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为解决雨水管理中利益相关者参与少等问题,马来西亚拉曼大学研究人员开展基于自然解决方案的雨水管理研究。结果表明草沟和雨水花园是有效方案。该研究为城市雨水管理提供决策框架,推荐科研读者阅读12。
在城市发展的进程中,雨水管理成了一个棘手的难题。随着城市的不断扩张,越来越多的地方被高楼大厦和硬化路面覆盖,每逢暴雨,城市就像是 “受伤” 了一样,雨水无法顺畅排放,内涝频发。而且在雨水管理策略的制定过程中,还存在一个大问题,那就是利益相关者参与度很低。规划者、专家和利益相关者之间似乎总有一道 “屏障”,大家不愿意分享信息和专业知识,这使得雨水管理决策缺乏全面性和科学性1。
面对这样的困境,来自马来西亚拉曼大学(Universiti Tunku Abdul Rahman)李孔坚工程与科学学院建筑与可持续设计系的 Fatemehalsadat Khoshhalshaghaji 等人坐不住了。他们深知,如果不解决这些问题,城市的未来将面临更大的挑战。于是,他们展开了一项深入的研究,并将研究成果发表在了《Heliyon》期刊上,论文题目是《Application of the SWOT-IE to improve stormwater management via a nature-based solution in Kuala Lumpur, Malaysia》。通过这项研究,他们找到了一些有效的解决办法,为城市雨水管理带来了新的希望2319。
研究人员在这项研究中,用到了几个关键的技术方法。首先是 SWOT 矩阵,它就像是一个 “全方位探测器”,可以帮助研究人员全面分析影响自然解决方案(NBS,Nature-based Solutions)实施的内部和外部因素。接着是 IFE(Internal Factor Evaluation,内部因素评价)和 EFE(External Factor Evaluation,外部因素评价)矩阵,这两个矩阵可以对战略重点进行评估,给各种因素打分、赋予权重,让评估更科学。研究人员还通过在线问卷调查的方式,广泛收集专家的意见,了解他们对不同自然解决方案的看法4613。
下面我们来看看具体的研究结果:
问卷调查
研究人员精心设计了一份在线问卷,向全球的学术专家们发出了邀请,一共发出了 140 份邀请,最终收到了 40 份有效回复,回复率达到了 29%。这个回复率在相关研究领域已经很不错啦!要知道,之前类似的针对专业人士的研究,回复率有的才 15% 呢。这说明这次研究收集到了来自不同国家专家的多样意见,让研究结果更可靠。从调查结果来看,大家认为绿色屋顶在研究区域不太适合,而雨水花园的评价最高,是最有效的自然解决方案之一。这是因为雨水花园在净化雨水、渗透蓄水和缓解局部洪涝方面表现出色,特别适合容易产生雨水径流的区域。不过绿色屋顶由于研究区域是遗产地,有相关规定限制,可行性较低578。
IFE 和 EFE 得分计算
研究人员运用 IFE 和 EFE 矩阵对优先考虑的自然解决方案进行评估。IFE 矩阵主要关注内部因素,像可行性、维护成本这些;EFE 矩阵则聚焦外部因素,比如监管支持、环境效益和利益相关者的接受程度。计算结果显示,整体 IFE 得分超过了 2.8,说明这些自然解决方案的优势大于劣势。在所有方案中,草沟得到的 EFE 分数最高,达到了 0.72,这表明草沟面临的机会比威胁多,在减少和延缓雨水径流方面潜力巨大。雨水花园的 IFE 优势得分最高,为 0.52 ,在应对小雨时效果很好,也是改善当地雨水管理的可行方案910。
遗产地自然解决方案选择的权衡
在像吉隆坡独立广场这样的遗产地选择自然解决方案时,需要综合考虑很多因素。绿色屋顶虽然在减少雨水径流和改善城市热环境方面有不错的效果,但由于遗产保护法规的限制,没办法在这使用。而雨水花园和草沟就脱颖而出了,它们不仅在雨水管理方面效率高,成本也比较低,还能很好地融入现有景观,不会破坏遗产地的历史风貌,所以得到了专家们的大力支持。不过,像下沉式绿地这类方案,虽然在防洪方面有效,但可能需要对土地进行较大改造,容易遭到遗产保护部门的反对。这就告诉我们,在遗产地选择自然解决方案,要综合考虑成本、效果、法规和文化等多方面因素11。
IE 矩阵计算
通过评估内部和外部因素,研究人员利用 IE 矩阵找到了自然解决方案的最佳战略位置。结果显示,草沟和雨水花园处于 IE 矩阵的第二象限,属于 “积极发展型”。这意味着在未来的雨水管理策略中,应该大力推广和整合这两种方案。研究人员还给出了具体的实施建议,比如在实地设计和应用这两种方案,利用 SWMM 软件进行模拟,看看实际效果如何12。
研究结论和讨论部分也非常重要。研究人员通过这次研究发现,雨水花园和草沟是吉隆坡独立广场雨水管理的最佳自然解决方案。这个发现不仅对当地有意义,对其他城市也有借鉴价值。不同气候和社会经济条件的城市,都可以根据自身情况调整研究中的方法,选择适合自己的雨水管理方案。而且,研究中采用的 SWOT-IE 技术,结合 IFE 和 EFE 矩阵,为城市规划者和决策者提供了一个结构化的决策框架,让他们在制定雨水管理策略时更科学、更合理141519。
不过,这项研究也存在一些局限性。比如,研究主要依靠国际专家的意见,没有充分考虑当地社区的看法,像当地市政部门、居民和企业的意见就没怎么涉及。而且研究只针对吉隆坡独立广场这一个区域,不同城市的情况千差万别,研究结果不一定能完全适用于其他地方。另外,SWOT-IE 框架虽然有一定科学性,但还是半定量的分析方法,没有用到更高级的数值模拟技术1617。
针对这些问题,研究人员也给出了未来的研究方向。他们建议可以利用水文和城市模拟模型,进一步研究雨水花园和草沟的长期性能和成本效益。还可以让更多的利益相关者参与进来,像政策制定者、城市规划者和当地社区居民,大家一起出谋划策,让决策更全面。在独立广场开展试点项目,实地监测这些方案的效果,看看实际的雨水保留能力、污染物去除效率怎么样。同时,还要关注这些自然解决方案的社会和经济影响,比如公众接不接受、经济上合不合算。另外,把智能技术融入到自然解决方案中,利用人工智能监测雨水情况,优化雨水管理决策,也是未来值得探索的方向18。
总的来说,这项研究为城市雨水管理提供了新的思路和方法,虽然还有一些不足,但也为后续研究指明了方向。相信在未来,随着研究的不断深入和完善,城市的雨水管理问题一定能得到更好的解决,让城市在面对暴雨时不再 “狼狈”,变得更加宜居和可持续。