基于海綿城市理念下流域水環(huán)境治理問題的分析

孫寬

摘要：現(xiàn)階段，海綿城市理念已成為建設(shè)生態(tài)城市的重要思想，通過建設(shè)城市海綿結(jié)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)水資源的存蓄、調(diào)節(jié)、凈化、排澇和防洪，改善城市的水環(huán)境。隨著海綿城市理念的推廣與普及，為流域水環(huán)境治理帶來了新的思路，能有效解決流域水環(huán)境治理中存在的問題，提高所在區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)城市發(fā)展與自然和諧共存的目標(biāo)。本文基于海綿城市理念對流域水環(huán)境治理展開探究，分析水環(huán)境治理的意義和海綿城市理念發(fā)揮的作用，找出現(xiàn)階段流域水環(huán)境治理存在的問題及難點(diǎn)，并提出解決對策，為水環(huán)境保護(hù)和治理提供參考，推動(dòng)城市的生態(tài)化發(fā)展進(jìn)程。

關(guān)鍵詞：海綿城市；水環(huán)境；治理；對策

新時(shí)期下，城市發(fā)展建設(shè)更為重視宜居性，生態(tài)文明城市的建設(shè)成為城市發(fā)展的主要任務(wù)。而水環(huán)境是影響城市周圍生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵因素。城市的建設(shè)與發(fā)展會(huì)在一定程度上導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)失衡，出現(xiàn)植被退化、水域污染等問題，甚至出現(xiàn)洪水、泥石流等嚴(yán)重的自然災(zāi)害，不僅會(huì)影響城市的穩(wěn)定發(fā)展，還會(huì)污染流域水環(huán)境，形成城市與自然生態(tài)系統(tǒng)間無法調(diào)和的矛盾。海綿城市理念出現(xiàn)后，水環(huán)境調(diào)節(jié)功能可以有效保護(hù)流域水環(huán)境，助力水環(huán)境治理工作的有效開展。同時(shí)，隨著海綿城市理念的成熟和技術(shù)的不斷發(fā)展，在水環(huán)境治理方面發(fā)揮的作用更為明顯，能將城市水循環(huán)體系與自然生態(tài)水循環(huán)體系進(jìn)行融合，形成完善的水循環(huán)系統(tǒng)，消除城市污染對自然水域的影響，推動(dòng)城市流域水環(huán)境治理工作朝著積極的方向發(fā)展。

一、流域水環(huán)境治理的意義

我國城市流域水環(huán)境不僅受到污染物質(zhì)的侵蝕，大量的城市用水需求導(dǎo)致自然水域水量驟減，生態(tài)結(jié)構(gòu)變得脆弱。隨著自然生態(tài)環(huán)境惡化，城市環(huán)境會(huì)受到影響，導(dǎo)致居民生活質(zhì)量下降，不利于生態(tài)文明城市的建設(shè)與發(fā)展。由此可見，城市流域水環(huán)境治理具有重要的意義，可以從多方面改善城市和自然環(huán)境。

首先，流域水環(huán)境治理能緩解城市用水緊張問題，提高水資源的利用效率。我國水資源總量大、人均較少，且分布不均衡。城市在發(fā)展過程中，人們使用的水資源大都從流域的自然水體和地下水中獲取，雨水、污水又會(huì)直接排放到自然水域中，此種水循環(huán)模式不僅會(huì)浪費(fèi)水資源，也會(huì)造成水污染的問題，不過，通過水環(huán)境治理，可以顯著降低城市對自然水域的依賴，緩解自然生態(tài)系統(tǒng)與城市發(fā)展之間的矛盾。

其次，流域水環(huán)境治理可以在一定程度上降低水污染，提高對水環(huán)境的保護(hù)力度。從城市水資源處理能力角度看，現(xiàn)有的城市污水處理技術(shù)較差，工業(yè)污水的大量排放給自然水域造成極大負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致生態(tài)修復(fù)速度不斷減弱，然而，通過水環(huán)境治理能夠有效解決此問題，并建立穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。

二、海綿城市理念對流域水環(huán)境治理的作用

海綿城市理念下，全面改良了城市水循環(huán)系統(tǒng)，不僅可以提升水資源的存蓄能力，實(shí)現(xiàn)水資源的人工調(diào)整，減少對流域水環(huán)境的干擾，還能在一定程度上凈化水資源，減輕城市污水給自然水域造成的負(fù)擔(dān)，更好的保護(hù)水環(huán)境、治理流域水污染。通過海綿城市設(shè)計(jì)應(yīng)用調(diào)查，形成了“城市+自然”的復(fù)合型水循環(huán)體系，在減少水污染、修復(fù)生態(tài)結(jié)構(gòu)中具有重要作用。

