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作者：李弘 上海萬涓源環境工程設計有限公司經濟師、工程師，上海十方生態園林股份有限公司研發中心主任。曾參與多項水生態修復治理、農業面源汙染治理、海綿城市建設技術研發及工程設計項目。
導讀
人類賴以生存的水資源保障，來自於水的自然循環。人類選擇依水而居，城市因水而興。城市化與氣候變化以一種難以置信、不易察覺的方式，改變了自然水循環，引發了以內澇、洪災、汙染為主的一系列城市水問題，也改變了城市與自然的關係。自從有了城市，人類就開始了治水的歷史。以河流為交匯樞紐的城市水系，是人與自然交互關係最為集中的體現，城市河流是城市洪水的最終歸宿與輸送通道。城市治水更多地體現仍為河流的治理。由於歷史原因，我國市系統多頭管理、九龍治水的局面至今未有明顯改觀。由於缺乏系統的基於水文循環、空間管理的理論和行動框架，生態修復概念的模式化、修複目標的靜態化、泛化與實踐中生態修復工作局部化、碎片化，導致無論是指導思想還是現實行為中，城市防洪澇與生態修復的目標、方式未能統一。防洪與生態修復之間隱性而必然的內在聯繫未能充分得到各方的共識。對於城市洪澇防控而言，生態修復的作用在於通過軟工程的方式構建綠色基礎設施（GI），以生態手段加強流域積存能力，降低洪峰流量及流速、推遲洪峰，消除傳統的灰色硬工程內在的風險。恢復自然水循環，既是生態修復的目標，也是手段。為了提高城市韌性和促進城市的可持續發展，應加快將生態智慧、生態修復融入到城市建設與空間規劃中，成為城市建設與管理的日常。
一、水資源的保障來自水（文）循環
人類離不開水。水是生命之源、生產之要、生態之基，是人類文明與城市文明產生及發展的先決條件之一，是人居環境最主要的組成部分。自從人類文明發源以來，河道、溪流、水渠 等形態各異的水體，與人類社會群體的興衰息息相關，榮辱相伴。人類社會的每一次定居、遷徙，無一不是把靠近水源作為最為重要的擇居條件，選擇以河、湖、泉、溪為代表的水體為鄰。充足的水源供應，是判斷土地是否具備承載人類生存的一系列能力的決定性因素。滿足一定品質的水的足量、適時供應，是人類生活、經濟發展和生態系統健康的基本保障。臨水土地，總是被最先開發利用。是否擁有足夠的優質水源，是決定土地開發利用價值的決定性因素。
自從有了人類，就有了水資源的開發、利用。地球上所有的水，除了大氣，都以河、湖、水庫和儲存於地下徑流等形式存在。從表1所示的地球水資源分布來看，儘管地球表面98 % 以上為水所覆蓋，可供人類利用的淡水資源極其有限。最易利用的 河流、湖泊，只有佔地球總水量的不到0.02%的水，而且地理分布及其不均。湖水的近一半集中在貝加爾湖和北美大湖地區。河水佔地球總水量的比例，更是只有0.0002%。地下水佔地球總水量的0.61%，但停留時間長，補水慢，一旦發生破壞、超採，恢復極其困難。例如，因為人類活動引起的超採、汙染等原因，我國華北地區萬年尺度形成的地下水，在短短的50 年內消耗殆盡。自然狀態下的土壤儲存了近10倍於河流的水量，因此土壤、土地才是距離人類最近的最大、最穩定的水庫，土地利用與覆蓋也才成為最重要的流域水文條件。
表1地球水資源分布[1]
Table 1. Distribution of water on Earth [1]
地球上微不足道的淡水，尤其是易得的淡水資源，之所以能夠勉強滿足人類不斷增長的用水需求，所憑藉的是以大氣為儲庫，以降雨、蒸散發為途徑的快速的自然水循環。人類利用水資源的歷史，也是對自然水循環影響、改造的歷史。
