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关键词:海绵城市,生态环境,水资源,建设理念
中图分类号:X321 文献标识码:A DOI:10.13719/14-1279/tu.2016.04.106
0引言
海绵城市,顾名思义就是像海绵一样的城市,下雨时吸水,干旱时放水,自主调节城市干湿度。较为官方正式的海绵城市概念是指全新的城市雨涝管理概念,是城市适应环境变化、应对雨涝灾害的一种城市建设方式。其机理是下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,干旱时将存蓄的水释放、利用。现如今国家已将这一理念在一些城市试行,以期取得良好成效。相关专家学者也已深入探讨、研究、践行这一设想模式。
1海绵城市建设理念的提出
1.1适应现代化的城市建设
现代化的城市建设,高楼林立、柏油马路四通八达,使城市绿地面积逐渐减少,渗水能力严重下降,越来越多的雨水资源流入城市下水道,浪费水资源。而海绵城市概念的提出正是针对这一情况,更多地利用城市中的江河湖泊、绿地植被,甚至一些新研发的蜂窝型大孔渗水地砖来吸收渗透大自然的雨水,防止城市病———由降水的不确定性引起的旱涝灾害的发生。
1.2维护城市生态环境平衡
地球是我们赖以生存的家园,随着城市的飞速发展,汽车尾气的排放、工业污水的排放,城市生态环境遭到严重破坏,作为城市的一员、海绵城市的建设者,维护城市生态平衡刻不容缓。而海绵城市建设正是通过建设水系湿地、绿地广场、城市道路、地块内部消化等方式来发挥其作用,而这些措施便于维护城市生态环境平衡。
1.3充分利用自然水资源
之前有一个令人印象深刻的公益广告———大自然的最后一滴水将是人的眼泪,可见水资源对于人类的重要意义。以往的城市模式,雨水多数是通过井盖等雨水收集设施流入城市下水管道,干净清澈的大自然之水直接流入地下雨水管无疑是对珍贵水资源的最大浪费。更重要的是,对于一些沿海城市受季风影响,夏季强降水甚至台风、风暴很容易引发城市内涝、山体滑坡、泥石流等灾害,对当地经济乃至人们的生命财产安全造成了严重威胁。所以建设海绵城市有利于充分利用水资源,减轻人民生命财产安全损失。基于上面提到的三种情况,海绵城市的建设必将对缓解城市“旱涝”灾害,减轻城市热岛效应,促进城市化进程起到巨大作用。
2海绵城市建设理念中的关键技术
海绵城市的建设理念日益成熟但是涉及到实际技术水平与效果仍需时间的检验,其关键技术主要包括:水系湿地、绿地广场、城市道路、地块内部消化等四个方面,以下做详细介绍。
2.1水系湿地
水系湿地作为城市的净化器对城市环境保护、气候调节、生态平衡有着重要作用。水系是流域内所有江河湖泊等各种水体组成的水网系统,其调节蓄水作用与河流长度、流向、水系状况与流域范围、支流数量及其形态、河网形状密度等有直接关系。而湿地是指天然或人工等形成的沼泽地等带有静止或流动水体的浅水区域,与海洋、森林共同构成全球三大生态系统,由此可见其在海绵城市建设中的重要作用。现在越来越多的城市开始兴建人工湖,无论是公园还是小区,建设形状造型优美,水质清凉的人工湖或者人工环水水带用来净化环境,增强城市蓄水排水能力。笔者认为相关部门的湿地水系建设经验日趋丰富,关于试点城市的湿地水系建设其技术较为成熟,但要注意重建设的同时更要重管理,充分发挥自然与人工水系湿地的蓄水、补水、净水作用,建设海绵城市,保护生态环境,减少旱涝灾害,造福城市居民。
2.2绿地广场
绿地是城市规划中的专业术语,全称为城市绿地,是指城市专门为改善生态、保护环境,为居民提供的游憩场地和美化景观所用的绿地。绿地广场实则为城市中的街心花园,其中植被众多,利用光合作用有效吸收二氧化碳放出氧气,为缓解城市热岛效应做出重大贡献。随着城市化的发展,许多城市建设街心花园、广场绿地等基础设施,在美化环境,服务群众的同时,也起到了强大的涵养水源的功能,下雨时吸水,干旱时蒸发放水。近年来,城市建设利用公园绿地作为“蓄水池”,由繁茂的植被吸收涵养城市降水中的多余水分,再经阳光照射植被中水分蒸发,形成小水珠在天空凝结成云,最终降落城市,实现生态水循环。为建设新兴海绵城市,绿地广场的建设也迫在眉睫,植被的种植与培养依靠城市中有经验的园林工作者。值得一提的是,新型蜂窝状渗水地砖的出现,使城市公园小路既摆脱了雨雪天气泥土道路的泥泞不堪,又快速有效将雨水通过地砖渗透到地砖下的泥土中,蓄存水分,在城市绿地中的小路可以大量利用这种材料来实现绿地的海绵作用。
2.3城市道路
交通在一定程度上决定着城市的兴衰,四通八达的城市道路交通使商业交往更为便利,这势必会带动整个城市的经济发展。现如今城市道路越建越宽广、越建越气派、越建越坚实,但是不可忽视的是这些道路并不渗水,甚至严重阻碍雨水的排泄,造成城市内涝。因此城市道路在建设中应该注意完善下水道系统,牢固井盖安全,充分利用透水透气材料建设城市交通道路,减少旱涝灾害,真正实现海绵城市的建设。我所生活的城市近年来就开始大力提倡完善城市下水管道系统,建立完善的小水管道体系,减少城市内涝,充分利用雨水,缓解城市用水紧张等问题。
2.4地块内部
作为城市建设必不可少的一部分,地块内部的规划在海绵城市的建设与实行中也发挥着重要作用。地块规划应根据城市的实际情况,有的放矢,合理安排每一部分用地。若建设海绵城市,就要注重绿化、园林、湿地、湖泊等方面的建设,因此在建设过程中,在保证城市正常有序运行的基础上应把此部分作为重点建设对象,实现对海绵城市的合理规划。比如,城市里要合理规划土地使用情况,分配好建筑用地、绿化用地、湿地湖泊在城市中所占的比重,合理规划才能更好地发挥涵养水源的作用,真正使城市发展得更为美好。
3结语
海绵城市是随着时展变化所产生的新兴的城市形态,也是新型城市理念,其发展顺应保护自然、维持生态平衡的发展观念,在未来将会进行更广泛地推广。无论是水系湿地还是绿地广场,亦或是城市道路、地块内部规划,这些都是海绵城市应具备的硬件设施。我们要做的就是掌握海绵城市建设技术、利用海绵城市建设政策,更好地为城市居民服务,为人民造福,建设我们独一无二的资源节约型、环境友好型社会。
参考文献:
[1]杜雨欣.全国性657城中有300多属严重缺水或缺水城市[N].新华社,2014-05-18.