（一）形成復(fù)合型水循環(huán)系統(tǒng)

復(fù)合型水循環(huán)系統(tǒng)是指城市水循環(huán)系統(tǒng)與自然生態(tài)水循環(huán)系統(tǒng)的有機(jī)融合，傳統(tǒng)城市水循環(huán)系統(tǒng)依賴于生態(tài)系統(tǒng)，在自然水域中抽取水資源，將使用后的廢水經(jīng)過處理排放到自然水域中，不僅會(huì)減少自然水域的水量，還會(huì)增加污染，影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。海綿城市理念下，城市水循環(huán)系統(tǒng)可以從根本上解決這一問題，改變城市水源結(jié)構(gòu)，利用海綿結(jié)構(gòu)吸收和存儲(chǔ)自然降水，使城市變成類似海綿的結(jié)構(gòu)，在水量充沛時(shí)吸收水分，在缺水季節(jié)緩慢釋放存儲(chǔ)的水分，形成科學(xué)的水循環(huán)體系。該系統(tǒng)中存蓄的水分不僅可以為城市供水，還可以反哺給自然生態(tài)系統(tǒng)，維系自然水域的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)洪水和枯水問題，形成良性的城市生態(tài)水環(huán)境。

（二）減少自然流域水環(huán)境污染

海綿城市具有降低自然流域水環(huán)境污染的作用。受制于當(dāng)前的污水、廢水處理技術(shù)，城市排放的廢水往往含有不能徹底清除的少量有害物質(zhì)，需要依靠自然生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)能力。隨著污染物質(zhì)的積累，超出了自然生態(tài)系統(tǒng)的自凈能力上限，會(huì)導(dǎo)致城市流域自然水環(huán)境逐漸惡化，最終污染自然水域。海綿城市形成的水排放系統(tǒng)能通過水流的自然過濾、滲透和沉積消除自然降水中含有的有害物質(zhì)，避免通過排水系統(tǒng)進(jìn)入到河流中，降低生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，從而提高自我修復(fù)能力，減少水環(huán)境污染。

（三）修復(fù)自然生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

自然生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)能力存在上限，傳統(tǒng)的城市排水系統(tǒng)直接將雨水通過排水系統(tǒng)排放到河流等自然水域中，雨水中徑流污染嚴(yán)重，大量的降水?dāng)y帶城市的污染物質(zhì)進(jìn)入自然水體中，水域中的有害物質(zhì)不斷積累，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出自然生態(tài)系統(tǒng)的自我凈化和恢復(fù)能力，導(dǎo)致自然水體污染惡化，呈現(xiàn)出變黑發(fā)臭等現(xiàn)象，并污染流域兩岸的自然環(huán)境。在海綿城市理念下，城市排水系統(tǒng)能過濾徑流中存在的污染物質(zhì)，下沉式綠地、透水路面都可以有效阻擋徑流污染進(jìn)入到自然水體中，而且海綿城市蓄水功能可以存儲(chǔ)與收集降水，經(jīng)過沉淀和凈化后投入使用，減少污染物質(zhì)的排放，加速自然生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)，使其形成更加穩(wěn)定的自然生態(tài)體系。

三、當(dāng)前流域水環(huán)境治理中存在的問題

在當(dāng)前城市流域水環(huán)境治理上，雖然投入了大量資源，但取得的成效有限，很多污染物質(zhì)無法徹底消除，治理效果不佳。通常情況下，城市流域水環(huán)境污染主要來源于徑流污染，徑流污染是指自然降水在城市地面上形成徑流，將污染物質(zhì)溶解或裹挾在水中，一同排放在自然水域中，導(dǎo)致水環(huán)境污染。徑流污染中主要的污染物質(zhì)分為三類：第一，物理性污染，常見的包括粉塵、懸浮物、碎屑等；第二，化學(xué)性污染，主要以溶于水的化學(xué)物質(zhì)或其他導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的有機(jī)物等；第三，生物性污染，主要為城市存在的大量細(xì)菌、霉菌。這些污染的處理難度大，如果不解決源頭問題，僅采取治理措施難以達(dá)到預(yù)期效果。因此，需要針對現(xiàn)階段治理中存在的問題進(jìn)行深入探討。