1、 水循環
乃知蓬萊水，復作清淺流。水循環（或水文循環），是指受太陽輻射和地心引力等自然力量的驅動，通過蒸發蒸騰、凝結降水、植被截留、土壤下滲、地表、地下徑流和湖泊海洋蓄積等環節，地球上各種形態的水不斷地發生相態轉換和周而復始的運動的過程。這一自然循環過程將地球的大氣圈、水圈、巖石圈和生物圈相互聯繫起來，並以水氣流動的形式在它們之間進行水分、物質和能量的交換，維持包括人類在內的地球生態系統[2]。地理條件(地形、地質、土壤、植被等) 是影響這一循環過程的重要因素。人類活動主要是通過對地理條件，如土地利用和覆蓋，間接地影響自然水循環。城市化導致的土地利用格局變化，是一個對地區環境、社會和文化有負面影響的世界性的問題。無論是在地塊尺度、流域尺度，還是全球尺度上，蒸散發（ET）及其伴隨的能量、水及碳循環，是理解城市化對陸地過程影響的關鍵所在。
由「降水-坡面-河道-地下」四個路徑構成的陸地自然水循環，主要是由面到點和線的具有「收斂」特徵的水的「匯集」過程。最為典型的，是由地形、地理、地質特徵決定邊界包括地表過程、土壤過程和地下過程等基本單元的流域水循環。流域水循環是自然水循環過程中人類較早並容易觸及的，同樣也受到人類活動的直接和深重影響，所以也是至今被關注的部分。隨著科學技術發展，人類改造自然的能力不斷增強，滿足人類生活、生產需要的取水、用水、排水等主要環節，逐步拓展為取、給、用、排水環節及其內部的循環、排水、汙水收集與處理、再生利用等複雜的路徑，形成一個在自然循環之外、交織於自然循環的社會水循環系統。與自然水循環不同的是， 由「取水-給水-用水-排水-汙水處理-再生回用」等路徑構成的社會水循環，是伴隨著能量輸入的由點到線和面的「耗散」過程。複雜、高通量的社會循環過程，分流了自然循環的流通水量、延長了循環路徑，改變了降水、蒸發、入滲、產流和匯流等水循環各個過程，使原有的流域水循環系統由單一的受自然主導的循環過程轉變為受自然和社會共同影響、共同作用的新的水循環系統，這種水循環系統稱為「天然-人工」或「自然-社會」二元水循環系統[3]。
2、水循環與水患
氣候環境的變化、有組織的人類活動如給排水、引水、高強度農業灌溉、景觀蓄水等多種多樣的行為，延長了自然水循環的通道、路徑，改變了循環速率，人類活動產生的汙染，通過排水、地表徑流以點源、分散源的形式進入水體，使部分循環過程成為無效循環，實質上減少了循環通量。森林、綠地面積減少，改變了水循環中最為重要的以流域為單元、以蒸散發、土地水土保持為主要環節的「小循環」部分，以一種不易察覺但巨大又迅速的方式改變了流域水循環歷程[4]。由於沒有足量的水如期返回大氣儲庫，自然水循環出現阻滯和紊亂，全球變暖導致的地表溫度升高，大氣與水循環的動力加強，循環加快，也變得更加不穩定，改變了流域水循環降水與蒸發的動力條件，造成降雨不均衡現象和頻發的極端天氣。越來越多的證據表明，儘管全球氣候變化是影響全球大尺度水循環過程發生改變、降雨模式改變的重要因素，流域內降雨、土壤下滲、植物利用、蒸發與蒸騰、大氣水循環等構成的 「小循環」 過程，才是決定流域尺度水循環的主要過程，也是氣候變化的根本原因[3] 。而在長期只關注可見的地表水的水資源管理體系中，自然水文循環這個近乎無形但十分龐大的部分長期被忽視。正是這種對自然規律的系統性、制度性忽視，導致了隨著人類活動能力的提高，如土地利用強度的改變、水利工程的興建和城市化的發展，加劇了自然水循環系統原有規律失衡的程度、尺度，產生徑流排放量增加、城市內澇、雨水資源流失、水生態環境惡化、水安全缺乏保障，洪澇和缺水共存的流域性問題。
