论生态治水:“海绵城市”与“海绵国土”

2016-11-29 作者:俞孔坚 来源:学术前沿 第109期 浏览:

\

  【摘要】 近来热议中的“海绵城市”既是一种城市形态的生动描述,更是一种雨洪管理和生态治水的哲学、理论和方法体系。“海绵城市”是建立在生态基础设施之上的生态型城市建设模式。这个生态基础设施有别于常规的、机械的、以单一目标为导向的“灰色”的工程性基础设施,而是以综合生态系统服务为导向,用生态学的原理,用国土和区域生态规划的方法以及景观设计学的途径与技术,来实现生态防洪、水质净化、地下水补给、生态修复、生物保护、气候调节和人居环境改善等综合目标。“海绵城市”是适应于中国复杂的地理气候特征提出来的,以中国悠久的水文化遗产为基础,并融合了当代国际先进的雨洪管理技术和生态城市思想而形成的理论、方法和技术体系。“海绵城市”的理念必须放在综合解决中国面临的水资源、水环境和水生态问题,从区域到局地尺度上探索适应全球气候变化的解决方案,以及美丽中国建设的大背景下来理解,因此“海绵城市”的建设也就是“海绵国土”的建设。
  【关键词】 生态治水 海绵城市 海绵国土 生态修复 景观设计学 洪涝防治
  【中图分类号】TU992 【文献标识码】A
  【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2016.21.001

  2013年12月,习近平总书记在《中央城镇化工作会议》上提出了“建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市”的思想,开启了全国性的海绵城市建设热潮。2014年2月,《住房和城乡建设部城市建设司2014年工作要点》中明确提出,“督促各地加快雨污分流改造,提高城市排水防涝水平,大力推行低影响开发建设模式,加快研究建设海绵型城市的政策措施”,并于11月发布《海绵城市建设技术指南》,全面铺开海绵城市建设试点工作,遴选出第一批16个试点城市(2016年4月,财政部、住建部、水利部三部门公布了第二批14个海绵城市试点,中央财政对试点城市给予可观的专项资金补助)。紧接着,住建部又以三亚为试点,结合“海绵城市”建设,在全国发起了“城市双修”(城市修补和生态修复),在短短两年的试点工作中,取得显著效果,许多经验和教训值得总结。与此同时,在水利方面,钱正英、汪恕诚等老一代水利专家较早就对过度水利工程有过反思并提出“人水和谐”的思想(董哲仁,2004;钱正英,2006;汪恕诚,2012)。2013年,水利部发布了《关于加快开展全国水生态文明城市建设试点工作的通知》,并选择了105个代表性、典型性较强的市,开展水生态文明城市建设试点工作,探索建设模式,在防洪安全和生态修复及改善人居环境方面都取得了可以验证的成果;2016年9月,水利部办公厅再发布通知,要求开展全国水生态文明城市建设试点评估工作,并总结经验和教训。这些分别开展的理念创新和实践探索都为在全国范围内开展生态治水工作打下了基础。而与这些大面积开展的“海绵城市”和水生态文明建设实践探索相比,关于“海绵城市”和生态治水的理论和方法论的梳理和普及推广显得薄弱,由于旧知识体系的长期主导、各种技术规范得不到及时修正,技术界和基层管理部门暴露了对“海绵城市”及生态治水的不理解,甚至对这些新理念表现出抵触情绪。特别是今年作为海绵城市试点的武汉等城市遭受严重水灾,关于海绵城市及生态治水的有效性和价值的质疑也在坊间兴起,在某些地方甚至已经成为建设“海绵城市”的阻力。因此,有必要对“海绵城市”及生态治水的理念、概念和方法进行系统梳理和推广。