关键词:海绵城市;雨洪管理; 奥林匹克森林公园; 哥本哈根暴雨管理
1 引言
低影响开发(Low Impact Development,简称 LID)孕育于西方发达国家20世纪七八十年代的雨洪管理实践中,美国马里兰州乔治王子郡的环境资源部在 1990年首次提出了在源头对径流进行控制的LID[1],LID 是近年城市雨洪管理方面重要的发展趋势之一。随着低影响开发理念的发展以及我国城市地下水过度开采、水资源紧缺、水质污染、城市内涝、雨水资源流失等一系列复杂的雨水问题,破坏水资源循环体系,导致生态环境恶化。我国逐渐关注雨水资源的管理、开发、利用,于2014年10月住房和城乡建设部提出《海绵城市建设技术指南―低影响开发雨水系统构建》。
2 海绵城市理论
2.1 海绵城市的概念
海绵城市在《海绵城市建设技术指南》中对其有界定:城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用[2]。海绵城市的建设时刻以生态环境为优先考虑因素,将城市绿地、景观设计与人工雨水控制利用措施结合,在确保城市雨水安全的情况下,把城市绿地和河道中的雨水收集、雨水渗透和雨水净化达到最大化,实现雨水的资源化和环境资源的保护,保护城市的水生态系统和自然生态环境。
2.2 海绵城市的本质
海绵城市的本质目标是城市建设与自然和谐发展的生态城市:可以“弹性适应”环境改变,同时能够保持原有的水循环和生态环境。海绵城市的理念发端于自然生态的水循环过程,优先利用自然生态手段,通过生态处理的方法对土壤、绿地、生态水景等雨水,进行自然下渗、存蓄、净化和回用,转变原有的城市建设发展模式和与大规模的灰色建设理念,将城市发展与生态环境保护结合起来,全面统筹协调发展。
2.2.1 生态性
自然界中的河流、湖泊、湿地等生态体系使之尽量维持在城市建设开发前的自然状态,达到地块开发前后水文条件不变的要求,实现低影响开发的目标。海绵城市的多项雨水设施如绿地、土壤渗透、屋顶绿化、生态水景都具有绿色生态的属性,对维护城市生态平衡,维护国家和地区的水生态安全,保持城市生态多样性都有着重要的意义,其打造的不仅是一块“城市海绵”,更是一块“绿色海绵”。因此,自然生态是海绵城市的一大特征。
2.2.2 弹性
弹性是海绵城市的一个本质特征。所谓弹性,主要针对的是将所有降雨量均匀、大面积地收集到城市的每个角落中,通过多种雨水调蓄收集手段,应对不同降雨量的天气。强降雨时启用所有的调节容积,弱降雨时只启用普通调蓄设施,具有良好的“弹性”[3]。当强降雨来临时,海绵体起到了一定的缓冲作用,降低了灾害的破坏性,将雨水均匀地收集到城市中。同时,城市需要水资源时,又可将收集的雨水释放加以利用,因此弹性与释放相呼应,是海绵城市的主要特征。
2.2.3 低影响开发模式(离散式)
海绵城市强调了分散式的源头控制的特征。改变原有的集中收集污水及雨水、集中处理、集中回用等集中式模式。庞大的管网、大型处理厂都难以应对暴雨带来的灾害,目前很多城市仍然是这样的现状才会出现“城市看海”的景象。海绵城市就是要求雨水分散地收集在城市中大大小小、形态各异的城市海绵体中,不仅能有效降低暴雨灾害的损失,同时补充地下水。因此,海绵城市是从原先雨水集中后直排到分散式蓄留的一种理念的转变,是低影响的开发模式。
3 海绵城市的雨洪管理规划
城市海绵体具有吸收雨水的功能,形式多种多样,存在于城市的每个角落。海绵城市规划建设是一项系统工程,所涉及方面和达成的目标是复杂多样的,不能依靠单一的学科知识或理论体系完成,因此是一项综合复杂系统的工程。建设海绵城市不仅需要园林相关的规划设计,还需要城市绿地系统规划,更涉及到城市市政建设设施的规划和实施。
3.1 综合规划
城市的水生态循环系统是一个整体,单一的规划或按小区域进行设计无法形成安全的、完整的水生态系统。因此,海绵城市的雨洪管理规划不仅需要水利专业的专业技术,还需要其他相关专业相互配合,包括园林、城市规划及环境工程专业等。雨洪管理系统不再是单一方面的排水管网、处理设施等专业内容,而是包括城市中的水体、道路、建筑、绿地、场地等多方面系统相结合。它们在海绵城市建设体系中相互协调共同作用,所以建设海绵城市体系必须全面综合的规划,连接各个专业及学科,对城市的水生态系统进行综合分析并提出对策,从而解决城市水资源缺乏以及暴雨时的城市内涝和水质污染等多方面雨水问题。
3.2 控制径流的源头及污染
在源头处控制径流的产生和污染是实现海绵城市的关键措施。通过生态基础设施的建设,在降雨时收集雨水,例如城市中的绿地、场地、道路、建筑屋顶、渗透地面的源头处,使用多种措施来过滤、处理、储存雨水。充分利用土壤和植物对雨水的渗透、吸收作用以控制和处理径流,从而消减城市的排水问题。尽量维持场地与开发前的水文特征相同,降低硬质铺装面积,保护场地内的开放空间,缓解暴雨时雨水地表径流带来的排水压力,并确保能够下渗补给地下水资源。同时,将场地雨洪管理技术设施与景观设计相结合,提高渗透效率,既发挥景观的生态功能,又改善生态环境。
关键词:公园绿地;海绵城市建设
由于我国人口基数大,所以虽然我国的淡水资源占有率能够排在世界前列,但是人均淡水拥有量却非常少。而近年来很多地方也会产生干旱缺水现象,为了缓解这种现象,我国开始大力开始进行海绵城市建设,以此来达到节约水资源,保护环境,缓解干旱的问题。然而,在进行海绵城市建设的过程中,遇到了很多的问题需要解决。
1公园绿地中海绵城市建设所面临的问题
1.1对水资源利用的不合理性
城市对于水资源的合理利用是建设海绵城市的一项重要任务。而就目前为止,我国许多城市在海绵城市的建设中对水资源的利用还是存在很大不合理性。当有大量降雨情况时,不能做到对其雨水进行合理的收集,降低了水源的利用率。同时,在对生活用水、工厂用水等污水的排水设施上,也未能进行合理的净化安排,造成河水、地下水都受到一定程度的污染,感染干净水源,不利于生态环境的保护。
1.2受到传统的清扫方式的影响
对于海绵城市建设来说,公园绿地系统有着非常重要的辅助作用。但是,在进行公园绿地系统的建设时,由于一些细节问题,会对海绵城市建设所收集的水源造成一定的污染。那就是,当进行日常的清扫时,传统的清扫模式会有可能将道路中的污垢扫进绿化带,这样就会对海绵城市建设时所收集的水资源产生污染,不利于海绵城市的建设,限制了它的发展。同时,也降低了公园绿地系统对于海绵城市的辅助成效,所以,看似简单的清扫问题也可能会成为海绵城市建设发展中的一块绊脚石。
1.3建设海绵城市的制度规划不够完善
对于海绵城市建设来说,需要有完善的规划制度才能够使海绵城市的获得更好的发展。虽然我国对于大部分的海绵城市建设都给予重视,但是对于规划制度的建设还是不够完善。而,不完善的规划制度,会大大制约海绵城市的建设速度与质量,不利于对水资源的充分利用,同时也不利于生态环境的保护事业的发展。
