英國艾登堡自然保護(hù)區(qū)可持續(xù)排水設(shè)計研究

文/英國諾丁漢大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院 類延輝

1 背景

針對多雨水天氣，英國政府依據(jù)國家政策、地表徑流水災(zāi)風(fēng)險管理戰(zhàn)略、地表徑流水災(zāi)法規(guī)控制及地方規(guī)劃等要求指導(dǎo)具體設(shè)計實踐。

1.1 國家政策

1）《英國政府可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略》（Delivering UK Sustainable Development）由英國環(huán)境、食品和鄉(xiāng)村事務(wù)部（Defra）于2005年制定，為可持續(xù)排水設(shè)計提供了前提：真正以規(guī)劃為導(dǎo)向；當(dāng)?shù)孛癖妳⑴c設(shè)計；相關(guān)部門不僅承擔(dān)監(jiān)督職能，也通過創(chuàng)造性案例提升居民生活環(huán)境；考慮居民區(qū)需要，推動基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展；追求高質(zhì)量設(shè)計，以人為本；體現(xiàn)不同區(qū)域特色；支持因氣候變化而提倡的低碳發(fā)展，并充分考慮洪水風(fēng)險及海岸線變化；保護(hù)并改善自然環(huán)境，努力減少污染；鼓勵重復(fù)利用已開發(fā)土地；推動土地多元利用，降低洪水風(fēng)險，促進(jìn)生態(tài)多樣性、娛樂性；保護(hù)文化遺產(chǎn)，提高當(dāng)前及未來生活質(zhì)量；符合地方戰(zhàn)略，滿足地方需要。

2）《國家規(guī)劃政策框架》（National Planning Policy Framework）由英國社區(qū)與地方政府事務(wù)部于2012年頒布，第10條明確規(guī)定：地方規(guī)劃應(yīng)考慮氣候變化，如水災(zāi)風(fēng)險、水供應(yīng)、生物多樣性變化及景觀變化等；應(yīng)避免在高風(fēng)險水災(zāi)地區(qū)進(jìn)行新的土地開發(fā)，如必須進(jìn)行，應(yīng)提出相應(yīng)解決方案以降低水災(zāi)風(fēng)險并保證居民或用戶安全。

1.2 地表徑流水災(zāi)風(fēng)險管理戰(zhàn)略

《國家水災(zāi)以及海岸侵蝕風(fēng)險管理戰(zhàn)略》（National Flood and Coastal Erosion Risk Management Strategy for England）由Defra2011年制定，要求各城市制定出與國家戰(zhàn)略一致的地表徑流水災(zāi)風(fēng)險管理戰(zhàn)略。該戰(zhàn)略明確6項指導(dǎo)原則以幫助地方水災(zāi)管理：社區(qū)焦點和協(xié)同工作（Community Focus and Partnership Working）；提出以片區(qū)和海岸線單元為基礎(chǔ)的解決方案；可持續(xù)發(fā)展；提出恰當(dāng)?shù)娘L(fēng)險解決方案；多元利益化；鼓勵受益人投資風(fēng)險管理。

1.3 地表徑流水災(zāi)的法規(guī)控制

1）《水災(zāi)風(fēng)險條例》（Flood Risk Regulations，2009）明確規(guī)定各省級政府及相關(guān)機(jī)構(gòu)承擔(dān)地方水災(zāi)管理局職能，市政廳有責(zé)任作出初步水災(zāi)風(fēng)險評估，闡述城市范圍內(nèi)的水災(zāi)風(fēng)險。

2）《水災(zāi)與水管理法案》（The Flood and Water Management Act，2010）明確市政廳所承擔(dān)的地方水災(zāi)管理新職能。法案第9條規(guī)定，市政廳具有法定領(lǐng)導(dǎo)職責(zé)，負(fù)責(zé)開展、維護(hù)、應(yīng)用和監(jiān)督地方水災(zāi)風(fēng)險管理戰(zhàn)略，在空間規(guī)劃和應(yīng)急規(guī)劃領(lǐng)域必須包含城市內(nèi)澇議題。

3）《洪水和水資源管理法案》（Flood and Water Management Act，2010）規(guī)定建造商有責(zé)任進(jìn)行景觀開發(fā)，以使屋頂排水和車道排水滲入綠地，而不是直接注入城市排水系統(tǒng)。