3、綠水與藍水
黃河之水天上來。地球上所有的水，都來自降雨。人們按照落地之後的流向和存在形式，分為藍水和綠水[5]。藍水是指以徑流形式存在於河、湖、水庫等地表水系，和儲存於地下的水。藍水部分被人類直接利用，是消耗性的，不可再生；而綠水是指雨水落地之後通過被植物、土壤吸收、截留，然後通過蒸發、蒸騰作用返回大氣的部分。表面上，人類生存、發展、傳承文明所需的水資源，主要來自取自河、湖、地下，用於居民生活、工業生產和農業灌溉。所謂藍水流，主要是指地表徑流。相對於藍水流的形態、價值可見性和可直接利用性，通過降雨、土壤滲流、滯留、蒸發、植物吸收、蒸騰等無形過程循環的通量巨大的綠水流，才是維持地球生態系統的主要水資源，承載了地球的生態系統，生產人類所需的食物、纖維、木材和生物質能量，是可再生的。所以可以簡單（但正確地）理解為：藍水是以徑流形式存在的生產、生活用水，而綠水是構成自然循環的生態用水。自然界水的色號分類，以及後文即將提及的基礎設施的藍、綠之說，大概也是由此而來。陸地生態系統是淡水資源的主要載體和利用者，維持陸地生態系統健康所需要的大量的淡水資源，主要是看似無形的綠水形式。
藍、綠水並非相互完全獨立、相互排斥，而是相互影響、相互轉化的。地表水蒸發、雨水、地表水被植物截留、通過下滲被土壤吸收，成為綠水，再通過蒸發蒸騰作用進入大氣水層形成水的自然循環，進入綠水流。綠水滲入地下形成徑流，雨水在地表形成徑流、地下水露頭形成地表徑流，則是綠-藍轉化的典型。在雨養（非灌溉）農業地區，綠水承擔著藍水的職能，維持著以集約化食品生產為目的的農業活動。長期以來國內外對水資源問題的關注，主要集中在「藍水」資源，即表水和地下水，包括河流、湖泊及地下含水層中的部分。尤其在我國，城市水管理的重點主要集中在「供-用-耗-排」過程，即藍水的社會循環，管理與維護對象主要是維持供-用-耗-排的「藍色設施」，主要是河、湖等地表水系。
二、城市水問題
人類發展過程中時刻發生的與自然環境間的相互影響、相互作用，構成人與自然的關係。從城市管理的角度來看，水問題產生的根源，是人類主導的土地利用與覆蓋（LULC）變化、受其影響的水文循環改變，以及建立在一定水文條件之上的生物多樣性喪失。大量研究表明，在土地利用類型、不透水面積、水面比例、徑流利用率、河網密度等諸多可量化的因素中，土地利用類型和不透水下墊面面積對城市化地區水文變化的影響尤為顯著[6]。而作為一切的基礎生物多樣性，由於其影響的間接性和難以量化的特徵，僅僅是以修飾語的形式出現於各種文件中，尚未在城市水管理中給於應有的重視。
人類面臨的水問題的形式，體現為水的質、量和時機，也就是水資源、水環境、水生態、水安全。城市化過程中土地利用、土地覆蓋變化及其影響下的水文循環紊亂，導致城市地區常常是上述水問題高度集中的代表。隨著城市化進程的不斷加快和城市面積不斷擴大，大量土地成為建成空間（Built Space/ Built Environment）。在變化的城市梯度中，工業生產、物流等商業化的人類活動場所日益密集，城市與自然環境之間的相互影響逐漸加強，受氣候變化、城市熱島效應引起的蒸發快而蒸騰作用不足等，形成城市特有的「城市水循環（UWC）」。在有限的土地存量條件下，城市管理者總是以犧牲城市綠地為主的開放空間（Open Space）為代價來滿足城市擴展、人口、產業經濟發展的土地需要。