1.4建设海绵城市的管理人员综合素质不高
由于海绵城市概念是近些年来新出来的城市建设概念,所以我国对于海绵城市建设的人才还是非常短缺的。而人才的短缺,导致建设海绵城市的管理人员综合素质不高,没有过硬的专业知识进行支撑,就不能将海绵城市达到其应具有的成效。除此之外,由于工作人员不能深刻对海绵城市建设进行理解,所以间接的就会降低他们的工作热情和工作效率。而海绵城市的主要建设人员就是这些工作人员,工作人员的工作热情度和积极度会直接影响海绵城市的建设进度。同时,由于人员综合能力不高,不能真正将公园绿地系统的建设与海绵城市建设相融合,公园绿地系统不能充分发挥其价值,辅助海绵城市的建设。
1.5在海绵城市建设中,对污染物的监测力度不够
由于海绵城市建设,主要是对雨水的收集与利用。而进行利用的水资源不能保证其污染程度,这对于海绵城市的建设是一大弊端。我国在海绵城市的建设过程中,对于公园绿地中的污染物监测力度不够,导致对污染物的数据较少,不能尽量准确的判断出水源的污染程度,从而确保最后所收集的水资源是否干净,能否供认使用。这在海绵城市建设的过程中,也是一个不可忽视的重大问题。
2加快海绵城市建设的方法策略
2.1加强对水资源的合理利用
在我国进行海绵城市建设过程中,由于水资源利用不合理,造成了很多不必要的麻烦。在此时,加强对水资源的合理利用是极其重要的[1]。只有科学合理的对水资源予以利用,才能真正缓解缺水问题,同时还能提高我国人均淡水拥有量,加速海绵城市建设的脚步,成为海绵城市建立的推动力。
2.2改变清扫道路的模式
由于传统清扫道路的模式会将许多污垢带入绿化带中去,这就会使得在绿地系统的辅助下开展的海绵城市建设出的水资源受到污染[2]。如果收集出来的水资源受到污染的话,就不能供人们进行日常使用,降低了水资源的利用率,不利于海绵城市建设的发展,不能够达到预期的效果。只有改变清扫方式,降低污垢进入绿化带的可能性,就会大大降低水源被污染,确保海绵城市建设的质量,促进我国海绵城市建设能够获得又好又快的发展。
2.3对海绵城市建设制度的完善
没有完善的管理制度,就不能使得海绵城市建设工作有条不紊的展开,让海绵城市建设工作起到事半功倍的效果[3]。制度的完善,会让许多看似疑难的问题变得清晰。科学合理的建设制度,不仅能够让工作更好的完成,还能促进工作员工的工作积极性和工作效率,能够充分利用自己的优势,发挥出自己的真正价值,为海绵城市的建设贡献一份力量。
2.4定期对员工进行综合培训
由于海绵城市建设的专业性人才相对而言比较稀缺,所以,使得我国部分城市在进行海绵城市建设的工作人员的专业素质不高,大大限制了海绵城市建设发展的步伐[4]。所以,应该开展定期的培训,而培训内容不能仅仅受限于专业知识,还应该加强他们的职业责任感、应对紧急状况的心态等内容。注重于提升工作人员的综合素质能力,这样才能在面对未知的困难时,能够迎难而上,不退缩,不畏惧,做好属于自己的工作,为海绵城市的建设添一份力,促进我国海绵城市建设的发展。
2.5加强对污染物的监测力度
当污染物污染了水资源后,会使得水资源指标不合格,导致不能供需要的人们进行使用,降低了使用率。如果不加强对污染物的监测力度,海绵城市建设所收集的雨水污染指标就可能出现不合格现象。所以,加强对污染物的监测力度,是海绵城市建设过程中比不可少的一个步骤。只有加强了对污染物的监测力度,才能确保收集的水资源指标合格,缓解缺水问题,促进海绵城市建设的发展。
3结束语
公园绿地中海绵城市的建设是一项能够节省水资源,保护生态环境的事业。这份事业对于我国的发展来说,有着非常重大的意义。所以,只有通过完善建设制度,提高员工素质,加强监测力度等方法才能使得海绵城市真正为人们所用,成为一项益民的好事。与此同时,还能尽最大的可能,提升我国人均的淡水拥有量,推动海绵城市的发展,促进经济的繁荣。
作者:施岳军 单位:昆山市千灯镇绿化管理所
参考文献:
[1]马韩乾.园林绿地中海绵城市建设分析[J].江西建材,2016,05:241.
[2]刘朝彪,吴相利.“海绵城市”构建规划实施策略分析———以哈尔滨市群力雨洪公园为例[J].边疆经济与文化,2015,04:3~5.
关键词:低冲击开发;海绵城市;雨水利用;排水管理;综合利用模式 文献标识码:A
中图分类号:TU99 文章编号:1009-2374(2016)33-0109-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.33.054
随着我国改革开放步伐不断推进,城市化进程明显加速,尤其是近年来施行的“城镇化”战略布局,进一步促进了城市基础建设的发展,但是相应的城市洪涝灾害、雨水径流污染、城市排水污染、水资源面源污染以及水资源匮乏等问题严重制约城镇化发展,对我国城市生态和谐发展提出极大的挑战。为了从根源上解决城市排水管理与水资源匮乏问题,有效提高雨水利用率,节约城市水资源,对城市生态环境进行妥善管理与改善,我国提出了“海绵城市”发展理论,从而通过充分利用雨水资源,解决城市水资源污染与匮乏难题。本文结合城市排水管理和面源污染处理技术的发展趋势,探索了“海绵城市”理论在城市生态和谐规划和建设中的实践应用。
1 低冲击开发雨水模式理论
低冲击开发雨水模式又称为低影响开发雨水模式(Low Impact Development),是20世纪90年代由美国西雅图、波特兰市等城市共同提出的一种城市水资源保护与改善方案。低冲击开发雨水原理是通过设计小规模的、分散的水资源源头控制,从而对城市强降雨所产生的径流、面源污染进行有效处理,并且使开发区实现开发前与开发后的水文环境和循环状态基本相似。低冲击开发雨水模式是一种以城市生态环境为基础,以城市发展与建设为依托,实现雨水径流控制与雨水开发利用的综合管理。
低冲击开发水模式的核心在于如下三点:(1)以城市生态环境为根基,实现城市发展与自然共生;(2)以雨水尤其是暴雨径流源头管理为主,实现雨水资源再利用;(3)充分尊重和利用本地区的地貌特征、水文环境、气候类型等自然特性,尽量减少对本地区的环境扰动与破坏。城市建设是一项源于自然、依赖自然,但又不断改变着自然,对自然进行重新设计的工程。为了保证城市的健康发展,必须实现城市建设与自然发展动态平衡,低冲击开发雨水模式就是尽可能减少城市原有环境的破坏,实现城市雨水资源有效控制与利用。
相关统计数据表明,低冲击开发雨水模式能够有效减少城市暴雨径流的30%~80%,延迟暴雨径流峰值约5~30分钟,从而对城市抗洪防涝,减轻城市排水网络压力,均起到重要作用。相比传统的雨水控制与开发模式,低冲击开发雨水模式更加侧重与自然环境的和谐发展,因此更适合科学发展观的城镇化发展战略,为我国城市生态和谐规划提供重要依据。
