城市水文效應(yīng)產(chǎn)生的原因及應(yīng)對策略研究

李 琦

(河北省廊坊水文水資源勘測局， 河北 廊坊 065000)

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城市水文效應(yīng)產(chǎn)生的原因及應(yīng)對策略研究

李 琦

(河北省廊坊水文水資源勘測局， 河北 廊坊 065000)

城市化建設(shè)在為我們提供便利的同時也帶來了一些環(huán)境問題，特別是城市水文問題。大規(guī)模的城市地表建設(shè)改變了地表水和地下水的循環(huán)模式，破壞了城市原有的水文生態(tài)功能，致使水污染及洪澇災(zāi)害等各種水資源問題不斷涌現(xiàn)。面對日益嚴峻的城市水文問題，城市建設(shè)的各有關(guān)部門都需采取措施來改善城市的水文生態(tài)系統(tǒng)。本文對城市水文效應(yīng)的相關(guān)概念進行闡述，分析城市水文效應(yīng)的主要表現(xiàn)及應(yīng)對措施，以期改善城市水文環(huán)境。

城市； 水文效應(yīng)； 產(chǎn)生； 應(yīng)對策略

近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市建設(shè)也不斷加快，給人們的工作與生活帶來了諸多便利，但同時也改變了城市周圍的自然與生態(tài)環(huán)境。例如，越來越多的城市街道、城市工廠、城市住宅等代替了城市原有的植被和耕地，城市的水文生態(tài)功能快速下降，下墊面的熱力狀況、滲透性、滯水性都發(fā)生了變化。城市水文效應(yīng)與城市的經(jīng)濟效益、社會效益、氣候效應(yīng)、環(huán)境效應(yīng)等密切相關(guān)，直接關(guān)系到人類活動和城市建設(shè)。因此，必須深入分析和研究城市水文效應(yīng)，并采取相關(guān)措施解決現(xiàn)有的水資源問題。

1 城市水文效應(yīng)的相關(guān)概述

1.1 水文效應(yīng)的概念

城市水文效應(yīng)主要是指在城市建設(shè)過程中，城市化對水文環(huán)境的影響或干擾以及城市化引起的水文變化[1]。這個概念也可以這樣理解：不斷進行的城市化建設(shè)特別是城市路面交通的硬化以及房屋的建設(shè)使得城市不滲透表面面積不斷擴大，地表水難以及時下滲，帶來了嚴重的排水問題和水質(zhì)污染問題，也改變了城市的匯水方式。而匯水方式的改變影響到了城市的水文效應(yīng)：洪峰流量不斷增大、洪水的集聚時間縮短、洪水總量不斷變大。

1.2 水循環(huán)的概念

水在循環(huán)過程中，不斷進行形態(tài)的變化，從而完成水以及水對熱能與物質(zhì)的輸送，完成自身的水資源再生和進行氣候的調(diào)節(jié)。水循環(huán)對于人類生存以及地球生態(tài)環(huán)境的形成和演化都有著巨大的作用。水循環(huán)可以分為自然水循環(huán)和社會水循環(huán)兩種。

1.2.1 自然水循環(huán)

自然水循環(huán)又可以稱為水文循環(huán)，在地心引力和太陽輻射的作用下，地球上各種形態(tài)的水從植被表面、陸地表面、江河表面、海洋表面蒸發(fā)成水汽，并且逐漸向空中擴散，在一定的溫度和氣候條件下凝結(jié)，以降水的形式回到地面，降到地面的水有的下滲到地下徑流中，有的則匯集到地表水中，會通過蒸發(fā)等作用再一次回到空中，形成新一輪的降水。自然水循環(huán)是一種開放的系統(tǒng)，它在生物系統(tǒng)、土壤、大氣中不斷地循環(huán)流通，維持著系統(tǒng)的平衡。

1.2.2 社會水循環(huán)

顧名思義，社會水循環(huán)是指由于社會中人類的各種各樣的需要向自然水體系統(tǒng)索水，這些索取的水中的一小部分被消耗，其余的形成生活污水或工業(yè)廢水，再次回到空中，成為自然水體的一部分。

2 城市水文效應(yīng)的主要表現(xiàn)

