碍，政府可通过与多方（如政府单位、事业单位、企业、社区等）合作建立综合性的服务平台，促进协同管理机制的建立，确保GI的顺利成功开展，协调各方的利益。

3.4 建立健全绿色基础设施建成后的管理维护机制

绿色基础设施的实施是城市开展海绵城市建设的基础，加强GI的维护和管理对于城市的雨洪管理建设也有着重要的作用。但每个城市的地理环境、经济发展和社会构成不同，GI应充分考虑建设以后管理维护的劳动力与经济成本，针对当地的环境特点与气候条件进行GI设计，逐步建立适应地方特点的GI建设和管理维护机制，以实现绿色基础设施的长期维护与有效管理。

参考文献

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（责任编辑 周康）