  “海绵城市”和“海绵国土”理论的客观背景

 
 当今中国正面临水资源短缺,水质污染,洪水、城市内涝,地下水位下降,水生栖息地丧失等各种水问题(王浩,2010)。这些水问
题并不是局地的或者某一部门管理下发生的,而是系统性的,我们亟需一个综合全面的解决途径。“海绵城市”正是立足于我国的水情和水问题提出的旨在综合、系统地解决水生态、水环境和水资源问题的可持续生态途径;其目标是修复以水为主导因子的生态系统,健全其综合的生态系统服务(Ecosystem Services, Daily,1997),包括供给服务(包括干净的水和食物)、调节服务(旱涝调节和气候环境的调节)、生命承载服务(为多样化的生命提供生存的条件)和文化精神服务(包括审美启智和生态休憩),这四类生态系统服务构成水系统的一个完整的功能体系。“海绵城市”并非指具体尺度上的城市(当然也包括城市尺度的海绵建设),其核心是一种生态治水的理念,必须放在中国整个国土的水生态、水环境及水资源的大背景下来理解,因此,“海绵城市”的建设也就是“海绵国土”的建设(俞孔坚,2016)。
  水资源贫乏且降雨不均的国情,决定了建设滞蓄和调节系统的必要性。中国水资源总体缺乏,不到世界总淡水资源的10%,却要满足20%世界人口的生存和发展需要,这决定了节约水资源、珍惜雨水应成为中国一切涉水工程的根本策略;大部分城市受东南季风和西南季风控制,有限的降水在时空分布上很不均匀,年际变化大,年内季节分布极不均,主要集中在6~9月,占到全年的60%~80%,北方甚至占到90%以上;全球气候变化带来的不确定性增加,导致暴雨洪水频发。这些特点决定了就地调节雨洪,解决旱涝不均水情,形成富有弹性的水量调节系统,应该成为普遍的治水策略。早在2000多年前的西汉,中国先民就总结出“十顷之陂可以灌四十顷,而一顷之陂可以灌四顷”的经验(见《淮南子》卷一七《说林训》),通过陂塘建设实现农田的旱涝调节,构成了中国广大乡村田园上古老的“海绵”景观遗产;古代城镇建设中的坑塘蓄水系统也是因应季节性水情而孕育的水文化景观,是中国城镇中的弹性适应策略和“海绵”景观遗产。
  中国主要城市的降雨特征,也决定了我们不能照搬欧美一些城市如巴黎、伦敦、纽约等被国内媒体认为是“先进” 的、靠城市地下管道排水、大型地下蓄水设施来解决内涝的途径。相对来讲,这些欧美大城市的降雨四季分布比较均匀,雨水管网建设和利用比较经济。而在季风性气候下,中国大部分城市为满足瞬时降雨而设计的高标准排水管道和泵站,造价和维护成本高昂,对水情的弹性适应能力低下,且将珍贵的雨水排掉。更何况,随着全球气候的剧烈变化,那些被认为有完善地下排水系统和洪涝防范工程的欧美城市,同样遭受惨重的洪涝灾害,同样在反思工业时代的灰色基础设施的弊端,寻求更富有弹性的生态治水途径。