2.1 城市化對下墊面的影響

城市化進程的加快以及城市建設(shè)面積和建設(shè)總量的不斷增長，使城市下墊面受到了巨大的影響和破壞。柏油公路、廣場鋪設(shè)、建筑屋頂?shù)热斯っ軐嵔Y(jié)構(gòu)以及不透水表面，嚴重阻礙了地面漫流、雨水儲藏、雨水滲透等水循環(huán)過程。

研究發(fā)現(xiàn)，下墊面的改變會加快徑流速度，增加徑流總量，強烈的雨水沖刷又會造成水土流失的生態(tài)問題。在城市的汛期，洪水匯集時間會縮短，匯集總量會增加，洪峰值也會不斷加大，特別容易引發(fā)洪澇災(zāi)害。同時，由于我國洪水位不斷升高，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)落后，鄉(xiāng)村以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)的洪澇災(zāi)害會更加嚴重。

2.2 城市化對水文環(huán)境的影響

研究發(fā)現(xiàn)，河流主要通過附近直流與陸地水域進行水量交換，完成水源調(diào)蓄和水源補給。城市建設(shè)則改變了水文產(chǎn)流以及水文形態(tài)的特征。

眾所周知，河流不是一個孤立的個體，而是由干流、支流、小溪匯集而成的水系網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)水系網(wǎng)絡(luò)的形態(tài)，可以將其分為混合狀水系、向心狀水系、羽形水系、樹枝狀水系、放射狀水系、平行狀水系等[2]。然而現(xiàn)代社會的城市建設(shè)與規(guī)劃大多呈現(xiàn)為網(wǎng)格狀的路網(wǎng)形態(tài)而忽略了河流的自然網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，使河流的支流、小溪等裁彎取直改變了原來的河道，甚至逐漸消失。河流的這種截斷效應(yīng)會嚴重影響到徑流和地下水系統(tǒng)，影響生物移動，造成一系列的水文循環(huán)問題。

2.3 城市化對匯水方式的影響

徑流的匯水受自然地形地貌的影響較大，高低的地勢可以形成天然的集水區(qū)，從地下和地表等各個方向匯集過來的徑流不斷從高處流向山谷低處。而當(dāng)降雨增多時，徑流在經(jīng)過滲透力較高的土壤、濕地、林區(qū)時會有大量的水流滲入地下，從而使得地表徑流流量減少而避免造成大面積的積水和洪澇災(zāi)害。然而，城市化建設(shè)在很大程度上破壞了徑流自然匯集的地貌形態(tài)，改變了雨洪徑流的形成條件和地表產(chǎn)流的方式。眾多水壩、水閘等水利水電工程設(shè)施的建設(shè)造成了泥沙的淤積，抬高了水位，影響了雨水的正常排放。而城市中地表雨水管網(wǎng)的大量建設(shè)使人為的徑流匯聚取代了自然雨水的溢出、儲存和下滲，縮短了水體的運動距離以及徑流的匯聚時間，導(dǎo)致集水區(qū)的高峰流量以及徑流總量增加，極易引發(fā)洪水災(zāi)害。而在城市建設(shè)中人為地改造河流形態(tài)，也嚴重削弱了河流的生態(tài)緩沖作用，增加了暴雨的侵蝕力度。

3 城市水文效應(yīng)的應(yīng)對策略

3.1 流域方面的應(yīng)對策略

a.在劃分區(qū)域時，實現(xiàn)地緣向水緣的轉(zhuǎn)變。著重考慮水文的自然屬性，綜合考慮區(qū)域用地、區(qū)域產(chǎn)業(yè)、區(qū)域人口等諸多方面，保護和協(xié)調(diào)水文系統(tǒng)。

b.在確定城鎮(zhèn)規(guī)模以及城鎮(zhèn)等級時，重點關(guān)注流域內(nèi)的水資源總量，在規(guī)劃之前要作好準確的評估。

c.在規(guī)劃城鄉(xiāng)空間結(jié)構(gòu)時，要多考慮流域的自然要素，包括溪流、山體、湖泊、植被、濕地等。

d.根據(jù)流域的水資源分布特點，優(yōu)化城市的產(chǎn)業(yè)布局，并詳細評估區(qū)域內(nèi)的水資源承載力，控制好上游地區(qū)的污染排放。

e.加強農(nóng)村的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加強河流兩岸的生態(tài)環(huán)境保護，統(tǒng)一規(guī)劃水源地，改進污水處理工藝，保證城鄉(xiāng)供水安全。

