2.4 绿色基础设施

绿色基础设施（Green Infrastructure，GI）的理念可追溯到19世纪末20世纪初的美国“城市美化运动”，美国纽约中央公园设计者Olmsted的设计中就有GI的雏形。随着可持续发展逐渐成为各国建设发展的主要理念，寻求与自然环境和谐共生，实现社会经济的良性发展，日益得到人们的重视。在此时代背景下，1999年5月美国总统可持续发展委员会在《可持续发展的美国——争取21世纪繁荣、机遇和健康环境的共识》报告中，将GI作为可持续发展的重要战略之一。GI在可持续雨洪管理方面具有十分重要的地位，它以更加全面的方式整合拓展了城市景观所能发挥的环境和社会效益。

2.4.1 绿色基础设施的涵义

GI建立在生态学理论基础之上，是相对灰色基础设施和社会基础设施等概念提出的，对自然资源的保护、环境改善和保持城市良性发展有重要作用。GI的核心理念在于突出自然环境的“生命支撑”作用，由自然环境决定土地利用方式。美国规划协会对GI作了如下定义：

“它是一种由开放空间和自然区域组成的相互联系的网络，能够以自然的方式控制雨水径流量和径流污染，保护城市水环境”，从而明确了雨洪管理在其中的重要地位。

鉴于雨洪管理在GI中的重要地位和大量的实践应用，西雅图公共事业管理局提出了绿色雨水基础设施（Green Storm water Infrastructure，GSI）的概念，主要是针对城市中以雨洪管理为主导功能的一类GI，即最大限度利用自然条件并创造环境条件模拟自然生态过程的方式，通过具有净化、滞留、下渗、调蓄、利用等功能的绿色雨水技术设施，控制城市雨水径流污染、减少洪涝灾害、合理利用雨水资源，促进恢复城市良性水文循环。主要包括生物滞留设施、透水铺装、绿色屋顶、调蓄水体等。

GSI与城市良性水文循环关系密切，能有效控制城市雨水径流，是广义GI非常重要的组成部分。

2.4.2 绿色基础设施对城市雨洪管理影响

随着GI理念的发展，其所具备的生态价值也受到广泛关注。同时，传统的依靠管网系统以“快速排放”为主要目标的雨水排放思路，破坏性大、效率低而且维护成本昂贵，显然已经无法适应现代城市雨洪管理要求。GI为城市雨洪管理提供了替代选择，就像怀斯所说的：“雨水的未来是绿色的，它就是绿色基础设施。”各国也开始将GI研究方向偏向雨水方面，将GI作为城市雨洪管理的重要途径。城市雨洪管理进入可持续发展时期，从被动应对转向对雨洪问题根源的消解，雨洪管理场所开始转向城市开放空间和自然区域。

GI应用于城市雨洪管理领域，在宏观上关注保护自然水文需求的系统性和战略性；而在较小范围内，通过一系列绿色雨水基础设施的运用，并与景观设计相结合，有效缓解了场地雨洪问题，实现景观、生态、环境等多种功能效益。

2.4.2.1 GI保护生态系统的整体性

GI在空间上是指由网络中心（hubs）、连接廊道（links）和小型场地（sites）组成的相互联系的绿色空间网络，使各种开放空间和自然区域组成一个相互连接、有机统一的网络系统，维护人与自然的平衡关系，它强调对生态系统的整体性保护。城市雨洪管理对维护生态系统的稳定有重要作用，从宏观层面而言，基于GI的城市雨洪管理将绿地作为重要开放空间，遵循自然水文过程，保护城市自然水循环系统，强调绿地系统的相互联系，通过线性景观要素将绿色空间进行连接，并将小型场地延伸到城市不同尺度的空间中，形成系统的雨洪管理网络，从各个层面控制城市雨洪问题，并对雨水资源进行合理利用。

2.4.2.2 GI多重功能效益

GI能提供保护城市水质、优化水文过程、净化空气质量、调节小气候、为市民提供休憩场所、能源供应、提升城市形象等多种功能。针对城市面临的洪涝灾害，GI可通过绿地就地渗透、过滤净化、收集储存雨水径流并实现雨水的资源化利用，维持自然水文循环。实现城市传统排水基础设施功能性的同时，还具备休闲游憩、提升水质、营造雨水景观的能力。GI多重功能效益的复合为城市向可持续雨洪管理转化提供了推动力和结合点。

2.4.2.3 GI空间多尺度适应性

为充分发挥GI的功能效益，科学合理的GI体系应该是多尺度的。从邻里尺度到区域尺度，都能进行GI的开发和规划。这种空间上多尺度的适应性推进了城市可持续雨洪管理体系在各种尺度下的全面应用。

GI这一理念使得更多人开始意识到通过各种尺度的开放空间来进行雨洪管理的价值，并推进了可持续雨洪管理体系的建立，形成了以最佳管理措施、低影响开发、水敏感城市设计等为代表的理论体系，并进行了大量实践。

2.4.3 绿色雨水基础设施涵盖的主要技术

2.4.3.1 绿色雨水基础设施的主要技术措施

根据应用范围等因素，绿色雨水基础设施的主要技术措施可分为场地、居住小区、区域或流域等不同应用层面。综合笔者多年研究和国外经验，总结了三种应用层面(或尺度)的典型技术措施(表2.3)，供不同规模、不同条件下应用时参考。应用绿色雨水基础设施既可以是各类单项技术措施，也可以是多种技术措施的组合；针对社区、流域等更高层次应用时，更多的是将多种技术措施组合应用，同时实现多种效益。

绿色雨水基础设施提供了一种解决城市雨水问题新的理念和方法，与传统的依赖管网的“灰色基础设施”相比，不仅投资和维护成本低，还能为城市水环境提供更为有效的保障，与景观规划设计等专业紧密结合，同时实现生态、环境和美学等多种功能。

2.4.3.2 绿色雨水基础设施的功能及效益

综合国内外研究与实践，总结了绿色雨水基础设施在环境、经济、社会等方面带来的各种效益，具体情况见表2.4。

可见，绿色雨水基础设施除能有效控制雨水径流外，还有助于净化空气、减少能源需求、缓解城市热岛效应、增强固碳作用等，能为居民提供具有美学和生态功能的自然景观，产生一系列的环境效益、经济效益和社会效益。

绿色雨水基础设施中各种分散式的源头控制措施，可以减少进入城市排水管道系统的雨水径流量，降低合流制管道的溢流量和溢流频率，并削减分流制雨水直接排放量；通过土壤和植被的过滤、吸收，净化雨水径流；对雨水资源合理的滞蓄、渗透和利用，保障城市良性水循环。

绿色雨水基础设施还充分体现“低碳”的特色，如绿色屋顶、雨水花园等生态措施的生物固碳作用，减少CO2等温室气体；从源头削减雨水径流量，从而降低雨水处理的能耗；通过减少径流污染而削减处理过程中产生的温室气体等。

另外，绿色雨水基础设施在土地增值、节约投资、降低设施运行费用等方面带来的经济效益和为公众提供宜居环境等方面带来的社会效益也较为显著。