2 “海绵城市”理论
“海绵城市”理论源于行业内惯用“海绵”来比喻城市排水及雨水吸附能力,随后采用“海绵”描述城市或土地调整雨水积蓄的能力,因此“海绵城市”概念在学术界得到广泛的应用。尽管对“海绵城市”的定义并不一致,但是“海绵城市”理论的核心思想都是旨在城市的洪涝调节能力。近年来,国家越来越重视“海绵城市”理论的研究与应用探索,先后在2014年和2015年了《海绵城市建设技术指南》《海绵城市试点工程建设指南》等官方文件,大力推动了我国海绵城市的探索与实践。“海绵城市”理论是在低冲击开发雨水模式、水敏感性城市规划等理论基础上发展而来的综合性城市生态规划与建设理论,为城市雨水管理、生态规划与建设、自然发展等提供重要支撑。“海绵城市”理论将城市水环境和水生态作为根基,重点研究基于水环境和水生态的跨地域、跨尺度的城市规划与建设等系统性问题。城市水问题的根本在于水生态环境整体功能的失调,例如大量的雨水没有进入预定的排水网,而是形成城市内涝;水体面源污染问题严重等。因此,“海绵城市”理论不单单关注水资源本身,而是综合考量水资源环境、水生态系统、水资源基础设施、城市排水网络等,并结合多种具体技术指导城市建设。
传统城市建设中雨水处理侧重于雨水单向管理,即雨水过多时通过城市排水系统将城市内涝积水排到周边管渠,甚至直接排放到农村简易沟渠,以牺牲周边地区为代价达到雨水管理目的。雨水过低甚至干旱时,综合利用周边水资源引入、人工降雨等缓解城市水资源匮乏。因此,传统城市雨水管理模式浪费了大量雨水资源,而解决洪涝或干旱问题时,通过周边沟渠的排出与引入,又会增加城市水资源面源污染风险。“海绵城市”在应对城市洪涝和干旱等环境变化时,具有良好的弹性,能够利用各种自然环境的优势,抵消自然环境的劣势。城市雨水过多时海绵城市能将多余的雨水资源吸收、过滤、净化,存储,实现雨水资源再利用;城市干旱时可通过释放存储的雨水资源缓解城市干旱,同时降低城市对周边地区水资源的依赖程度。所以“海绵城市”在处理城市雨水资源方面具有独特优势,通过自然途径和人工基础设施干预,可进一步提高城市防涝抗旱的能力,对城市生态发展具有重要意义。
3 低冲击开发雨水模式在“海绵城市”理论城市规划中的实践
低冲击开发雨水模式与“海绵城市”理论在处理雨水资源方面具有一致性,而且“海绵城市”许多实现的途径必须依靠低冲击开发雨水技术,因此二者对城市规划与建设具有重要影响。自从低冲击开发雨水理论和“海绵城市”理论提出后,我国已经开展了相关技术试点工程,如北京中关村生命科学园、黑龙江哈尔滨群力国家湿地公园、天津桥园湿地系统、秦皇岛滨海生态修复城市海绵系统等,通过试点工程的建设与实施,进一步验证了低冲击开发雨水模式和“海绵城市”理论的正确性和可行性。本小节将结合我国城市规划和建设实际情况,探索基于低冲击开发雨水模式在构建“海绵城市”中的应用。
3.1 城市道路规划
城市道路是城市交通运输的“大动脉”,是城市发展的重要支撑,因此城市道路规划对城市发展具有重要意义。城市道路越来越宽阔,一旦遭遇暴雨,道路面水流量较大,道路及周边垃圾等污染物随雨水流动,极易造成面污染,对城市雨水资源产生影响。另外,暴雨导致城市内涝,道路积水严重,会严重影响城市交通,尤其是在恶劣天气下将会对城市居民带来不便。因此,城市道路规划是关乎城市生态健康发展的关键。
利用低冲击开发雨水模式对城市道路进行规划,在保证城市道路畅通和基本功能的基础上,要加强道路两侧及周边绿化建设,通过建设道路绿地、透水路面、低冲击开发雨水树池等,减少道路雨水流量,增强道路吸收雨水能力。利用道路周边绿化带建设下凹的海绵系统,促进雨水径流进入海绵系统,并对雨水进行过滤、净化和存储。绿地的应用,有效控制了道路雨水污染,从而提高了城市雨水环境和质量。
构建新型透水路面,可提高暴雨径流渗入城市道路海绵系统的能力。透水路面要优先考虑应用在人行道,同时配合使用低冲击开发雨水模式树池,这样可保证暴雨后人行道雨水径流能在较短时间内彻底排干,方便行人雨后行走。在城市道路污染严重的地段,要慎重考虑透水路面的使用,道路海绵系统要强化雨水过滤和净化功能,提高道路污染下雨水的水质。
3.2 城市水系统规划
城市天然雨水常用的净化场地主要有湿地、河塘、湖水等,利用天然水系净化雨水不仅净化效果显著,而且不需要过多人工建筑设施的干预,在城市规划和建设中节约成本。在海绵城市建设中,城市水系统是一项重要的基础性建设。利用城市现有的湿地、河塘、湖水等水系统作为雨水净化场,将城市广场、绿地、公园等建设成具有一定城市雨水存储和过滤功能的雨水滞纳场地,形成完善的城市水系统。
为实现城市水系统的作用,需要从以下三个方面入手:(1)严禁居民或相关单位私自填埋城市低洼河沟和小型池塘,防止因河塘填埋造成城市防洪抗旱功能下降。对于已经填埋的池塘或河沟,应综合考虑城市规划的需求,并结合城市生态发展的实际情况,适当进行填埋恢复及生态重建;(2)突破传统城市规划理念,开放城市广场、公园、绿地等设施的建设,尽量将这些设施与城市水系统构建联系,提高城市广场、绿地、公园等公共场所的雨水吸纳与排水能力,形成城市水系统的重要辅助支撑;(3)充分考虑城市水系统建设与周边生态环境的融合,将城市空间布局、地域环境、雨水管理等因素纳入城市水系统构建条件,在充分利用城市生态环境下推广水系统的构建与利用。
3.3 城市雨水管理规划
从微观角度来看,低冲击开发雨水模式在城市雨水管理中主要是依赖水生态基础设施的建设。以城市河塘来说,要实现雨水管理,首先要将城市雨水径流引入城市河塘,形成城市雨水的汇集区。此外,为保证河塘的蓄水能力,还要确保具有良好的排洪渠道,而且排洪时并不会牺牲周边或农村排水系统。城市河塘还要具备雨水净化能力,这样就形成了雨水吸纳雨水存储雨水净化雨水再利用的良性循环。
在雨水管理规划中要充分利用城市各个地形的优势,达到因地制宜的雨水管理效果。在利用低冲击开发雨水模式进行海绵城市建设的过程中,要充分尊重自然,敬畏自然,良性科学地利用自然,注重自然环境和生态环境的双重保护,实现城市的生态和谐发展。
4 结语
低冲击开发雨水模式和海绵城市理论是城市现代化规划和建设的重要进步,在生态城市的建设和实施具有重要意义。在城市规划中,充分利用低冲击开发雨水模式和海绵城市理论,构建完善的城市雨水管理系统,充分发挥城市雨水在城市水资源管理中的重要作用,为构建生态和谐健康发展的现代化城市提供理论依据。本文通过分析低冲击开发雨水模式在城市规划中的应用,探索了海绵城市建设,为推动我国生态城市建设提供有力支撑。
参考文献
[1] 邹韵.基于低冲击开发理念的城市雨水利用策略研究 [D].哈尔滨工业大学,2013.
[2] 裴古中.低冲击开发技术在城市建设中的应用[J].市 政技术,2014,32(5).