3.2 集水區(qū)方面的應(yīng)對策略

a.在構(gòu)建城市空間體系和規(guī)劃城市空間結(jié)構(gòu)時，協(xié)調(diào)城市山區(qū)與城市水域之間的關(guān)系，圍繞城市的山水格局，保護城市的生態(tài)環(huán)境和水文系統(tǒng)。

b.優(yōu)化城市的路網(wǎng)模式，根據(jù)匯水區(qū)的地形特征進行路網(wǎng)建設(shè)，最大限度地保留原有地形和原有匯水方式。

c.綜合考慮城市的自然要素和生態(tài)要素，包括水庫、濕地、小溪、河流、生態(tài)綠地、水源涵養(yǎng)區(qū)、自然保護區(qū)[3]等，充分發(fā)揮綠化系統(tǒng)凈化水質(zhì)、吸納徑流的調(diào)節(jié)作用。

3.3 其他方面的應(yīng)對策略

a.加強城市水文系統(tǒng)方面的配套工程建設(shè)，包括截留調(diào)節(jié)池、集雨系統(tǒng)、人工濕地、雨水凈化設(shè)施等。

b.提高流域內(nèi)的整體管理水平，成立專門的管理機構(gòu)，提高管理人員的整體素質(zhì)，選用管理經(jīng)驗豐富的管理者，對城鄉(xiāng)供水、污染治理、防災(zāi)減災(zāi)、水土保持、水資源利用、水資源保護等各個方面進行科學(xué)有效的管理[4]。

c.貫徹落實生態(tài)環(huán)保和循環(huán)利用的理念，通過調(diào)整用水定額、實施分段供水等各種措施，提高水資源利用率和水資源凈化率。

d.建立健全水文治理制度，構(gòu)建科學(xué)合理的治理體系，發(fā)揮政府的主導(dǎo)作用，拓寬融資渠道，引入先進的融資模式，保證水文保護的資金供應(yīng)。

4 結(jié) 語

加快推進城市化進程是國家發(fā)展的重要戰(zhàn)略，但城市化在快速發(fā)展的同時也暴露出了許多問題，特別是水資源的利用和安全問題，而且城市地表的簡單硬化建設(shè)也加劇了城市的水澇和水污染問題。本文著重分析了城市水文效應(yīng)的相關(guān)概念及主要表現(xiàn)，從流域、集水區(qū)、流域綜合管理三個角度提出了城市水文效應(yīng)的應(yīng)對策略，以期為改善城市地表建設(shè)提供參考。

[1] 張翠蘭,李顯鴻.人類活動影響下的滇池流域城市水文效應(yīng)初探[J].人民長江,2013(z1):61-62,66.

[2] 王君.城市水文效應(yīng)的規(guī)劃對策研究[D].長沙：湖南大學(xué),2012.

[3] 潘成旭.南寧城市水文效應(yīng)與城市水文工作對策探討[J].廣西水利水電,2014(2):64-68.

[4] 何川.城市水文效應(yīng)的產(chǎn)生及應(yīng)對措施[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2012(6):267-267,269.

Research on causes of urban hydrology effect and treatment strategies

LI Qi

(Hebei Langfang Hydrology and Water Resources Survey Bureau, Langfang 065000, China)

Urbanization construction leads to some environment problems when convenience is provided for us, especially urban hydrological problem. Large-scale construction of urban surface changes circulation pattern of surface water and groundwater. Original urban hydrological ecological functions are destroyed. Various water resources problems are constantly produced such as water pollution, flooding disaster, etc. All related departments of urban construction should adopt measures to improve urban hydrology ecosystem aiming at more and more serious urban hydrology problems. In the paper, related concept of urban hydrology effect is described. Main manifestation and corresponding measures of urban hydrology effect are analyzed, thereby improving urban hydrologic environment.

urban; hydrological effect; production; corresponding strategies

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2016.07.017

TV11

A

2096- 0131(2016)07- 0057- 03