1.4 地方規(guī)劃

《地方主義法》（Localism Act，2011）第116條及列表9，10規(guī)定：市政廳獨立監(jiān)督委員會需根據(jù)國家規(guī)劃考慮可持續(xù)排水設(shè)計規(guī)劃總圖；地方規(guī)劃應(yīng)識別當(dāng)?shù)氐乇韽搅魉疄?zāi)高風(fēng)險地區(qū)，并提高公眾風(fēng)險認(rèn)知；地方規(guī)劃還應(yīng)通過分享優(yōu)秀實踐經(jīng)驗及專業(yè)知識，幫助地方政府完成地表徑流水災(zāi)管理；各規(guī)劃部門應(yīng)賦予可持續(xù)排水體系設(shè)計規(guī)劃許可的優(yōu)先權(quán)。

2 可持續(xù)排水體系設(shè)計指導(dǎo)原則

根據(jù)上述政策與法規(guī)控制，為更好應(yīng)對地表徑流水災(zāi)風(fēng)險，英國政府委托Defra于2015年制定可持續(xù)排水體系4大具體設(shè)計指導(dǎo)原則。

1）水資源總量 指對地表徑流總量的控制。具體體現(xiàn)在：利用地表徑流水作為水資源，有效排水；有效控制洪水風(fēng)險；保護(hù)水體形態(tài)及生態(tài)體系；保持并保護(hù)自然水文系統(tǒng)。

2）水資源質(zhì)量 指管理地表徑流質(zhì)量以防止污染。具體體現(xiàn)在：加強(qiáng)地表水與地下水資源的管理；應(yīng)對未來變化。

3）宜居性 指為人們創(chuàng)造并保持更好的居住、生活、工作、休閑場所。具體體現(xiàn)在：多功能最大化；提升視覺特色；實現(xiàn)安全的地表水管理；可識別性最大化；加強(qiáng)社區(qū)的環(huán)境學(xué)習(xí)。

4）生物多樣性 指創(chuàng)造并保持更好的自然環(huán)境。具體體現(xiàn)在：加強(qiáng)并保護(hù)自然棲息地及其地方物種；幫助實現(xiàn)地方生物多樣性；加強(qiáng)棲息地之間的聯(lián)系；創(chuàng)造有活力、自給自足的生態(tài)系統(tǒng)。

3 艾登堡自然保護(hù)區(qū)（ANR）

以艾登堡自然保護(hù)區(qū)為例，闡述實踐過程中如何實現(xiàn)可持續(xù)排水體系設(shè)計指導(dǎo)原則，為未來可持續(xù)排水體系設(shè)計提供參考。

3.1 背景

艾登堡自然保護(hù)區(qū)（ANR）占地226hm2，位于英國諾丁漢郡西南7km處的艾登堡村（Attenborough Village）（見圖1）?，F(xiàn)屬于諾丁漢郡野生生物信托（Nottinghamshire Wildlife Trust）并由其管理運(yùn)營。保護(hù)區(qū)所在地1929—1965年是砂礫石場，由于挖砂采石，原有自然景觀受到嚴(yán)重破壞，原本平整的場地形成多個大坑，雨水存積形成多個大小不一的水坑。20世紀(jì)中期，英國政府大力治理環(huán)境，該區(qū)域被改造為濕地公園。

艾登堡自然保護(hù)區(qū)于1966年向公眾開放，名字來源于艾登堡村。因艾登堡的名字與英國BBC電視節(jié)目主持人大衛(wèi)·艾登堡（David Attenborough）姓氏相同，因此，大衛(wèi)·艾登堡受邀出席保護(hù)區(qū)的開幕儀式。2005年艾登堡自然中心建造完畢，大衛(wèi)·艾登堡又再次受邀出席該中心開幕儀式。該中心矗立于水中，外部景觀優(yōu)美，內(nèi)部配置商店、餐飲、互動展示、教育設(shè)施、會議室及其他服務(wù)功能。該中心利用收集的雨水沖洗廁所，安裝太陽能光伏板進(jìn)行發(fā)電，是保護(hù)區(qū)內(nèi)可識別性建筑之一（見圖2）。

艾登堡自然保護(hù)區(qū)吸引了眾多游客、居民入內(nèi)活動，如野餐、慢跑、散步、帶孩子親近大自然、遛狗、喂天鵝和大雁等，成群結(jié)隊的鴨群、雁群、天鵝群及各種鳥類暢游在波光粼粼的湖水中，景色宜人。大衛(wèi)稱該自然保護(hù)區(qū)為“通往自然界的一條生命線”。

3.2 可持續(xù)排水體系分析

艾登堡自然保護(hù)區(qū)體現(xiàn)了Defra提出的可持續(xù)排水體系4大設(shè)計指導(dǎo)原則：水資源總量、水資源質(zhì)量、宜居性及生物多樣性。

