绿色基础设施:雨水管理的大转变

蒂姆·奥蒙德

曾经有一段时间,雨水主要被认为是一个需要解决的问题。通过已建造的排水沟、管道、沟渠和混凝土衬里的通道,尽快将污水运出工地。眼不见心不烦。但这种雨水管理的有限观点导致了许多意想不到的后果,这些后果往往会随着时间的推移而恶化,特别是随着人口的增长、发展和不透水表面的扩散。这些负面后果包括下游洪水、河岸侵蚀、接收水受到污染、地下水补给受阻以及生态系统和野生动物栖息地退化。

阴沟尽头的光是正在发生的转变!正如我们所看到的能源行业向太阳能、风能和其他可再生能源的巨大转变一样,我们对雨水的理解和管理方式也正在发生转变。这种新范式不再把雨水仅仅看作是一个问题,而是把它看作是其应有的地位,是相互联系的水文循环中有价值的和不可分割的一部分,而水文循环对所有生命都是必不可少的。

大自然是老师

绿色基础设施(GI)或绿色雨水基础设施(GSI)是现在用来描述一种植根于自然流域功能的雨水管理方法的术语。如果你曾在雨中在树林里徒步旅行,你就会看到绿色基础设施背后的原理。在天然的森林流域,大部分降雨被树冠和其他植被拦截,并渗透到海绵落叶层和下面的土壤中。只有一小部分会以…的形式流失雨水径流.与此形成对比的是,你会在大多数城市的水域中看到不透水的屋顶、街道、停车场和其他硬景观。在城市景观中,大部分降雨变成了雨水径流,只有一小部分渗入土壤。

通过绿色基础设施,从业人员设计了通过天然土壤植被系统拦截、捕获、储存、蒸发、分散、渗透和过滤雨水的系统。随着植被的生长,绿色基础设施实际上可以随着时间的推移而改善功能,吸收更多的雨水,去除更多的污染物。

你可能已经熟悉了一些绿色基础设施的做法,包括雨水收集蓄水池、雨水花园和生物蓄水池、生物湿地、湿地、绿色屋顶、透水路面、行道树等。而其他的可能不太熟悉,如简单的土方工程,薄膜覆盖(建立海绵状的表层土壤),将落水管重新引导到植被地区,小溪采光,蓝色屋顶,再生阶梯池运输,雨水瀑布,梯田生物保留,蘑菇菌丝体过滤,关键衬技术等等。

所有这些实践都采用了基本的策略放缓,传播而且沉没在这个过程中,防止雨水向下游输送污染物。绿色基础设施还超越了单个实践,它在流域规模上全面处理雨水,并考虑如何将这些实践结合和整合,从而提供更大的效益。在开发过程中保护陡坡、保护森林和河岸缓冲区、保护树木和开放的透水空间也是基于流域的绿色基础设施方法的重要组成部分。

人与绿色基础设施

除了恢复自然水文功能,绿色基础设施还有许多其他好处。我们许多住在北卡罗莱纳西部的人都被这里令人惊叹的自然环境所吸引。我们来到这里是为了这里的山川、小溪、河流和瀑布,它们赋予了我们地区非凡的生物多样性以生命。阿什维尔成为啤酒之城的主要原因是我们原始的山地流域和纯净的水资源。

人们喜欢和水联系在一起。我们的身体有60%是水。绿色基础设施的潜在好处之一是,它可以将人们和社区与我们景观内流动的水重新连接起来。华盛顿大学(University of Washington)的研究员凯瑟琳·沃尔夫(Kathleen Wolf)汇编了2900多篇文章,其中许多都经过同行评审,证明了绿色基础设施的“共同利益”,包括改善公共安全、减少犯罪、提高财产价值、改善心理健康和福祉,以及绿色就业机会的创造。

同时也在探索将绿色基础设施与当地城市粮食生产联系起来的机会。例如,华盛顿特区的东国会城市农场正在从一个公共住房开发项目中收集雨水,用它在历史悠久的食物沙漠中间创建一个3英亩的社区食物绿洲。

气候变化与恢复力

根据最新的国家气候评估,美国各地的暴雨正在增加,预计这一趋势将继续下去。在过去50年里,美国东南部的强降水已经增加了约30%。北卡罗来纳西部山区的降雨模式也是我们州变化最大的,韦弗维尔、马尔斯山和阿什维尔部分地区等地区的年降雨量最低,平均每年不到40英寸。而在另一个极端,附近的布里瓦德(Brevard)和收银员(cashers)每年平均降雨量分别接近70英寸和90英寸。

绿色基础设施是在缺水(通过促进渗透来补充地下水和河流基流)和缺水(通过捕获和储存雨水)期间提供复原力的关键战略。事实上,许多人都认识到,在气候变化的情况下,绿色基础设施对管理雨水不再是可有可无的,而是对适应气候变化至关重要,这是传统基础设施无法做到的。此外,绿色基础设施改善空气质量,吸收碳,减缓城市热岛效应,减少建筑供暖和制冷的能源消耗,并提供许多生态系统服务。

灰色还是绿色?

尽管只要我们人类生活在城市里并驾驶汽车,对传统“灰色”雨水基础设施的需求就会持续下去,但绿色基础设施可以通过帮助恢复自然分水岭功能和改善水质,与现有的传统基础设施协调工作。综合起来,还可以缓解灰色基础设施的压力,推迟基础设施扩建和更换的需要,降低整体成本。

美国的一些主要城市已经开始了雄心勃勃的绿色基础设施项目。雷竞技网页版费城已经为其绿色基础设施项目拨款24亿美元,并预计在这个过程中,从长期来看可以节省56亿美元的灰色基础设施成本。要真正有效,绿色基础设施方法应该在多个层面上应用,包括场地规模、社区规模和流域规模。

直到最近,绿色雨水基础设施作为绿色建筑过程的重要组成部分经常被忽视。许多开发人员都没有意识到绿色基础设施的潜在好处,包括节约成本。幸运的是,人们的意识水平也在迅速变化。在前期规划中应用GI通常比后期改造更具成本效益。我个人从我20世纪20年代的西阿什维尔平房的绿色基础设施改造中了解到这一点,它收集了超过1800加仑的雨水用于可食用景观灌溉,还有一个综合的雨水湿地、雨水花园、沼泽和透水车道都在工作中。

为了促进绿色基础设施的使用并克服政策障碍,全国各地的市政当局也在重写雨水条例。一些社区为有兴趣在其房产上应用GI的居民和企业提供了经济激励措施,如成本分成。即使在没有适用的雨水法规存在的情况下,通过将GI措施设计到场地规划中,对潜在的房主和开发商都有很大的好处。

绿色的未来

雨水管理向绿色基础设施的转变已经开始,未来还将继续发展。绿色基础设施为所有相关的人提供了无数的好处——房地产所有者、开发商、社区、我们的城镇和城市,以及我们的整个生物区域。利用我们的创造力和技能,在一个支持性的政策框架内,我们可以制定切实可行的、具有成本效益的战略,实施绿色基础设施,共同努力创建更健康、更宜居、更具韧性的社区,为我们的分水岭和溪流以及居住在其中的众多人口和多种物种提供荣誉。

Tim Ormond是阿什维尔的水资源工程师,也是水循环工程公司的创始人。他在绿色基础设施和创新雨水研究方面的专业知识得到了认可。

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