  水资源的过度开发和水环境、水生态的全面恶化,呼唤系统的生态修复。我国快速的工业化和城镇建设、农业生产活动带来对水资源的开发空前过度,特别是北方地区,河流断流,湿地和湖泊大面积消失,地下水严重超采;地表和地下水水质污染严重,官方数据表明,目前75%的地表水都出现不同程度污染,除了工业和城镇生活污水外,大量的污染来自于广大土地上的面源污染,特别是农药和化肥经地表径流污染河流湖泊。这一水情决定了水质净化必须同水量调节统一考虑,尤其必须利用自然系统和应用生态方法来治理大面积的面源水污染问题。同时,由于水是生态系统的主导和关键因子,水质和水量问题已经带来了中国水生态系统的全面恶化,导致生态系统服务的全面下降,包括生物栖息地的大量消失(中国东部的50%的湿生栖息地在过去30年内消失),普遍性的黑臭水体导致城市生活质量严重下降,滨水文化和经济价值得不到利用,等等。所以,水生态系统的全面修复应成为治水的根本途径,生态治水得以孕育而生。
  城镇化导致洪涝灾害风险增加,呼唤更科学的水系统设计。过去三十年的快速城镇化,导致人口向高风险的洪泛区集聚,特别是珠江三角洲、长江三角洲和环渤海平原,以及各种尺度的盆地及河谷平原集中。北京大学的一项研究表明,近年来,中国70%以上GDP和人口都集中分布在高风险洪泛区(俞孔坚等,2012)。宏观上,多山地、少平原的地形限制,农业时代形成的逐水而建的城镇历史格局,加上快速城镇化阶段盲目在原有老城基础上的摊大饼发展模式,导致中国城镇建设的选址和扩张必然与洪涝灾害相伴生;微观上,在城镇规划建设过程中,无视自然地形和现有水
系统,大量河湖湿地被填埋和侵占,搞千篇一律的“三通一平”,加之道路广场等硬化面积大量增加,导致城市内涝风险急剧增高,这也正是今年武汉遭受大规模内涝的主要原因。这一形势决定了未来国土的洪涝治理必然以城镇安全为主要目标,必须以规避洪涝作为新城镇选址和建设的主要规划策略,以微观的竖向改造及利用城镇内部的自然水系、绿地作为雨洪滞蓄的修补策略。
  农业大国转向城市大国,生态治水迎来历史机遇。从大禹的“决江河而通四夷九州” 到今天的垒大堤筑高坝以“严防死守”,虽方法不同,但防洪抗洪作为中华民族生存繁衍大戏中的一个主旋律,数千年来未尝变过。原因在于中国人多地少,良田美池往往在洪水泛滥的低地平原,利害皆因水而生。这样一种大国与水的关系今天有了根本的变化,我们必须认识到,中国一直到近代以前,国家和人民的生存都依赖于农业,农业占GDP 的比重都在90% 左右,30 多年前还占了30% 强,而到了今天已经下降到了10% 弱,这是五千年未有的一个巨变。这意味着人民不再寄生存于一亩三分地的收成上了。试问,伴随中国农业文明千年不变的治水策略,是否也应该有一场前所未有的巨变?历史上发挥过重要作用的大禹“疏决江河” 和当代“严防死守” 的治水策略,在今天的生态文明建设和社会经济条件下,都需要转变了!北京大学的一项研究表明:假设拆掉中国江河上的所有防洪堤坝(并不意味真要全部拆掉),中国被洪水淹没的国土面积每年是0.8%,极端的百年一遇也只淹没约6%,而中国的城镇居民只需要有2%的国土面积作为居住空间。这意味着,与洪水为友并不是一个昂贵的策略。而进一步的城镇化和高铁的发展,给人地关系调整和人水矛盾的协调带来了无限的机遇。再造秀美山川,绝非痴人说梦!关键是我们能否抓住新型城镇化的机遇,将水生态文明建设与城镇化的空间布局及国家重大交通基础设施规划统一考虑。