3.2.1 水資源總量

1）利用地表徑流實現(xiàn)有效排水 艾登堡自然保護(hù)區(qū)強(qiáng)調(diào)利用地表徑流保持水位線，遇到極端暴雨天氣時，相鄰的諾丁漢特倫特河（Nottingham Trent River）能幫助分解一部分地表徑流水，因此保護(hù)區(qū)在實現(xiàn)有效排水的同時控制了地表徑流水災(zāi)風(fēng)險（見圖3）。由于地表徑流未排入城市排水系統(tǒng)，大大降低該地區(qū)對城市排水系統(tǒng)造成的壓力（見圖4）。

圖1 區(qū)位

圖4 總平面

2）有效控制洪水風(fēng)險 為應(yīng)對極端暴雨天氣引發(fā)大量地表水聚集所帶來的洪水危險，諾定漢郡政府于2015年建造數(shù)公里的防洪墻，把周邊居民區(qū)隔絕于洪水風(fēng)險外（見圖5）。

3）保護(hù)水體形態(tài)及生態(tài)體系 保護(hù)區(qū)管理者保留水體堤岸的自然走勢，自然中心未侵占水體，而是懸浮于水面之上。區(qū)域內(nèi)良好的水環(huán)境促使整體生態(tài)系統(tǒng)的良好運(yùn)轉(zhuǎn)。

4）保持并保護(hù)自然水文系統(tǒng) 濕地、自然植被、土地及可滲透材料路面等90%以上表面可允許地表水向地下滲透，對其自然水文系統(tǒng)進(jìn)行了最大程度的保護(hù)（見圖6）。

3.2.2 水資源質(zhì)量

圖2 自然中心

圖3 泄洪口

圖5 防洪墻

1）加強(qiáng)地表水與地下水資源管理 艾登堡自然保護(hù)區(qū)采取多種措施加強(qiáng)地表水與地下水資源管理，如通過濕地，尤其是蘆葦灘的自然清潔功能凈化地表水資源，進(jìn)一步保障水資源質(zhì)量（見圖7）；為降低地表徑流流入湖中所造成的污染，也為避免堤岸坍塌帶來的污染，特別設(shè)計石籠墻加固水岸并形成一道強(qiáng)勁的地表水過濾防線（見圖8）。柳樹是一種植被過濾器，保護(hù)區(qū)通過種植柳樹提高區(qū)域內(nèi)水資源質(zhì)量。

2）應(yīng)對未來變化 為更好地適應(yīng)未來變化，保護(hù)區(qū)通過濕地、綠地及灌木等景觀對自然環(huán)境進(jìn)行維護(hù)與再生，使保護(hù)區(qū)完善自身良性循環(huán)，增強(qiáng)應(yīng)變能力。

3.2.3 宜居性

1）功能多元化 實現(xiàn)了生態(tài)保護(hù)、教育、零售、餐飲、展示、社區(qū)活動、生日慶?；顒印⒙糜?、運(yùn)動、野餐、停車等功能（見圖9）。

2）視覺特色 為加強(qiáng)景觀視覺特色，保護(hù)區(qū)采用了諸多措施，如根據(jù)植物不同高度、季相色彩、形態(tài)等創(chuàng)造出不同的水體與植物景觀特色；利用室內(nèi)外景觀創(chuàng)造出獨有的視覺特色（見圖10，11）。

圖6 透水性路面

圖8 石籠墻

圖10 金秋景觀特色

3）安全的地表水管理 游客3h左右可走完最長的繞湖步行道，步行道兼具自行車道功能，設(shè)計時充分考慮道路與水面的安全距離。如遇集中降雨、水面上漲情況，將關(guān)閉部分距水面較近的步行道；如遇極端暴雨天氣，則關(guān)閉整個保護(hù)區(qū)，且利用防洪墻與出入口處的防洪閘門將水封閉在保護(hù)區(qū)內(nèi)。由此，艾登堡自然保護(hù)區(qū)實現(xiàn)了安全的地表水管理。

4）可識別性 保護(hù)區(qū)內(nèi)水體、自然景觀及其強(qiáng)大的地表水吸收與容納能力極具可識別性。與自然風(fēng)貌相得益彰的艾登堡教堂（見圖12）與自然中心2個極具特色的建筑給保護(hù)區(qū)的可識別性增添了濃重色彩。一些小木屋（觀鳥屋）也增強(qiáng)了保護(hù)區(qū)的可識別性，不要小瞧這些看上去有點簡陋的小木屋，除了屋頂材料，其他建筑材料均取材于保護(hù)區(qū)內(nèi)，真正做到“取之于林，用之于林”（見圖13）?；诒Ｗo(hù)區(qū)內(nèi)的動植物特色、地質(zhì)（砂礫采集場）及地形特點，艾登堡自然保護(hù)區(qū)被英國政府認(rèn)定為“特殊科學(xué)價值基地”（The Site of Special Scientific Interests，簡稱SSSI）。