城市化導致的植被受破壞、土地利用狀況改變，土壤表面良好的透水性遭到破壞、不透水下墊面大量增加， 使得城市地區的水文過程發生巨大變化，導致了城市獨有的降雨強度不均、內澇及面源汙染嚴重、河道負荷增大、岸帶空間受到擠壓，水體被隔絕孤立現象，產生「城市水綜合症」[7]。城市化過程中強烈的人類活動使土地自然地形和地表植被遭受到嚴重破壞，河流、坑塘、溼地等被佔用、改造或消失，綠地面積、植被覆蓋進一步下降、蒸散發減少。隨著不透水面積的增加，降雨無法下滲進入綠水流，而是形成地面徑流，也就是不可再生的藍水流，導致綠水流量減少，自然循環通量下降，最終造成流域尺度水量失衡。城市地區密集的生產、生活活動製造的大量的汙染，由於植被覆蓋減少，對汙染物的消解和攔截作用下降，無法阻止這些汙染以點源、非點源形式進入地表、地下徑流。汙染不僅引起水質問題及因水質惡化而生的水生態退化，更是造成有效循環通量下降和水資源的減少，形成水質型資源短缺。城市流域自然水循環失調導致降雨形成條件和特徵改變，乾旱、暴雨洪澇災害風險也隨之增加。降雨在不透水陸地表面匯集產流，增加了極端水文事件發生的概率，需要水時缺水，不需要水時卻洪水肆虐成災，形成水的時機失當。不透水地面面積對雨水下滲、蒸散發及地表徑流產流的影響見圖1。
圖１ 水循環的擾動：不透水面積變化對城市水循環要素的影響示意（引自[8]）
Fig 1 Disturbance of water cycle: Schematic diagram for the Impact of Impervious surface area on water cycle in urban areas (afrom [8])
三、城市河流的獨特問題
「城市水系統」是城市地區自然形成和人工造就的水的形態、水設施和活動的總和，而傳統上城市水系則更多地指包括流經、存在於城市地表的河流、溝渠、湖泊及水庫。與流域江 河水系相比，城市河流更集中地代表了人類與自然、人類與城市的交互影響的密切關係。我國《國語·周語》中 「伊洛竭而夏亡，河竭而商亡」 的記載。人類自古以來就選擇臨水而居，是自然選擇。自從有了城市，河流就承擔著水源地和水、汙染匯集、輸送和轉化渠道的多重作用。河流成為最重要的城市生態空間，是對人口、城市化壓力的緩衝區，是城市景觀和文化的組成部分。儘管不再是以漁業為主的產品提供者，但城市生態系統提供的大部分服務功能，如微氣候調節、航運、文化等功能，都是由河流提供的。同時，河流仍然是地表徑流的最終歸宿，是城市藍色基礎設施的典型代表。河流是連接水圈、生物圈、大氣圈的紐帶，具備三維（準確地說是四維：橫向、縱向、側向空間和時間維度的）連通性，也是陸地生態系統中最具流動性的，也是以人類活動為主導的社會水文循環的主要媒介。時間維度的連通性決定了河流生態狀況隨時間而變，對河流修復的認識、修複目標必然與時俱進，通常要將其歷史、未來納入考慮。隨著城市水循環紊亂、降雨不均衡、極端降暴雨發生概率增大，河流越來越成為城市水安全風險潛在的主要來源。
城市河流更多、更顯著地體現土地利用與覆蓋、人類活動的影響。一方面，城市的經濟、社會活動高度依賴城市河流提供的防洪、供水、排水等功能；另一方面，城市高強度的經濟、社會活動對河流的形態、水流、水質、泥沙輸移有顯著的影響。城市化改變了地形、地貌、地質條件，城市地區不透水面積的增加，形成額外產流能力，在暴雨條件下降雨更多地轉化為流量和能量集中的地表徑流，加大了水流的侵蝕能力，造成水土流失加劇，土壤侵蝕產生大量的泥沙淤積，造成排洪溝渠、下水道、河道等設施排洪洩洪能力降低。