  “灰色”工程治水的反思

  近几十年来,中国对大型防洪和水电工程、农田水利工程以及城市的防洪排涝工程投入巨大,成就了包括河道渠化硬化、钢筋水泥防洪堤坝、拦江水泥和橡胶大坝、水泥农田灌渠等大量工程,当然也成就了GDP的增长。这些工程项目构成的基础设施,由于其没有生命的钢筋水泥特性,被统称“灰色基础设施”(Grey Infrastructure)。客观讲,在一个以生存为首要目的的发展中国家的建设初期,除了一些明显的失败工程外,许多这样的“灰色基础设施”在区域防洪、能源生产、农业灌溉和抗旱、城市的供水安全和排涝方面发挥过重要作用,其历史功绩不可抹杀。西方200多年的工业化和城镇化过程中,也有过崇拜灰色工程的文化,它们带来了对自然征服英雄行为的自豪感,也是人类对自然认识不够全面、系统的情况下最容易采取的途径,在特定历史时期不可避免。
  今天,在生态文明和美丽中国建设的视角下,我们必须认识到中国水问题的系统性和复杂性,包括水资源短缺、季节分布不均、水质大面积污染、洪涝和缺水问题并发,同时伴随着生物栖息地丧失、城市滨水的文化和经济价值得不到开发等问题。而遗憾的是,面对这些综合性的水问题和一个富有生命的水系统,我们往往热衷于通过目标单一、利益局部、只求短期效益的大型“灰色”工程措施来解决问题,结果却导致系统性问题的发生和系统本身的恶化,有的恶化是不可逆的。人与水系统的关系进入一个恶性循环:
比如,一些防洪工程中,为了城市安全,不惜巨资用水泥堤坝将河流裁弯取直,变成了“三面光”的排水渠,目的是将河水快速排泄,没有了河漫滩,结果是下游洪涝压力加大、洪水的破坏力被加强、珍贵的雨水被排掉、地下水得不到补充、河流两岸的湿地得不到滋润、自然河床和两岸丰富的栖息地被破坏、生物灭绝、城市的亲水界面被毁坏,河流变成为人和其他生命的死亡陷阱。而不计后果的水电大坝工程带来的恶果尤甚。如此,河流及其两岸的自然“海绵”系统被破坏,丧失了原有的弹性和本来可以源源不断给人类以综合的生态系统服务的能力。
  又比如,一些农田水利工程中,为了高效和节约土地,农田灌溉系统被修成了所谓的“现代”的笔直水泥灌渠,田间地头的陂塘被平整,河渠两侧的生物缓冲带被硬化,农药和化肥残留得不到截留和净化(研究表明,只要农田灌渠两侧有一定的生物缓冲区, 50%以上的氮、磷等营养元素都可以被截留)。中国广大乡村田园上的陂塘景观,除了具有旱涝调节作用外,还具有截留和净化农业面源污染,保存乡土生物等各种生态功能(俞孔坚, 2016)。而在今天广被推广的所谓“现代化”的园田化建设中,这些珍贵的、千百年来形成的“海绵”遗产消失,与其相关的生态系统服务也全面丧失!
  再比如,一些城镇排涝工程中,为解决内涝,片面依赖灰色的管道工程,为满足瞬时排水要求,工程浩大、维护成本高且可持续性差;同时,大量珍贵的雨水被排掉、地下水得不到补充、雨水资源得不到充分的利用。由于城镇对这种集中的、灰色排水系统的依赖,城市中的河流、湖泊、湿地和绿地等的调节功能逐渐丧失。中国古代城镇和村落中往往有许多分布均匀的坑塘,互为联通,调节旱涝,而在近几十年的城镇建设中,这些基于千百年经验积累和智慧的城镇“海绵”遗产迅速消失,随之而去的是其众多的生态服务及文化价值。
  水本是地球上的一个连续的系统,是世界上最不应该被分离的元素。可是我们的常规工程建设与管理体制中,却把水系统分解得支离破碎:水和土分离、水和生物分离、水和城市分离;甚至连排水和给水两个过程都是分离的,分别由不同的部门管理或由不同的公司来运营;防洪和抗旱分离,各大城市一到雨天,所采取的措施之目标是在尽可能短的时间把水排掉,而干旱的季节又都要抽地下水来浇灌绿地。这些都是简单的工程思维和管理上的“小决策”带来的弊端。“小决策是一切问题的根源”(Odum,1982)。所以,解决诸多水问题的出路在于回归水生态系统的完整性,来综合解决问题。正是在这样的反思基础上,“海绵城市”的理念被提出了,并有必要将此理念扩大到“海绵国土”,来系统解决中国各地普遍面临的诸多水问题。