【关键词】柯桥区;排水;合理性;水资源;河道;下沉式广场
一 、引言
绍兴市柯桥区位于浙江省中北部,绍兴市北部,会稽山北麓,地处长江三角洲南翼。柯桥区位于浙江中北部地区,北部地处绍虞平原,南部紧靠会稽山脉。气候温和,四季分明,雨量充沛,降水时间分布季节性明显。属于东亚季风区,季风气候显著。年平均降雨量1469.8mm,最多年雨量为1806.2mm,出现在1975年;最少年雨量为911mm,出现在1967年。汛期主要集中在5月到10月。年平均雨日为158.6天,年最多雨日达227天;年最少雨日为134天。
防洪排涝河道整治一期工程是以防洪、排涝为主,结合改善水环境等功能的综合性水利工程,2009年被省发改委列入省重点建设工程A类项目。截止2014年底,柯桥区已建成滨海闸枢纽工程和姚家埠至滨海排涝闸17.6公里河道治理工程,完成总投资约4.5亿元。2015年以来,柯桥区水利水电局一面增强施工力量、优化施工组织,一面与相关镇街紧密配合加大政策处理力度,深入村居及时协商解决问题,进一步加快推进防洪排涝河道整治一期工程,取得了明显成效。
工程建成后,将基本形成绍兴平原排涝快速通道,使河道防洪标准达到50年一遇,治涝标准达到20年一遇最大24小时暴雨不受淹,切实增强绍兴平原的整体防洪排涝能力,优化水生态环境,促进柯桥区经济社会的可持续发展。
二 、城市排水系统
城市排水系统是一项不可或缺的基础设施,对城市的正常运行起到了重要的作用。城市排水系统与给水密不可分,共同组成了现代城市的水循环系统。城市排水系统的合理与否直接关系到了城市的全局发展,而城市排水工程是处理城市污染、城市排涝和防洪等的骨干工程。排水系统包括道路排水管网、泵站、具有调水蓄水功能的湖塘、河道以及污水处理厂等相关设施。
城市排水系统作为城市的使用设施,受到了气象、地表水位差、电力中断和排水系统规划等因素的影响。在南方一些城市中,城市排水设计过程中存在很大的不足,如城市河道设计过于拘谨,城市治水不合理,治水机制缺乏合理性。给水缺乏节水系统的控制,造成水资源的浪费。在排水过程中,经常会由于污水造成周边土地和环境的破坏,影响城市的可持续发展。
如今,我国很多城市一逢暴雨就“看海”的情况经常出现,这种现象的产生就是由于在规划初期未能对城市排水充分考虑。通常,在进行排水系统规划时要考虑排水分区、排水管网设置、可持续、与周边区域结合和加强管理体制等几方面。
三、 排水系统新理念
2012年4月,在《2012低碳城市与区域发展科技论坛》中,“海绵城市”概念首次提出;2013年12月12日,在《中央城镇化工作会议》的讲话中强调:“提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来,优先考虑更多利用自然力量排水,建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市”。而《海绵城市建设技术指南――低影响开发雨水系统构建(试行)》以及仇保兴发表的《海绵城市(LID)的内涵、途径与展望》则对“海绵城市”的概念给出了明确的定义,即城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。提升城市生态系统功能和减少城市洪涝灾害的发生。
国务院办公厅出台“关于推进海绵城市建设的指导意见”指出,采用渗、滞、蓄、净、用、排等措施,到2020年将80%的降雨就地消纳和利用。建设海绵城市,首先要扭转观念。传统城市建设模式,处处是硬化路面。每逢大雨,主要依靠管渠、泵站等“灰色”设施来排水,以“快速排除”和“末端集中”控制为主要规划设计理念,往往造成逢雨必涝,旱涝急转。根据《海绵城市建设技术指南》,城市建设将强调优先利用植草沟、雨水花园、下沉式绿地等“绿色”措施来组织排水,以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主要规划设计理念。
海绵城市建设应遵循生态优先等原则,将自然途径与人工措施相结合,在确保城市排水防涝安全的前提下,最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护。建设“海绵城市”并不是推倒重来,取代传统的排水系统,而是对传统排水系统的一种“减负”和补充,最大程度地发挥城市本身的作用。在海绵城市建设过程中,应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性,协调给水、排水等水循环利用各环节,并考虑其复杂性和长期性。
作为城市发展理念和建设方式转型的重要标志,我国海绵城市建设“时间表”已经明确且“只能往前,不可能往后”。全国已有130多个城市制定了海绵城市建设方案。确定的目标核心是通过海绵城市建设,使80%的降雨就地消纳和利用。围绕这一目标确定的时间表是到2020年,20%的城市建成区达到这个要求。如果一个城市建成区有100平方公里的话,至少有20平方公里在2020年要达到这个要求。到2030年,80%的城市建成区要达到这个要求。
四 、设计合理性――以绍兴市柯桥区为例
2015年,柯桥区实现全部工业总产值3971.83亿元,其中规模以上工业总产值3478.32亿元,增长2.5 %。全部工业实现主营业务收入3880.30亿元,其中规模以上工业实F主营业务收入3386.79亿元,增长2.9%。
实现规模以上战略性新兴产业产值939.95亿元,占比为27.0%。大纺织业实现产值2263.76亿元,增长5.4%;实现利润120.75亿元,增长16.9%。非纺业实现产值1214.56亿元,下降2.4%;实现利润69.90亿元,下降12.6%。新产品产值1139.35亿元,增长25.8 %,占规上工业产值32.8%;规上高新技术产业产值277.76亿元,增长4.0%,占规上工业产值8.0%。
结合柯桥区域经济特殊性,以合理运用城市水资源,达成现代化城市的可持续发展为目标,需要从三个不同角度去设计,在进行排水系统设计时还应充分考虑纺织产业的分布。
1. 宏观层面。
从宏观角度分析得出排水系统设计所面临的问题,相邻城市、相邻地域已不是规划区内的问题。一方面,给水安排需要围绕水源及节能、合理供水及保证溯源平衡为基础;另一方面,排水系统需要以防洪排涝及控制污染为目的。
(1)防洪排涝
防洪排涝可分为两部分,即防外洪及排内洪,外洪重在防,内洪重在排。考虑源头不同的水,也通常用不同的解决方案。城市的水一般是雨水降落产生,所影响范围不会太大。
瓜渚湖位于柯桥中国轻纺城东北,南阔北狭,南北长2公里,东西长约1公里,水面面积1.5平方公里,为绍兴平原第三大湖。瓜渚湖与大小坂湖是柯桥海绵城市的重要组成部分。柯桥河网密布,将河湖连通不仅将改善了周边区域的生态环境,也为工业及农业发展提供丰富的水源保证,对柯桥经济社会发展和水生态文明建设起到重要和不可替代的作用。从当前和未来经济社会发展及生态恢复等方面的需求来看,实施河湖连通工程意义深远,效益重大。
(2)水资源平衡
合理供水及保证水资源平衡可在一定程度上解决水资源短缺及分布不均的情况。在规划城市建设时,必须考虑水资源供需是否平衡。合理供水可改善水质,节约资源,推动供水行业发展。
(3)污水处理