為了抵禦洪水而進行的河流整治、溝渠化、河岸硬質化、截彎取直、河岸加固，提高了河道行洪能力，滿足了航運需要 ，卻嚴重破壞了河流的自然形態， 隔斷了河流與周圍環境的連通，岸帶開發引起的緩衝帶壓縮甚至消失，水的橫向運動空間急劇縮減，導致形態異質化降低，棲息地單一化，生態退化，逐步喪失河流原有的功能。隨著城市生活對河流的景觀、休憩、旅遊、親水休閒、文化等方面的需求不斷提高，濱水娛樂、垂釣設施、親水平臺、航運碼頭等河濱帶園林化、功能化建設都直接或間接改變了河流形態與動態空間。受多重脅迫的影響，最終造成河流水生態擾動，蓄水排澇能力、自我調節能力、自淨能力的下降甚至完全喪失，洪災風險增加。隨著技術的進步，掌握了更強的材料、更優化的流體力學設計的城市管理者對以鋼筋水泥為主的水利設施（稱為灰色設施）防洪排澇能力過於自信，城市發展、土地利用規劃通常以改造與控制自然為手段「建設城市」，注重提供更為堅固的 「硬工程」灰色 防洪基礎設施，卻忽略了開放空間的價值，對水動力學、水文循環的認識與重視不足[9，10]。
隨著城市發展，工業廢水和生活汙水處理能力不足，大量直排入河，汙染負荷加大。城市地區以汙水排放為主的點源和地面徑流為主的非點源輸入，造成河流汙染和水質惡化。以營養鹽、重金屬、有機物為主的汙染輸入，導致我國主要城市河流水體、底泥汙染負荷居高不下。近年來病原體及新興汙染物，如抗生素、致癌類多環芳烴（PAHs）、溴化阻燃劑、激素、內分泌幹擾物（EDCs）、藥品和個人護理用品（PPCPs ）殘餘、全氟化合物（PFAS，如PFOS、PFOA）等被頻繁檢出[11]。在不少城市，黑臭水體已成為城市水體的一大水患，而且普遍存在難以治理、治後反彈、雨後返黑等不可持續特徵。流域生態多樣性喪失、河流自我調節能力、陸地、岸帶緩衝攔截能力減損，即河流生態功能的退化，是深層次、決定性的原因。
四、城市治水以「河流為標、陸地為本」
健康的河流，是以衝蝕、底泥輸移及沉積為特徵，自由流動的河流需要適度的洪水衝蝕以維持動態的水生態系統穩定[12]。在變化的環境中，自然河流的形態和生物多樣性受河流水流情勢及允許其自我調整的廊道空間的支配[13]。在城市化環境梯度中，很多河流已經喪失了恢復自無調整的廊道空間。城市河流特有的問題與環境現狀，決定了在多數城市同時存在水資源短缺、防澇壓力日益增大、汙染治理的難題， 也就是水資源、水安全和水環境問題共存，而代表水安全的防洪排澇，一直是城市河流管理無法迴避的首要問題。
雖然統稱為Flooding的「洪水」的定義具有災害意味，但實際上只有極端性的（如暴雨在不透水陸地形成能量集中的徑流）洪水才構成災害風險。造成極端性洪水的原因主要有暴雨引起的地表集中產流（Pluvial flood）和河湖等水體的外溢（Fluvial flood）。極端性洪水被定義為「水深或排水量超過某一個特定的時段（如30年、50年、100年）水文記錄的均值兩倍標準偏差的洪水」[14]。極端性洪水也可以用同等水深、流速的的洪水再次發生的時間間隔， 如「50年一遇」、「100年一遇」 [15]，等來表示。與極端性洪水強度與發生頻率相對應，以河流為最終的洩洪歸宿、 包括河道和陸地排水系統的城市水系統設計中，以能「抗擊XX年一遇的洪水」作為對「灰色」的「硬工程」 設施（鋼筋水泥為主的水利設施）防洪能力的估計和預期。人們越來越意識到，不受控制的城市擴張與增長所產生的影響隨時有可能超過已有排水系統的接納容量，人工設計無法應對所有的洪災可能性，總會有超過設計標準的雨洪事件發生，所以導致防洪設施崩潰的可能性永遠存在。