  “海绵”的哲学

  “海绵城市”是适应中国复杂的地理气候特征而提出来的、以中国悠久的水文化遗产为基础、融合了当代国际先进的雨洪管理技术和生态城市思想而形成的理论、方法和技术系统,具有鲜明的中国性和国际的先进性。
  以“海绵”来比喻一个富有弹性、具有自然积存、自然渗透、自然净化为特征的生态型城市,是对工业化时代的机械的城市建设理念,及其对水资源和水系统的片面认识的反思,包含着深刻的哲理,是一种完全的生态系统价值观,是对简单工程思维的纠正。这种完全的价值观体现在以下几个方面:
  第一,系统包容而非孤立排斥。不难发现,人们对待雨水的态度实际上是非常功利、自私的。砖瓦场的窑工,天天祈祷明天是个大晴天;而久旱之后的农人,则天天到龙王庙里烧香,祈求天降甘霖;城里人却又把农夫期盼的甘霖当祸害。同类之间尚且如此,对诸如青蛙之类的其他物种,就更无关怀和体谅可言了。“海绵”的哲学是包容,对这种以人类部门与地方利益为中心的雨水价值观提出了挑战,它宣告:天赐雨水都是有其价值的,不仅对某个人或某个物种有价值,对整个生态系统而言都具有天然的价值。人作为这个系统的有机组成部分,是整个生态系统的必然产物和天然的受惠者,这种天然恩惠体现在以水为主导因子的生态系统给人类社会综合生态系统服务。所以,每一滴雨水都有它的含义和价值,“海绵”珍惜并尽可能留下雨水,处理和再利用灰水,保护湿地和水生态系统,维护人类与水的精神联系。就管理而言,海绵城市整合水资源管理、水利、给排水、环境保护、生态保护、城市园林与市政工程、环境教育与休闲娱乐等各个部门的工作,整合与协作是海绵城市建设的基本形式与要求。
  第二,就地化解而非转嫁异地。把灾害转嫁给异地,是几乎一切现代水利工程的起点和终点,诸如防洪大堤和异地调水,都是把洪水排到下游或对岸,或把干旱和缺水的祸害转嫁给无辜的弱势地区和群体。“海绵”的哲学是就地调节旱涝,而非转嫁异地。中国古代的生存智慧是将水作为财富,所谓“四水归明堂,财水不外流”,就地蓄留无论是来自屋顶的雨水,还是来自山坡的径流,因此有了农家天井中的蓄水缸和遍布中国大地上的陂塘系统。这种“海绵”景观既是先民适应旱涝的智慧,更是地缘社会及邻里关系和谐共生的体现,是几千年来以生命为代价换来的经验和智慧在大地上的烙印。
  第三,顺势分散而非逆势集中。常规大型水利工程往往是集国家或区域的集体意志办大事的体现,在某些情况下这是有必要的。但从当代的生态价值观来看,大坝蓄水、跨流域调水、大江大河的防洪大堤和蓄水发电、城市的集中式排涝管道、集中式污水处理厂等与自然过程相对抗的集中式工程并不明智,也往往不可持续。而民间的分散式或民主式的水利工程往往具有更好的可持续性。古老的民间微型水利工程,如陂塘和低堰,至今仍充满活力,受到乡民的悉心呵护。非常遗憾的是,这些千百年来滋养中国农业文明的民间水利遗产,在当代却遭到强势的国家水利工程的摧毁。“海绵”的哲学是顺势分散而非逆势集中,通过千万个细小的单元细胞构成一个完整的、强大的功能体,将外部力量分解吸纳,消化为无,构筑能满足人类生存与发展所需的伟大的国土生态海绵系统。
  第四,慢速滞蓄而非加速快排。将洪水、雨水快速排掉,是当代排洪排涝工程的基本信条,所以,三面光的河道被认为是最高效的,裁弯取直被认为是最科学的,河床上的树木和灌草必须清除以减少水流阻力也被认为是天经地义的。这种以“快”为标准的水利工程罔顾水文过程的系统性和水文系统主导因子对生态系统的全面价值,以至于将洪水的破坏力加强、加速,将上游的灾害转嫁给下游;将水与土、生物、城市分离,将地表水与地下水分离;使地下水得不到补充,土地得不到滋养,生物栖息地消失。“海绵”的哲学是让水流慢下来,让它变得心平气和,而不再狂野可怖;让它有机会下渗,滋养生命万物;让它有时间自净,更让它有机会服务人类。
  第五,弹性适应而非刚性对抗。当代工程治水忘掉了中国古典哲学的精髓——以柔克刚,却崇尚“严防死守”的对抗哲学。中国大地上已经几乎没有一条河流不被刚性的防洪堤坝所捆绑,原本蜿蜒柔和的河流,而今都变成刚硬直泄的排水渠。千百年来的防洪抗洪经验告诉我们,当人类用貌似坚不可摧的防线顽固抵御洪水之时,洪水的破堤反击便不远矣,那时的洪水便成为可摧毁一切的猛兽,势不可挡。“海绵”的哲学是弹性,化对抗为和谐共生,与洪水为友而非为敌。如果我们崇尚“智者乐水”的哲学,那么,理水的最高智慧便是以柔克刚。
  海绵的哲学强调将有化为无,将大化为小,将排他化为包容,将集中化为分散,将快化为慢,将刚硬化为柔和。在海绵城市和海绵国土成为当今生态文明和美丽国土建设的重大行动面前,深刻理解其背后的哲学,才能使之不会被沦为某些城市和工程公司的新的形象工程、新的工程牟利机会的幌子,而避免由此带来新一轮的水生态系统的破坏和投资浪费。老子说的好:“道恒无为,而无不为。”这正是“海绵”哲学的精髓。
 