（一）地下水污染與開采問題

地下水污染與開采是當(dāng)前城市水域環(huán)境治理中的重點(diǎn)與難點(diǎn)。地下水主要埋藏于地下含水層中，受污染的概率較小，人類活動(dòng)導(dǎo)致大量的地下水被開采，地下水透支。地下水的枯竭造成地表自然河流、湖泊中的水分加速滲透，進(jìn)入到地下含水層中，地表水中存在的物理性污染物質(zhì)可以通過泥沙、卵石等進(jìn)行過濾。但溶于水的化學(xué)污染和微小的生物污染難以有效控制，會(huì)污染地下水，進(jìn)一步導(dǎo)致城市可用水資源儲(chǔ)量降低。

（二）流域水環(huán)境污染問題

流域水環(huán)境污染問題是當(dāng)前治理的一大難點(diǎn)，主要原因有：第一，當(dāng)前水污染治理技術(shù)落后，難以有效治理現(xiàn)有的污染水域，大部分污染治理只能通過物理方法打撈存在的污染物，難以形成長效的污染治理機(jī)制。第二，流域水環(huán)境是動(dòng)態(tài)變化的，水流會(huì)將污染物帶到下游，進(jìn)一步擴(kuò)散污染范圍，再加上現(xiàn)有的水環(huán)境污染治理方式難以覆蓋全面，工作量大，治理難度較高。第三，流域水環(huán)境污染源沒有徹底根除，城市徑流污染的存在導(dǎo)致污染治理速度小于污染速度，水環(huán)境污染日益惡化。

（三）流域洪水災(zāi)害頻發(fā)問題

城市發(fā)展會(huì)在一定程度上破壞城市所在區(qū)域的自然環(huán)境，導(dǎo)致自然生態(tài)系統(tǒng)的退化，水土流失問題日益嚴(yán)重，提高了發(fā)生自然災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)。洪水產(chǎn)生的直接原因是地表涵水能力下降，地表快速匯集成徑流，隨著流量的逐漸增大，匯入到河道中形成洪水，導(dǎo)致區(qū)域水環(huán)境遭到破壞，難以形成穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。

（四）流域水資源減少問題

流域水資源儲(chǔ)量的減少是當(dāng)前水環(huán)境治理面臨的問題。通常在自然水循環(huán)系統(tǒng)中，地表水蒸發(fā)會(huì)形成降雨，降雨被植被吸收或進(jìn)入河流，通過蒸發(fā)再次形成降雨，是一個(gè)閉合的循環(huán)體系。但隨著城市的發(fā)展，周圍流域的自然環(huán)境遭到破壞，地表的涵水能力下降，水流全部涌入到河流中，會(huì)使水資源儲(chǔ)量減低。

四、海綿城市理念下流域水環(huán)境治理措施

海綿城市理念下，流域水環(huán)境的治理工作得到了極大改善，改變了治理思路，從原本的污染治理轉(zhuǎn)移到污染源治理，重點(diǎn)控制污染源頭，通過雙管齊下的治理模式，提高區(qū)域水環(huán)境治理的效果。海綿城市理念重點(diǎn)針對水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行改良，通過提高水循環(huán)系統(tǒng)的性能水平，解決污染物質(zhì)進(jìn)入流域中的問題，同時(shí)降低城市對自然水體的依賴，預(yù)防洪澇災(zāi)害，提高自然水環(huán)境的自我修復(fù)能力，全面提升城市流域自然水環(huán)境品質(zhì)。

（一）建立海綿城市“海綿體”結(jié)構(gòu)，減少地下水開采

在海綿城市理論指導(dǎo)下，城市排水系統(tǒng)需要建設(shè)“海綿體”結(jié)構(gòu)，這是海綿城市的核心，也是發(fā)揮城市蓄水和供水功能的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。“海綿體”結(jié)構(gòu)能在降水的旺季將水分存儲(chǔ)于城市中，在干旱缺水的季節(jié)，緩慢釋放水資源，用于城市的綠化、灌溉以及工業(yè)生產(chǎn)等，以此解決干旱季節(jié)城市為了滿足用水需求過度開采地下水的問題。不僅如此，海綿城市排水系統(tǒng)對氣候環(huán)境的影響較小，隨著長期調(diào)節(jié)自然水資源，減少地下水開采，更好的保護(hù)地下水資源。