這種超過防洪設施設計能力並導致意外崩塌的風險稱為「殘餘風險」[16]。事實證明，這種殘餘風險的解決，無法通過單純的不斷加強的灰色的結構型「硬」工程設施實現。任何設計，都存在殘餘風險。近年來城市管理中關於「洪水是無法避免的自然現象」的認識，引發了洪水從自然災害向社會-自然災害屬性，再到「雨水資源」的定義擴展，也促使防洪澇理念從傳統的以「硬工程」 主的結構型抵禦（Defense）、抗擊（Fight），向「與洪水共存」的綜合風險管理（Risk Management）轉變[17，18]。基於對洪水的再認識，城市水安全管理模式從企圖徹底杜絕洪水徑流向從源頭降低洪峰水的規模、縮短洪水持續時間、減輕洪水產生的不利的影響和後果轉變，開始重新重視和利用自然的力量，引入被統稱為「綠色基礎設施（Green Infrastructure）」的「軟」工程設施，應對、預防和補償硬工程天然存在的殘餘風險 [19，20 ]。從上世紀80 年代國外提出並開始實施的以雨洪管理為目標的最佳管理措施（BMP，美國）、水敏城市設計（WSUD，澳大利亞）、基於可持續排水系統（SDUD，歐洲），以及我國開展的海綿城市建設，都是這種「軟工程」形式的典型代表。其共同之處，都是旨在恢復城市原始的水文生態過程，降低雨水的產匯流及其影響。通過一系列低影響開發技術，建立基於地面、屋面、路面的綠色基礎設施，如綠色屋頂、雨水花園、下沉式綠地、植草溝等，以植被、土壤為媒介，對雨水進行吸收、滯留、淨化，恢復下墊面滲透性、恢復流域蒸散發、增加流域空間對雨水的積存能力，分散、轉化降雨徑流，避免局部匯集，減輕城市河流的輸洪壓力，降低洪災風險。這些理念的現實目標，是通過工程性人工輔助，恢復地表徑流的水文形態，恢復水的自然循環，利用水系統的生態過程，提高城市陸地對水的滯納、截留能力，有效削減雨洪徑流攜帶的非點源（面源）汙染輸入，並促進雨水徑流的資源化利用，通過自然水文形態的恢復，延長洪水在水體中的停留時間，降低峰高度和洪水流速，推遲洪峰到達，為防洪爭取時間。從對自然生態過程進行輔助恢復的角度來說，這些對維持生態過程的自然水循環的恢復，都屬於生態修復的範疇。在實踐中，構建雨水花園、生物滯留池、下沉式綠地、綠色屋頂，以及河流濱岸溼地恢復與管理、河流的再蜿蜒化、河流漫灘恢復與重新劃分、岸線再自然化、濱岸森林恢復、沿程水壩拆除等等，也正是以流域管理為目標的水生態修復技術的核心。圖2為城市屋頂 轉化為綠色屋頂對地表徑流的影響的模擬結果 [21] 。
圖2不同綠色屋頂轉化率條件下地表徑流水峰值及形成時間 （引自[21]） 。水文模擬顯示，綠色屋頂的廣泛實施，可顯著降低地表徑流峰值流量及流速。在100%轉化為綠色屋頂時，對峰值流量及流速的削減幅度可達30%及35%。Figure 2 Flood peak runoff magnitudes and delays under different green roof conversion conditions. Hydrologic modelling demonstrated that widespread green roof implementation significantly reduces peak runoff rates and runoff volumes by up to 30 and 35 %, respectively, in the case of 100 % conversion (adopted from [21]).