  “海绵城市”和“海绵国土”建设的内涵

  水环境与水生态问题是跨尺度、跨地域的复杂的、系统性问题,也是互为关联的综合性问题。诸多水问题产生的本质是水生态系统整体功能的失调,因此解决水问题的出路不在于河道与水体本身,而在于水体之外的环境,必须把研究对象从水体本身扩展到水生态系统,通过生态途径,对水生态系统结构和功能进行调理,增强其整体生态服务能力。从生态系统服务出发,构建多尺度水生态基础设施,是“海绵城市”和“海绵国土”的核心(俞孔坚,2016)。
  “海绵”即是以大地景观为载体的生态基础设施。完整的大地生命系统自身具备复杂而丰富的生态系统服务能力,每一寸土地都具备一定的雨洪调蓄、水源涵养、雨污净化等功能。对保障生态系统服务具有关键作用的元素及空间联系构成生态基础设施—— “海绵系统”。有别于常规的工程性的、缺乏弹性的“灰色基础设施”,生态基础设施是一个生命的系统,它不以单一功能目标而设计,而是用来综合、系统、可持续地解决水问题,包括雨涝调蓄、水源保护和涵养、地下水回补、雨污净化、栖息地修复、土壤净化等。所以,“海绵” 对应着的是实实在在的景观格局,构建
  “海绵城市” 和“海绵国土” 即是建立相应的生态基础设施。“海绵城市”和“海绵国土”建设需要在多尺度上进行。“海绵城市”和“海绵国土”建设需要在不同尺度上进行,与现行的国土和区域规划及城市规划体系相衔接:
  宏观尺度的国土和区域海绵系统。在这一尺度上,“海绵国土”的构建重点是研究水系统在国土尺度和流域中的空间格局,即进行水生态安全格局分析,并将水生态安全格局落实在NOV 2016 FRONTIERS 13国土空间规划和土地利用总体规划、城市及区域的总体规划中,通过生态红线的划定,成为国土和区域的生态基础设施,也是国土“反规划”的关键(俞孔坚、李迪华等,2005)。2013年十八届三中全会公告《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》提出“统一行使所有国土空间用途管制职责”,2015年9月通过的《生态文明体制改革总体方案》提出“以空间规划为基础、以用途管制为主要手段的国土空间开发保护制度”,为宏观的国土与区域海绵系统建设指明了道路;最近中央发布的《关于划定并严守生态保护红线的若干意见》(2016年11月)以及国土资源部、环境保护部等九部委联合印发的《关于加强资源环境生态红线管控的指导意见》(2016年6月)将为国土生态基础设施空间规划和国土海绵系统的构建提供潜在的法规保障,但在技术上尙有待进一步完善。鉴于水作为生态因子的核心地位,我们必须将水生态安全格局作为生态红线划定的最重要的依据(图1)。
\
  中观的城镇和乡村海绵系统。主要指城区、乡镇、村域尺度,或者城市新区和功能区的旱涝调节系统和水生态净化系统的建设。重点是有效利用规划区域内的河道、坑塘和湿地,结合集水区、汇水节点分布,合理规划并形成实体的海绵系统,最终落实到土地利用控制性规划以及城市和乡村设计中(图2)。中国传统农业系统在每一个地方都有着历史悠久的乡土“海绵”遗产,包括陂塘、河渠和堰堨等,它们在乡村及农田海绵系统的规划建设中,首先应该得到系统地保护和修复,避免粗暴的大型水利工程对致密的民间水利设施的破坏。