污水集中处理,水质水量稳定,但建管道总费用高,设备庞大,耗能大,技术和管理水平要求高。污水分散理优点与缺点共存,如何将污水集中处理和分散处理相结合,二者取长补短显得尤为重要。
2. 中观层面。
本层面有承上启下的作用,其重心主要在于城镇及片区的给排水系统(包含并不限于中心城区的给排水规划设计和污水处理厂的规划设计)。
(1)给水系统
在大多数居民及单位使用了变频装置,尤其是广泛适应了城市给水管网智能化供水设备的前提下,供水的日变化系数增大以及高峰用水量的增加导致水厂的供水工程加大,这是中观最值得注意的问题。
(2)雨水系统
雨水系统、防洪排涝和城市竖向规划三者相辅相成,市区内河通常采用五年一遇水满不外流的设计标准,洪峰相遇的概率很高,而排水管道的出流往往也是高压性的。因此,雨水系统需要定期校对压力流,并且及时调整竖向标高,防止溢水情况的发生。
(3)污水系统
柯桥老城区与新城区并存,在老城区应采用分流制,而在新城区宜选用合流制。根据污水处理厂厂外管网工程实验表明,分流制需要在化粪池口开口,并选用具有专业技术的团队实施监督及施工。柯桥属于中小城市,因此也应考虑在进河流前设置截流干管,使早期雨水和污水通过截流干管都进入水处理厂,节省投资。另外,污水也可经过中水回用等处理,投入景观设施,或者运用物理及化学方法,改善水质后再使其流入内河。
3. 微观层面。
要实现可持续发展必须进行创新,运用创新思维及技术去解决问题。城市排水规划环环相扣。在微观层面,重担就要落到每一个工厂、每一个居民区和每一个排水系统的设计上。
重度耗能低量负荷的这种低形式是不符合中国现代国情的,而延时曝气的方案也会适时淘汰。而移动床、流化床、A/O工艺法均可为中国当下的发展方向。污水管道最常用材料是塑料复合管材,PE管质量好,PVC-U管使用广泛,具有较高的抗冲击性能和耐化学性能,PVC管通常用于排污管道。在施工时要分层夯实,尽量保证管道的回填质量,防止管道因回填质量的问题而变形超标。雨水属于水循环中的一个环节,若对其合理拦蓄和利用,将可以节省资金,促进生态发展。
(1)疏河道。“深淘滩,低作堰”,这是久经历史检验的治水良策。疏拓作为柯北直排钱塘江骨干河道的滨海大河,充分利用钱塘江潮位低、持续时间长的排涝优势,畅通北排通道,有效降低柯桥地区水系水位。结合清水工程和河道总体规划,疏浚拓宽柯桥所有骨干河道,如瓜渚湖、直江、东小江,整治河道上的违章建筑物和构筑物,经科学预测,此项措施可在暴雨期间降低城区水位12厘米,降低柯北水位10厘米。
(2)建设城市下沉式广场,起到分流雨水的作用。
(3)控制绿化标高,颠覆原先的绿化种植设计思路,从高于路面到低于路面,至少绿化地面与路面齐平,最好能低于周边地面标高5至25厘米,形成下凹式绿地,使绿地上的自然降水能渗入地下,减少路面径流。四是科学制定雨水径流控制标准,扩大可渗水地面面积。通过这些措施,既增强了城市排水防涝能力,又提高了城市的亲水性、透水性,对于减轻管网排水防涝压力也大有裨益。
五 、结语
在五水共治的大背景下,柯桥区坚持科学发展观,贯彻节能环保理念,加大雨水公园、植草沟、雨水调蓄池、下凹式绿地和可渗透停车场建设,分类别,科学定标准;治点线,注重抓管理;强预测,提前降水位;调蓄洪,多举措并重,在城市排水方面取得了显著成效。
参考文献
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关键字:产业更新,退二进三,腾笼换鸟,功能置换,业态调整
Abstract: Industrial function of Chinese cities in the change in re-layout and development of new thinking, and effective methods and theory. Conform to China's economic development needs of different categories of use of urban functions updated to solve the urban problems, has important practical significance.Keywords: industrial renewal, retreat into the three cage for a bird, functional replacement tenant mix
中图分类号:TU984.11+3文献标识码:A 文章编号:
1.历史的选择
90年代初以来,杭州城市进入了加速发展时期。在制造业特别是重工业加快发展的有力拉动下,杭州城市开始走出西湖周边有限区域,相继在沿钱塘江、跨江的开阔区域开辟出下沙、滨江和萧山三个国家级开发区,由此杭州拉开了大都市框架。新的开发区接受了主城转移出来的和新创设的大批制造企业,为主城实施“推二进三”提供了实际条件。这种产业布局的优化调整有利于城市产业结构顺利转型和升级,有利于城市功能的增强和地位的提升,有利于提升城市的国际竞争力。
进入新世纪以来,杭州城市产业空间布局进一步调整优化。新的产业布局适应网络化大都市建设要求,主城、副城和组团产业布局导向更鲜明、更科学;以国家级和省级开发区为主阵地的先进制造业基地加快建设,充分展现出杭州制造业的先进水平和综合竞争实力水平;城市传统工业区也经历了大规模快速更新过程,并因地制宜、因企而异,出现了“功能和空间全面更新”、“功能提升、空间更新”、“空间不变、功能提升”三种更新模式。城市更新支持了杭州女装、餐饮、软件、创意、IT等具有杭州文化特色的产业加快发展,一大批特色鲜明的功能区块也成为杭州城市更新中的焦点。
2.杭州城市功能更新方法综述
经过多年的实践,杭州逐渐形成了“退二进三”、“功能置换”、“腾龙换鸟”、“海绵效应”、“业态调整”等多种颇具地域特色的实用方法。
2.1“退二进三”
1)基本概念
就是指将老城区内的工业地块(第二产业)转化为商业地块(第三产业)的城市发展策略。而中心区高昂的地价和狭小的发展空间显然是不合时宜的。“退二进三”体现了科学的城市发展策略,是市场经济的必然结果。
2)案例解析—LOFT创意产业园
位于拱墅区杭印路49号杭州蓝孔雀化学纤维有限公司的锦纶分厂,厂区占地面积52亩。上世纪90年代末,该分厂生产设备外迁后厂房一度闲置。2002年9月起,一批设计创意公司入住到这些保留下来的老厂房内,并发展成为杭州首个创意产业集聚园区“LOFT49”。到2005年底,已有22家创意企业入住,涉及日用办公用品设计、建筑设计、女装设计、商业摄影、环境与园林设计、广告策划等多个创意门类。经国内外新闻媒体报道宣传,LOFT49已成为闻名全国的创意产业基地。初步展露出杭州创意产业与制造业良性结合的趋势;类似的设计创意产业集聚发展园区还有城北的唐尚433创意设计中心、A8艺术公社、南山路附近的 “环美院创意产业圈”和“西湖设计谷”。 (见图1)
图1杭州LOFT49
2.2“功能置换”
1)基本概念
这是一种对历史建筑和街区采取的保护结合更新的复合疗法。首先,对已有的历史建筑和街区的立面尽可能地加以保护和修缮,保留原有的城市历史和文脉。其次,搬迁急于改善居住条件的原住居民,对建筑的内部格局进行重新的设计整合,使其适应新功能的需要,比如酒店式公寓,休闲类商业或文化产业等。使街区保护与城市发展达到一个最佳的平衡点,达到点石成金、变废为宝的目的。