五、流域生態修復，分散洪澇風險
鑑於河流在城市水管理中的顯著地位，很久以來，河流修復一直被認為是城市水安全首要的保障條件。防洪澇曾經是河流整治（River Training）的推動力，但在無意中，洪澇災害又成為河流過渡工程化（硬化、取直、堤壩、園林化）的後果。水安全、水環境、水生態三者的解決方式，在我國河流修復治理實踐中長期被分割甚至對立。在當前河流修生態復的語境中，儘管洪澇災害被認為（至少部分是）流域生態退化的結果，但防洪從來不是河流生態修復的主要目標，更不是唯一目標。在我國近年來開展的大量以人工重建棲息地、恢復植被、引入生物物種、岸線形態軟化、蜿蜒化為目標和方式的河流生態修復中，提升水質、解決水環境惡化問題的急迫需求掩蓋了洪澇防控在河流治理中作為首要任務的地位。傳統的多方管理、多頭治理模式導致在大量局部、碎片化的河流「生態」修復項目項目中，防洪減災與生態恢復成為兩個孤立，甚至相互衝突的目標。防洪澇是水利部門分管的事業，對城市防洪管理影響越來越大的雨洪管理，又屬於市政管理的部分，而水環境問題，則更多地涉及生態環境管理部門。隨著極端、集中降雨逐漸增多，更多的降雨以雨洪徑流的形式排入河流，致使河流洪澇災害日趨頻繁且強度不斷增大，甚至直接導致內澇[22]。特別是在人口、財產高度集中且人口密度不斷增長的城市地區，受洪澇災害的影響更為明顯[23]。對水質、景觀建設的孤立追求，加上河流修復中概念、表述的混淆不清、防洪概念片面化、洪水與內澇的人為分割，使得生態修復的實踐者在認知上有意或無意地忽略了河流生態修復與洪澇管理之間存在必然的聯繫。現行的面積量化、貨幣化水生態修復工程在設計、結果驗證考核中，往往把洪澇防治外化為「水利」部分，忽略了水汙染治理、消除內澇、防洪減災都只是代表了水的質、量和時機作為一個整體不同方面的事實。儘管我國面臨任重道遠的水生態環境問題，但洪澇管理仍然是城市水系統管理、城市河流治理的首要目標和當務之急。近年來，國內外大量研究統計證實了流域生態修復對水體水流情勢具有重要影響，尤其是流域尺度的生態修復，通過對水的再分配（調、蓄），分流、減輕下遊洪澇風險[24，25]。這些研究不僅成為河流治理應統籌考慮流域尺度的重要理論基礎，也喚起和恢復了人類在應對未來挑戰中對自然力量的重要性的重新認識 [26，27，28]。圖3為 河流流域生態修復 對洪澇災害風險的分散、減輕作用的圖形化示意。
Figure 3有助於提高就地水滯留能力、降低洪水強度、推遲洪峰的典型生態修復技術（修改自 [27] ）。
Figure 3 A visual overview of different restoration methods that contribute to increasing on-site water retention capacity, thereby reducing flood peaks downstream. (Revised from [27]).