\


  微观的“海绵体”。“海绵城市”和“海绵国土”最终必须要落实到具体的场地,包括广大乡村田园上的陂塘、自然的水渠,城市中的公园和局域的集水单元的建设(图3、图4、图5),这一尺度上的工作是对一系列生态基础设施建设技术进行集成应用,包括保护自然和文化遗产的最小干预技术、与洪水为友的生态防洪技术、加强型人工湿地净化技术、生态系统服务仿生修复技术等,这些技术重点研究如何通过具体的景观设计使“海绵体”的综合生态服务功能发挥出来(俞孔坚,2016)。

\

\

\


  “海绵城市”和“海绵国土”是古今中外多种技术的集成。“海绵城市” 和“海绵国土”的提出有其深厚的理论基础,又是一系列具体雨洪管理技术和生态技术的集成和发展,是大量实践经验的总结和归纳,主要包括以下三大类:
  一是古代水适应智慧和技术遗产。先民在长期的水资源管理及旱涝适应过程中,积累了大量具有生态价值的经验和智慧,在城市和国土海绵建设中,值得我们异常珍惜。在农业水利方面的相关遗产非常丰富(郑连第,1985),如我国有着2500年久远的陂塘系统营造史(张芳,2004);古代城乡聚落适应水环境方面的遗产也非常丰富(吴庆州,2009),如黄泛平原古代城市的主要洪涝适应性景观遗产中,就有“城包水”“水包城”和“阴阳城”等水适应性城市形态,通过最少的工程,来获得较佳的人水和谐状态,饱含着古人应对洪涝灾害的生存经验和智慧(俞孔坚、张蕾,2008)。当代的生态治水需要向农民学习,学习其在造田、灌溉、施肥甚至作物轮作等方面的技术与艺术。正是农民的生存智慧,使本来不适宜耕种和居住的长江三角洲、珠江三角洲、黄河三角洲,通过简单的填—挖技术,营造其桑基鱼塘、台田、圩田等各种与水相适应的景观,变成丰产而美丽的田园;也正是农民的智慧,通过陂塘和梯田,使旱涝不测的山谷和陡峻的山坡,变得旱涝保收,美丽无限;我们需要向为生存而创造城市和乡村建造智慧的古代建设者学习,通过地形设计和水系梳理,实现在水中造城,在城中蓄水,以适应洪涝灾害;我们也需要向古代的水利工程师学习,如何让堤、堰、塘、坝的建设趋利避害,在收获自然之馈赠的同时,又无害自然生态过程的完整性和连续性,如都江堰和灵渠便是这样的典范。
  二是生态修复技术。城市建设和人类活动对水生态系统的破坏,加剧了众多与之相关环境的恶化。水是生态系统中最活跃的因子,因为有水,自然生态系统生生不息,水为维持人类生存和满足其需要创造了各种条件、提供了各种服务。健康的生态系统依赖于健康的水生态过程,健康的生态系统的是“海绵城市”的基础。生态修复技术的核心是将“灰色”变绿,通过生态修复技术,开启自然过程,让自然能走向自我演替和健康运行,并为人类社会提供健全的生态系统服务。同时,必须强调的是,人居环境下的生态是设计的生态(Designed Ecologies),或者是人类纪的生态系统(Novel Ecosystems),而非自然的生态,它是为人服务的,它必须是科学和艺术的结合(Saunders,2012;Ahern,2016)。
  三是当代雨洪管理技术。西方各国的雨洪管理技术,包括LID(城市的低影响开发)技术、水敏感城市设计等,都已经较为成熟。如,在LID中,包括透水铺装、绿色屋顶、下凹式绿地、调节塘、生态沟、植被缓冲带、初期雨水弃流设施,人工土壤渗滤,等等(住建部《海绵城市建设技术指南》,2015)。必须强调的是,这些技术不宜机械地搬用、更不宜盲目地套用,也没有必要斤斤计较地用各种复杂的数学公式来计算,把简单问题复杂化,更应该避免将绿色工程“灰色”化。因为LID只是“海绵国土”和“海绵城市”内容中很少的一部分,而且主要用来解决局地工程建设时的源头雨洪管理问题。
  “海绵城市”和“海绵国土”的关键策略和低技术。万变不离其宗,总结上述各种技术和近年来的大量工程实践经验,笔者强调“海绵城市” 和“海绵国土” 建设的三大关键策略:源头消纳滞蓄、过程减速消能、末端弹性适应(图3、图4、图5)。它们需要被组合运用。与常规的水利和市政工程中的集中快排、严防死守等策略完全相反,它们将当代生态防洪理念与中国本土的生存智慧相结合,通过景观设计学(或景观学,Landscape Architecture,关于土地和土地上的所有物体构成的综合体的系统的规划和设计)途径,系统、综合地解决以防洪排涝为核心的一系列水生态和水环境问题。“海绵城市” 和“海绵国土” 并不需要什么昂贵的“高技术”,它可以通过低成本和“低技术” 来实现,它们也不需要巨大的工程,而是通过分散式的无数小型工程来实现一个伟大的“海绵” 体。

