国外海绵城市建设相关领域的研究与实践
国外海绵城市建设的相关领域研究与实践始于20世纪60年代，代表性的理论和实践包括美国的最佳管理措施（BMPs）、绿色基础设施（GI）和低影响开发（LID）德国的自然开放式排水系统（NDS），英国可持续排水系统（SUDS）澳大利亚的水敏感性城市设计（WSUD）欧盟的水框架指令（EUWFD）等。
最佳管理措施（Best Management Practices, BMPs）。20世纪60年代，美国开始重视雨水径流（污染）控制和合流制排水系统污染控制的研究，以改善水质环境。20世纪70年代，美国提出“最佳管理措施”即雨水管理技术体系，首次被引用在1972年通过的联邦水污染控制法修正案（Water Pollution Control Act Amendment）中，并在1987年的《清洁水法修正案》（the amendment to the Clean Water Act, CWA）中制定了促进全美范围内关于非典源污染控制的条款，自1970年代以后成为欧美地区城市开发、暴雨管理、排水减灾等相关措施的主要依据原则。美国环保局（EPA）将BMPs定义为“在特定条件下用于控制雨水径流量并改善雨水径流水质的技术、措施和工程设施最具成本效益的方式”。①1997年，美国国会颁布新的《清洁水法修正案》，为管理水污染物确立了基本框架，包括设计暴雨的洪峰流量控制和水质控制。1998年，美国土木工程学会和联合国教科文组织（1999年）将“可持续的城市水资源系统”定义为“其设计和管理可以满足现在和将来社会的需要，同时也可以维持他们生态、环境和水文循环的完整性”。同时，美国绿色建筑协会（USGBC）的能源和环境设计先锋奖（LEED）中也规定了和暴雨管理规划相关的标准。例如，当地表不透水面积小于50%时，必须实施暴雨管理规划，以保证开发后的洪峰流量和水量不超过开发前的标准（1～2年一遇24小时）；而不透水面积大于50%时，开发后的洪水径流总量比开发前的总量少25%（2年一遇24小时）。上述法律、法规和政策制定的目的即为促进和监督BMPs的实施和应用②。BMPs既是暴雨暴雨径流控制、沉积物控制、土壤侵蚀控制技术，也是防止和减少非典源污染的管理决策。其目标除了抑制暴雨地表径流洪峰流量之外，还可以增加水资源的利用并且改善暴雨期间水质污染。减少洪水损害、最小化径流、减少土壤的侵蚀、保持地下水补给、减少面源污染、保证生物多样性和河道的完整性，减少污染径流，提高水体的服务功能，保障公共安全。BMPs的基本目标是通过加强暴雨径流的控制来缓解城市建设与水生态环境之间的矛盾。为了实现此目标，美国对城市雨水径流控制的要求提出了明确的规定和通用的计算方法（SCS方法、合理化公式、改善的合理化公式）。在区域和城市尺度，新泽西雨水管理手册提出了RSWMP规划流程和导则（Regional Stormwater Management Plans, RSWMP），包括规划委员会的建立、水资源和环境规划部门的组织与协调、规划的制定与评估等步骤。
自然开放式排水系统（Natural Drainage System, NDS）。20世纪80年代，德国逐步建立和完善了雨洪利用的行业标准与管理条例。1989年，德国出台《雨水利用设施标准》，标志着雨水利用技术的初步成熟。自然开放式排水系统（Natural Drainage System, NDS）作为一种设计策略，其目标是针对城市水生态环境的问题，降低雨水径流的量，联通雨水设施廊道，削减初期雨水中的污染物含量。
首先，NDS对于径流流量的控制所采用的常用方法是径流的暂时性滞留，以推迟洪峰径流，并使排放到雨水管网的径流流速在可控制的范围内（与开发前的径流速率相当）。其次，为保护河流等水系廊道的完整性，保护区域及缓冲区域的范围、长度及保护的等级需要明确。最后，考虑到降雨量、水质和环境舒适度等环境因素，德国规划管理部门针对不同用地类型制定了与之相适应的环保政策、依据和保障及设计标准。例如，对于商业区，德国联邦及各州法律规定受污染的降雨径流经处理达标后才允许排放，而新建成区域则需要考虑雨水的回收与利用问题，减少雨水排放量，以减免雨水排放的费用。NDS系统在德国的城市社区尺度实践案例众多，例如位于汉诺威的康斯伯格社区（Kronsberg, Hannover）即为雨洪管理工程措施和风景园林设计相互结合的典型实践案例。该社区在雨水收集上采用了过滤式沉淀槽、渗透型地面、植被渗透浅沟、雨水花园、人工湿地等多种方式收集和调蓄雨水。建成后的康斯伯格社区的径流量（19mm/年）接近未开发前的自然状态（14mm/年），仅仅为传统社区径流量（165mm/年）的1/9。
可持续城市水资源系统（Sustainable Drainage System, SUDS）。上世纪末，英国牛津的罗伯特·布雷（Robert Brey）开启了可持续城市排水系统（Sustainable Drainage System, SUDS）的研究、设计和应用，代表了英国针对城市内涝等环境问题提出的可持续性城市排水系统，关键性技术包括源头控制设施、渗透性铺装、雨水滞留池、雨水渗透沟渠和绿地屋顶、过滤植被带、地下储水设施等③，其目标是：1）保护和改善水质，城市水资源管理的重心由“利用”转为“控制”；2）协调社区的居民需求与水环境之间的关系；3）利用城市水系统为野生动植物提供栖息地；4）鼓励地下水的自然性回灌等。SUDS的设计目的是促进雨水渗入地下，或者在源头控制雨水进入雨水设施，以模仿自然式的排水方式。近十年已在英国及欧洲多个城市应用。2004年，英国规划与环境部门合作发行了SUDS建设指南，并在2009年进行了更新，该建设指南中的地方标准包括康沃尔郡、临界流域、地区、高速公路等多个尺度中SUDS设施。康沃尔郡SUDS建设指南则将所有可达的公共开放空间和城乡绿地均纳入到可持续排水系统之内④。
绿色基础设施（Green Infrastructure，GI）。1999年8月，美国保护基金会（The Conservation Fund）和农业部林务局（The USDA Forest Service）首次明确提出了绿色基础设施的定义，即绿色基础设施是国家自然生命保障系统，是一个由多要素组成的相互联系的网络，这些要素包括：1）水系、湿地、林地、野生生物栖息地及自然区；2）绿色通道、公园及自然环境保护区；3）农场、牧场和森林；3）荒野和其他支持本土物种生存的空间；它们共同维护自然生态进程，长期保持清洁的空气和水资源，并有助于社区和人群提高健康状态和生活质量。⑤绿色基础设施理念认为城市问题产生的根源是土地开发和保护战略对生态系统乃至社会产生的一系列影响，强调从产生实际问题的源头开始实施管理，并应用一系列的生态技术以消减问题的严重性。