六、城市設計融入生態智慧、生態理念
城市水問題的解決，主要集中在保障供水（保質、保量、控制適時）、降低洪峰（控量）、延遲洪峰（控制時機）和水質（保質）。為了應對日益普遍和增強的城市內澇壓力，國際上眾多先進、系統化的城市水系統管理框架，如美國的最佳管理措施（BMPs）、澳大利亞的水敏城市設計（WSUD），歐洲的可持續排水系統（SUDS），以及我國開展的海綿城市建設，都是以城市雨洪管理作為首要目標，作為灰色基礎設施的補充，應對和管理城市化產生的日益嚴重的城市水安全「殘餘風險」。其核心目標都是「讓自然做功」，通過軟工程輔助幹預，恢復自然水循環，藉助自然的力量解決水的質、量和時機問題。在局部尺度上，通過低影響開發技術的實施，充分發揮植被、土壤等自然下墊面對雨水的滲透作用，充分發揮溼地、綠地等對水質的自然淨化作用；在流域尺度上，恢復自然水文循環、恢復水文的過程，充分發揮山水林田湖等原始地形地貌對降雨的積存作用，恢復流域自然水循環過程，實現藍綠水流分流合理、藍綠設施配置適當、合留則留、合流則流、保障下滲、減少徑流，建立「自然積存、自然滲透、自然淨化」的海綿城市[29，30]；正確認識城市河流生態健康所需的衝刷、底泥輸運與洩洪、防澇之間的關係，保證河流所需的連通與自我調整空間，實現城市水體的自然循環。改善城市土地利用與土地覆蓋、恢復陸地透水性、減輕河流的排洪壓力，成為城市河流防洪澇的關鍵。在濱岸帶、河流漫灘已經被嚴重擠佔、無法恢復河流自然空間的的城市地區，河床、河岸自然化只能有選擇地在部分河段實施，而在容易遭受衝擊的脆弱河段，河流修復則仍然體現為以保護財產和基礎設施為目的的硬工程(硬化與強化)。
七、結論與展望
我國城市集群（Conurbation）的出現，加劇了城市人口、財產、產業不斷集中的趨勢。隨著氣候變化帶來的不確定性日益增加，城市洪澇管理將面臨更多的挑戰。城市是一個生態系統，是一個生態 - 社會 -技術融合的複雜系統。我國於2015年提出的城市雙修的行為框架，及至目前開展的海綿城市建設、國土空間生態修復及規劃，其最終目標都是恢復城市生態系統的結構和功能，以及聯結結構與功能的生態過程。世界自然保護聯盟（IUCN）等國際機構於2008年提出的「基於自然的解決方案」（NBS），將所有上述概念統一到同一個框架之下，以建設城市韌性（Resilience ，也叫彈性）與可持續性（Sustainability）為目標，倡導將 NBS 作為面對未來的適應性管理（Adaptive Management）融入城市設計，以應對人類面臨的挑戰，如洪澇、乾旱、人口增長、生物多樣性喪失等[31]。與價值導向的工程化生態修復行動相比，NBS 更多地是一種綜合考慮局部與流域尺度的城市建設和管理理念：通過城市空間管理，尤其是藍綠空間管理，在減少地表產流的同時，恢復水的循環動力學、恢復自然循環，使大量的雨水重新進入水循環，恢復水循環中的綠水流，解決造成洪澇災害的根源性問題，使雨水成為可利用的資源，實現「自然洪澇管理」（NFM，Natural Flood Management）[32]。代表藍色空間的城市河流，在多大程度上、如何在空間有限的城市地區恢復漫灘、岸帶緩衝區域、恢復連通性，還水以自由的空間（ Space of Water and for Water ），更是需要在城市設計中，通過生活、生產、生態空間的配置來實現。水循環應作為一個核心子系統融入城市規劃和設計，調和生態修復與城市防洪減災目標，讓生態修復成為流域管理、城市管理中預防性、適應性的日常，而不僅僅是突擊性、防禦性的工程手段。綜合綜合軟、硬工程，融合藍、綠、灰色設施，發揮各自的優勢和相互補充作用，代表了生態視野下城市規劃與建設的方向。
近年來，網際網路技術、大數據、算法技術、機器學習、人工智慧技術的飛速發展、 3S（GPS，RS，GIS）技術的運用，極大地提高了人類的感知、認知能力和預測能力。利用城市大數據分析用地、基礎設施潛力、運用生態智慧規劃基礎設施建設、通過綠色設施彌補老化的城市灰色建築設施、通過數字模型了解雨洪事件與城市生態過程的交互影響關係，以基礎設施的高度，把生態修復融入城市規劃建設，消除災害性雨洪事件的消極影響，已經成為許多城市水務管理的主要內容。以城市水系統智能、智慧管理為目標和實施平臺的水文、水質模型，以及耦合多種自然、社會、經濟、技術過程的綜合模型的不斷湧現，必將使得融入生態智慧、生態修復理念的城市規劃與管理、空間規劃變得更加容易，也更加經濟和有效。
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