2)案例解析-湖滨地块龙翔里改造
龙翔里位于杭州市中心繁华地段。北临学士路,南靠平海路,东面为延安路,
西侧是东坡路,地块的西侧是利星购物广场,西南是国际名品街,东侧龙翔商品市场,南侧为西湖电影院(见图2)。于2006年正式开始改造,地块设计的
图2龙翔里地块改造-效果图
核心为保护老房子,周边则用完全新建的新建筑与老房子气质形成鲜明的对比,轻盈、简洁的立面反衬老房子的古香古色,新建建筑沿街开洞形成景框,将老建筑印在新建建筑空间之中。新老建筑有机融合。其中,建筑保护的方法分两种:一种完全保护,保留老房子真实性,保护生活的延续性,保留老房子传统风貌的完整性;另一种是局部保护,老房子在外在气质、形象、立面上保护不动等等,内部结构、空间根据新功能要求重新设计。通过功能的更新,使历史悠久的龙翔里地块重新焕发其往日的光彩。
2.3“腾笼换鸟”
1)基本概念
即在对人文生态区进行更新保护时,对原有存在的已经不能适应更新后需要的建筑、场地进行改造更新,撤离原有功能,赋予建筑、场地以适应更新后人文生态区的新功能。
2)实践案例--运河综合整治与保护工程
在京杭大运河杭州主城段一期更新改造中,杭州市市委、市政府先后三次召开专题会议,研究运河沿线企业搬迁及运河综合整治与保护开发工作。会议达成共识,要通过工业企业的搬迁,实现企业“脱胎换骨”的“二次创业”。针对运河综合整治与保护开发的具体工作,提出了对杭州汽车发动机厂、杭州一棉有限公司、杭州东南面粉厂、杭州果品市场等沿河企业的搬迁问题,同时通过出让土地改换原有场地功能,进行土地的再开发。由市投资控股公司为市运河指挥部担保贷款5亿元,专项用于“做地”投入,保障了搬迁过程中的经济问题。而搬迁后,杭汽发厂等企业的土地出让金将扣除成本后全部返还市运河指挥部,用于运河综合整治与保护开发。在最近的杭汽发厂的土地出卖中,土地拍出了36.3亿的高价,远远超出预期价格。这不仅预示着一期的更新改造工程已经初具成效(见图3),致使开发商对运河的投资前景;而且证明了通过“腾笼换鸟”的功能置换,运河已经收到了经济效益和社会效益的双丰收良好效果。
2.4“海绵效应”
1)基本概念
杭州历史街区呈现出街坊的特点,是由一条条支路将老城区分割成了大大小小的长方形街坊,而且相对封闭。善加利用相对封闭的街坊内空间,开出一条条内街,把人流吸引进去,以减轻外部城市空间不足的问题。就像海绵一样,具有很强的吸纳能力,可以有效的缓解街坊外部城市道路的通行压力,也开拓了新的商机,带动了一种新的商业形态。
2)案例解析-下城区延安路商业形态规划调整
历史街区都有一个共同的特点,那就是路网稠密,道路狭窄。在这一点上,位于杭州老城区内的上城区表现得尤为明显。杭州的老城区由于历史原因,又是城市的中心区,集中了大量的住宅和商业。随着城市的不断发展,旧有的城市格局越来越不能适应经济发展新的需要。例如杭州的延安路随着经济的发展逐渐成为了城市的核心商业街。可她却恰恰位于杭州老城的中心,尤其是最近几年,每天都面临着交通拥挤,购物空间狭窄,环境质量差的问题。政府也采取了相应的措施,道路不断拓宽,交通甚至实行了管制和单向行使,可还是无法满足发展的需要(见图4)。“海绵效应”这一概念的引入,不失为一个可行的办法。而杭州商业区内的大部分街区都具有很好的自身条件,文化底蕴丰富,地理位置优势,不会担心内部商业热度的缺失,恰好适合这种构想的实施。
图4延安路湖滨区块分类图
2.5“业态调整”
1)基本概念
这是通过政府调控机制解决沿街旧有业态与道路新的发展需要相矛盾的问题。商业是城市活力的源泉,它对于聚集人气、促进城市的发展都具有相当重要的作用。商业也不是一成不变的,当一个区域由于经济的发展和历史的沿革导致其定位发生转变时,发挥政府为主导的高效优势,依据科学的判断,更为合理地改变其配套商业的内容,也就非常有必要了。杭州的道路更新,正印证了这种判断。道路品质的提升,必然要求沿街业态品质的跟进。科学的业态调整使杭州的道路更新不仅在建筑、景观等硬件条件上,也在软件上做到了科学发展、适度超前。真正做到了综合更新、有机更新和多维更新。
2)案例解析-南山路艺术休闲街区
南山路位于西湖南侧,西至玉皇山路口,东接湖滨商业中心,全长1900多米。以“返璞归真”的现代设计理念出发,南山路已形成五个特色区块,分别是以浪漫茶吧为主的“南山情怀”、工艺字画为主的“南山撷奇”、艺术风情为主的“南山艺苑”、风味餐饮为主的“南山百味”、休闲娱乐为主的“南山寻悠”,本着“亲水、念情、忆史”的理念,南山路以得天独厚的人文地理条件,引进了世界知名连锁餐饮店、酒吧、商务会所、菜馆。其中,在“休闲南山”东侧一期业态调整将原有92家商户调整为65家,重新招商的企业中,不少是名店精品,,譬如咖啡馆类别中有连锁企业“上岛”、意大利“贝尼尼”;酒吧汇集闹与静的不同风格,引进海归派开设的“DayandNight”;茶楼有老字号“翁隆盛”、柳莺苑、茶人居。这些休闲业态的引入,一改原来的南山路封闭单一的酒吧街形象,更为接近安逸休闲的特质,为来自各地的游客提供了多种消遣的选择。(见图5)
图5南山路
3.结语
【关键词】生态旅游城市湿地生态文化生态环境资源保护
湿地是地球上三大重要生态系统之一,被誉为“地球之肾”和“天然物种库”,是保障国家生态安全和经济社会可持续发展的重要战略资源。城市湿地作为一个特殊的生态系统,具有重要的生态环境和社会服务功能,在城市的环境调节、资源供应、灾害防治,以及人居环境美化等方面都有着不可或缺的作用。随着人口的剧增,城市化的快速发展,导致城市湿地面积急剧减少,并且呈现出严重破碎化和生态急剧退化的趋势,严重地影响了城市的生态、人文和人居环境。从生态文化的视角科学认识湿地,合理开发和保护湿地资源体系,是实现城市可持续发展面临的重要课题。
一 城市湿地的概念及其特点
由于湿地性质的复杂性、种类的多样性和分布的广泛性,科学界对此至今还没有一个统一的定义。国际上使用比较广泛的是《湿地公约》中关于湿地的定义:“湿地系指不问其为天然或人工、长久或暂时之沼泽地、泥炭地或水域地带,带有静止或流动,为淡水、半咸水或咸水水体者,包括低潮时水深不超过6米的水域。”这是一个以管理为目的的广义的湿地定义。从定义可以看出,湿地是一类既不同于水体、又不同于陆地的特殊过渡类型生态系统,为水生、陆生生态系统界面相互延伸扩展的重叠的生态交错带,最突出的特征是由水因素主导的生态系统。
城市湿地是一个新的概念,诞生也就十来年,它是城市化进程中针对日益恶化的环境提出来的。对于城市湿地的内涵有多种理解,但其共同的观点是:城市湿地是分布于城市(镇),受城市影响,在生态学属性、景观格局和功能服务等方面已明显不同于自然湿地的人工、半人工或城市建设中残留的自然湿地。由于湿地类型多样,城市湿地包括了城市区域之内的海岸与河口、河岸、浅水湖沼、水源保护区、自然和人工池塘,以及污水处理厂等具有水陆过渡性质的生态系统。
城市湿地是以自然景观为主的城市公共开放空间,与乡村或荒野的“自然湿地”相比,具有三个方面的特点:一是社会和生态服务功能为主。物质生产功能弱化,非物质生产功能相对增强。二是安全防护地位突出。由于城市人口聚集、经济发达,城市湿地在环境调节和自然灾害防控方面的意义更为突出。三是文化教育优势体现。提供体闲娱乐和环境教育方面服务。因此,城市湿地是城市生态基础设施或绿色基础设施的重要组成部分,是城市生态安全的保障和城市文明的象征。城市湿地保护与恢复不仅影响到城市的水安全和生态安全,而且可以充分彰显城市特色,提升城市文化品位。