圖7 蘆葦灘

圖9 生態(tài)保護(hù)

圖11 自然中心室內(nèi)外視覺特色

圖12 建筑可識別性

5）加強(qiáng)社區(qū)環(huán)境教育 保護(hù)區(qū)重視環(huán)境教育，尤其強(qiáng)調(diào)社區(qū)居民及兒童的參與度。居民可參與保護(hù)區(qū)的環(huán)境建設(shè)，提出建議，也可幫助募捐或義賣，所得資金全部用于保護(hù)區(qū)的環(huán)境建設(shè)。保護(hù)區(qū)還設(shè)置不同年齡段兒童的環(huán)境學(xué)習(xí)課程（見圖14）。包括：5歲以下課程（如觀察毛毛蟲蛻變、建造鳥巢等），6～8歲課程（探索動物棲息地、扮演保護(hù)區(qū)的動物、做游戲等），9～11歲課程（成為野外科學(xué)家，創(chuàng)造自己的再生能源等），12～15歲課程（對保護(hù)區(qū)內(nèi)3個棲息地進(jìn)行調(diào)研，學(xué)習(xí)如何標(biāo)記與識別物種，研究人類對棲息地的影響），16～18歲課程（專門設(shè)置環(huán)境科學(xué)方面的培訓(xùn)課）。

3.2.4 生物多樣性

1）加強(qiáng)并保護(hù)自然棲息地及地方物種 努力降低人類活動對保護(hù)區(qū)內(nèi)自然棲息地的影響，一些棲息地處于水體中，隔離于人類活動范圍外，保證物種獨立，自成一片天地（見圖15）。

2）地方生物多樣性 保護(hù)區(qū)的自然水環(huán)境進(jìn)一步促進(jìn)區(qū)域內(nèi)地方生物的多樣性。每年春天都能看到水面漂浮著青蛙卵，如此簡單的自然趣事，在很多地方已不多見（見圖16）。數(shù)據(jù)顯示，過去50年中約有2650個物種被記錄在案，超過30個物種之前在該區(qū)域從未發(fā)現(xiàn)過。

圖13 觀鳥屋

3）加強(qiáng)棲息地之間的聯(lián)系 保護(hù)區(qū)專門設(shè)置紅線（鳳頭潛鴨尋蹤線路）、黃線（云雀尋蹤線路）和藍(lán)線（翠鳥尋蹤線路），研究此3個物種的活動規(guī)律、棲息地等，加強(qiáng)棲息地之間的聯(lián)系，為動物提供更舒適的生活環(huán)境。

4）創(chuàng)造有活力、自給自足的生態(tài)系統(tǒng) 艾登堡自然保護(hù)區(qū)是一個有生命力的生態(tài)系統(tǒng)，由水、場地、動植物、人類等主體構(gòu)成。保護(hù)區(qū)有良好的可持續(xù)排水系統(tǒng)，提升了場地水含量，為動植物及人類提供更好的生態(tài)環(huán)境，保護(hù)區(qū)內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)處于越來越穩(wěn)定的動態(tài)平衡狀態(tài)。

圖14 環(huán)境學(xué)習(xí)課程

4 結(jié)語

中國正處在改善城鄉(xiāng)生態(tài)系統(tǒng)的重要階段，通過艾登堡自然保護(hù)區(qū)的成功經(jīng)驗，得到可持續(xù)排水設(shè)計的實踐啟發(fā)。

1）認(rèn)真理解國家關(guān)于地表徑流水災(zāi)的政策、風(fēng)險管理戰(zhàn)略、法規(guī)控制和地方規(guī)劃要求。

2）仔細(xì)理解基于上述政策法規(guī)內(nèi)容的可持續(xù)排水體系設(shè)計指導(dǎo)原則。

3）設(shè)計初衷應(yīng)考慮地表徑流水在場地內(nèi)的管理利用，使其成為整個設(shè)計的有機(jī)組成部分。

4）設(shè)計團(tuán)隊除包括常規(guī)成員（城市規(guī)劃、城市設(shè)計、景觀建筑、建筑、排水設(shè)計等人員），還應(yīng)包括洪水風(fēng)險管理、動植物、生態(tài)、環(huán)境教育、當(dāng)?shù)鼐用窦捌渌铝τ谔嵘沙掷m(xù)排水體系的相關(guān)責(zé)任方。

可持續(xù)排水體系不僅承擔(dān)“水”的單一功能，同時還具有生態(tài)修復(fù)功能。即使場地環(huán)境遭到破壞，也可遵循上述4條啟示，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榻】档纳鷳B(tài)環(huán)境系統(tǒng)，使城市和鄉(xiāng)村都能成為“通向自然界的生命線”。

圖15 不同時間的水中棲息地

圖16 青蛙卵