  结语

  我们尊重自然、利用自然水生态系统,是因为它给人类以各种生态系统的服务;我们珍惜农业时代的水文化、水文化景观和“海绵”遗产,因为它们是无数生命和无数失败的教训换来的成功经验和智慧的积累。工业革命给人类带来了巨大的福祉,深刻改变了农业、水利和人居建设的方法和技术,其核心是将基于农业时代技术与智慧的人与自然关系的平衡打破,以图获得对自然的更大程度的控制和掠夺。但当工业技术及其对自然的控制力和破坏力被无所顾忌地滥用时,被逼到墙角的自然便以无可抗拒的破坏力给人以报复。正如恩格斯所说:“我们不要过分陶醉于我们人类对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利,自然界都对我们进行报复。”(《马克思恩格斯选集》,人民出版社,1995年第2版,第4卷)。继欧美上个世纪上半叶所经历的城市病和大规模的环境危机之后,快速发展起来的中国面临同样的城市病和环境危机,特别是水生态和水环境危机,而且愈加猛烈。我们没有必要讳疾忌医,也不能顽固不化。生态治水是对过度工业化的防洪工程、水电大坝工程、农田水利工程和城市建设中的唯技术论、过度的“灰色基础设施”的反思和纠正,是农业文明和工业文明基础上的螺旋式的进步。我们有五千年的农业文明留下的丰厚遗产和智慧,又有发达国家应对环境问题的经验积累,更重要的是有一个坚强和高效的政府及其协调机制,没有理由不能比先发展的西方工业化国家更高效地化解这场危机。而“海绵城市”和“海绵国土”将以其中国性和国际先进性的结合,成为实现生态文明和美丽中国建设的重要途径。

  参考文献
[美]杰克•埃亨,2016,《人类世城市生态系统:其概念、定义和支持城市可持续性和弹性的策略》,《景观设计学》,第19期。
Daily, G., 1997, Nature's Services: SocietyDependence on Natural Ecosystems, Island Press,Washington, D.C.
O d u m , W . E . , 1 9 8 2 , " E n v i r o n m e n t a ldegradation and the tyranny of small decisions,"Bio Science, 32(9), pp.728-729.
Saunders, W. 2012, Designed Ecologies:The Landscape Architect rue of Kongjian Yu ,Birkhauser, Basel.董哲仁,2004,《试论生态水利工程的基本设计原则》,《水利学报》,第10期。
钱正英,2006,《生态不是“建设”出来的》,《科技潮》,第8期。
汪恕诚,2013,《人水和谐科学发展》,北京:中国水利水电出版社。
王浩,2010,《中国水资源问题与可持续发展战略研究》,北京:中国电力出版社。
吴庆洲,2009,《中国古城防洪研究》,北京:中国建筑工业出版社。
俞孔坚、李迪华、李海龙、乔青,2012,《国土生态安全格局:再造秀美山川的空间战略》,北京:中国建筑工业出版社。
俞孔坚、李迪华、刘海龙,2005,《“反规划”途径》,北京:中国建筑工业出版社。
俞孔坚、张蕾,2007,《黄泛平原古城镇洪涝经验及其适应性景观》,《城市规划学刊》,第5期。
俞孔坚、李迪华、袁弘等,2015,《“海绵城市”理论与实践》,《城市规划》,第6 期。
张芳,2004,《中国传统灌溉工程及技术的传承和发展》,《中国农史》,第1期。
郑连第,1985,《古代城市水利》,北京:水利电力出版社。