（二）利用海綿城市凈水功能，減少城市污染源進(jìn)入水域

海綿城市排水系統(tǒng)可以有效凈化城市降水，避免污染物質(zhì)進(jìn)入城市流域水環(huán)境中。水源凈化的基本原理主要以過濾和植物凈化為主。在海綿城市建設(shè)中，雨水收集設(shè)施包括透水路面，可以有效過濾地面雨水中含有的物理性污染物質(zhì)，例如，對顆粒、粉塵、漂浮物等進(jìn)行過濾，保護(hù)水域環(huán)境。除此之外，還可以利用植物凈化自然降水。下沉式綠地是利用高差將降水聚集在城市綠化帶中，綠化帶中的土壤可以處理污染，植物可以吸收水中存在的有害物質(zhì)，包括氮磷鉀等有機(jī)物質(zhì)，有效控制污染源，防止進(jìn)入自然水域中造成水體富營養(yǎng)化，實(shí)現(xiàn)污染源的有效控制。

（三）通過海綿城市蓄水結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)洪澇災(zāi)害問題控制

對于城市流域洪澇問題的處理，海綿城市的蓄水能力可以有效解決地表徑流的匯集，防控洪澇災(zāi)害發(fā)生的必要條件。傳統(tǒng)城市建設(shè)導(dǎo)致地表吸收水分的能力下降，水分匯集在一起形成洪水。海綿城市中地表、屋面、道路和綠化可以吸收降水，減少地表徑流，使城市流域的水環(huán)境更加穩(wěn)定，恢復(fù)水域周邊生態(tài)系統(tǒng)。

（四）發(fā)揮海綿城市調(diào)配作用，反哺自然水環(huán)境

針對城市流域水資源儲(chǔ)量減少的問題，海綿城市可以從源頭控制和緩解，實(shí)現(xiàn)水環(huán)境的綜合治理。通過分析發(fā)現(xiàn)，水資源儲(chǔ)量下降的主要原因是水分流失和城市用水量增加。海綿城市能有效對地表徑流進(jìn)行節(jié)流，避免大量水資源匯集到河道。不僅如此，海綿城市存儲(chǔ)的水資源可以用于城市發(fā)展，減少對自然水域的依賴，多余水分可以在干旱季節(jié)反哺給城市周邊的生態(tài)系統(tǒng)，提高生態(tài)系統(tǒng)對惡劣自然氣候的抵抗能力，優(yōu)化城市生態(tài)環(huán)境。

五、結(jié)語

綜上所述，隨著我國城市化發(fā)展進(jìn)程的加快，必然會(huì)出現(xiàn)城市發(fā)展與自然生態(tài)環(huán)境之間的矛盾。其中城市流域水環(huán)境治理問題是關(guān)鍵，不僅治理困難，也很難取得有效成果。在海綿城市理念指導(dǎo)下，通過改良城市水循環(huán)系統(tǒng)，不僅可以從源頭解決流域水環(huán)境的污染、生態(tài)破壞以及自然災(zāi)害問題，還能提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展，推動(dòng)建設(shè)生態(tài)文明城市。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂馬飛，朱曉娟，王婷婷，等.基于TMDL理念的流域排口污染物削減研究[J].華北水利水電大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2020，41（02）：6-8.

[2]辛恒.海綿城市理念在河道水環(huán)境治理中的應(yīng)用研究[J].交通科技與管理，2020（05）：1-2.

[3]許衛(wèi)衛(wèi)，賈立章.基于海綿城市理念下的城區(qū)河道治理提升措施研究[J].綠色科技，2022，24（06）：54-56.

[4]鄧新勇，石文豪，胡濤，等.基于海綿城市理念的城市下墊面建設(shè)策略分析——以廣州市南沙區(qū)海綿城市建設(shè)為例[J].建設(shè)科技，2022（03）：67-69.

[5]陳廣華.基于海綿城市理念的流域協(xié)同治理策略研究[J].黑龍江水利科技，2021，49（10）：4-5.

[6]劉艷.基于海綿城市理念下市政道路給排水設(shè)計(jì)分析[J].交通科技與管理，2021（11）：1-2.

[7]武慧生，張海.基于海綿城市理念的城市生態(tài)防洪體系探究[J].山西水利科技，2020（04）：1-6+13.

[8]王沫.從流域和多空間尺度探討城市內(nèi)澇現(xiàn)象及治理建議[J].長江技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2021，05（03）：8-11.

[9]梁軍.海綿城市理念下城市河道景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)研究——以巴中市城區(qū)段河道景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)為例[J].城市建筑，2021，18（20）：164-166+176.

[10]王朝宇.海綿城市理念在河道水環(huán)境治理中的應(yīng)用分析[J].地下水，2020，42（05）：308-309.