二 城市湿地体现的生态文化价值
城市湿地分布在城市及其周边地区,与其他城市系统不同,具有人与自然和谐共处的特殊功能,从生态文化方面总结,具有较高的环境保护、观赏游憩和文化科学等价值。
1.生态保护价值
湿地和绿化系统共同构成城市之“肺”,是城市生态系统的重要组成部分,在生态保护方面具有不可替代的作用。湿地在控制防洪和净化水质中发挥着重要作用, 是蓄水防洪的天然“海绵”,在降水季节分配和年度分配不均匀的情况下,通过天然和人工湿地的调节,避免洪涝灾害发生,保证城市生产和生活水源的稳定供给。
对于整个城市来说,湿地的蒸发可调节区域小气候,减少城市的“热岛”和“干岛”效应。据观测,湿地蒸发是水面蒸发的2~3倍。蒸发量越多,导致湿地区域气温越低。强烈蒸发还可导致近地层空气湿度增加,从而降低周围地区的气温。同时,通过湿地植物的吸收可以改善城市空气质量,降低噪声。利用湿地的水净化功能建立与污水处理相配套的湿地系统,不仅能有效地净化污水,同时还可利用污水中的水肥资源促进水生植物的增产,节约资源,使城市污水再生利用或资源化,达到良好的生态、经济和社会效应。
2.观赏游憩价值
城市湿地作为一种生态系统和景观类型,水体、坡岸和陆地相结合的水陆镶嵌格局,使城市具有显著的景观特异性,体现出城市的景观多样性,表现出赏心悦目的自然风光,让人感觉舒适怡然,满足人们的亲水心理。城市湿地一般来说是城市中自然环境受人干预最轻的区域,是城市居民和旅游者回归自然的良好场所。无论是在湿地公园中散步、骑车、划船和其他健身活动一般都能得到比城市其他空间更佳的健身效果。
城市湿地景观中的水体以其活跃性和穿透力成为景观组织中最富有生气的要素,集中体现了城市深厚的文化积蕴和丰富的物质文明。在人类活动的作用下,它不仅是单纯的物质景观,更是城市中的文化景观。通过对湿地特有文化资源的发掘和更新,能够很好地保护城市的文化生态。以城市河流水系为景观构架,建造和发展湿地斑块为镶嵌,能够充分展现水系交融、绿色辉映的生态网络。利用湿地建设的滨水景观能给人以强烈视觉效应的滨水景象。通过节点的对位、景观通道的引导,形成有韵律的空间序列,使湿地空间结构与城市整体空间结构相呼应。
3.文化科学价值
[关键词] 广东省 水资源 水安全
[中图分类号] F205 [文献标识码] A [文章编号] 1004-6623(2017)03-0033-04
[作者简介] 周余义(1986 ― ),湖南永州人,综合开发研究院(中国 . 深圳)可持续发展与海洋经济研究所助理研究员,研究方向:区域经济,人文地理;张静超(1986 ― ),湖北襄阳人,综合开发研究院(中国 . 深圳)可持续发展与海洋经济研究所助理研究员,研究方向:产业经济。
水安全问题通常指人类在社会生存和经济发展过程中,改变了水文循环平衡,降低了水质,从而引发水危害的问题。广东水资源丰富,但受时空分布不均、环境污染以及气象灾害等多重因素影响,也面临着多方面的水安全威胁。尤其是在人口、经济不断向城市密集区集聚,水资源空间失衡加剧,城市水安全愈发脆弱的背景下,建立系统化的水安全应对策略具有重要意义。
一、广东水资源及用水概况
1. 水资源概况
广东河流众多,降水充沛,水资源总量丰富,常年值约为1830亿立方米,是我国东部地区水资源总量最大的省份。2015年,广东水资源总量为1933.4亿立方米,约占全国水资源总量的7%,仅次于、广西、四川和江西,居全国第五。人均水资源量为1792立方米,处于全国中等水平。
2. 用水变化情况
近10年来,由于用水效率大幅提升和用水结构的优化,广东用水总量总体呈现先升后降态势,用水总量控制取得了显著成效,为缓解水资源供应压力发挥了积极作用。2015年,广东用水总量为443.1亿立方米,相比2006年减少16.3亿立方米,相比2010年的最高值减少26亿立方米,相当于深圳2015年用水量的1.3倍。
从用水效率来看,2015年,广东人均综合用水量、万元GDP用水量和万元工业增加值用水量分e为411立方米、61立方米和37立方米,相比2006年分别下降了16.8%、65.1%和65.7%,与全国同期相比分别低7.6%、32.2%和36.5%。受此影响,广东用水结构也发生了较大调整,突出表现在工业用水量的快速下降。2006~2015年,广东工业增加值由12518.6亿元增长到30259.5亿元,增长了142%,但工业用水量由135.6亿立方米下降至112.5亿立方米,减少23.1亿立方米,占全省用水总量的比重由29.5%下降至25.4%。
二、广东水安全面临
“两大失衡”和“三大风险”
(一)两大失衡
广东是我国东部地区水资源最丰富的省份,但受自然地理环境和气候条件的影响,水资源的开发和利用长期存在两大失衡。
1. 空间分布失衡
水资源空间分布失衡,突出表现在资源分布重心与城市社会经济重心偏离和区域内部供需差异显著两方面。一方面,珠三角作为广东城市社会经济发展的重心所在,集聚了全省54%的人口和79%的经济总量,但水资源总量仅占不到全省的1/3,而山区、西翼及东翼①则占有全省69%的水资源,资源分布重心与城市社会经济重心严重偏离。
另一方面,区域内部供需差异显著。2015年,全省21个地级市中,水资源总量最大的为清远,达284.6亿立方米,是用水量15倍;而深圳水资源总量为18.5亿立方米,用水量达19.9亿立方米,需要依靠大量的境外引水来满足城市发展需求。
2. 降水时间失衡
降水是广东水资源的主要来源。广东的降水量主要集中在汛期(4~9月),导致大多数降水以洪水形式出现并流入大海,无法调蓄成为可利用的水资源而浪费,水资源开发利用率难以提升。从多年统计的平均值来看,广东水资源开发利用率为24.7%,若包括上游入境水量,则为10.8%。其中,东江(含珠江三角洲)28.6%,粤西诸河22.0%,粤东诸河21.7%,韩江21.4%,西江20.4%,北江10.2%。
(二) 三大风险
受区域经济发展、水环境污染及气候条件等多重因素影响,广东水安全面临三大风险。
1. 水质性缺水风险
随着经济发展和人口增长,在用水量大幅增长的同时,入河废污水排放量也在大幅增长。2006~2016年的10年中,全省入河废污水排放总量达930亿吨,年均排放量达93亿吨,使全省大部分河、湖、库均受到不同程度的污染,特别是珠三角城市周边的河涌、河段,大部分已被严重污染,水环境面临严峻的挑战,部分地区面临严重的水质性缺水危机。2015年,全省各流域水功能区中,东江的达标率最高,为62%,其余均在50%以下,最低的为粤西诸河,仅为27.4%。水质性缺水已成为广东最重要的水安全问题。
2. 资源性缺水风险
受水资源时空分布失衡和区域经济与人口规模分化的双重影响,广东部分区域正面临着日益加剧的资源性缺水风险。从水资源总量与用水量的变化关系来看,目前全省面临资源性缺水风险的区域大概可以分为三个层级,第一层级是用水量已经超过或十分接近水资源总量的区域,包括深圳和中山两市;第二层级为随着用水量的增加,在将来一段时间内有可能会超过水资源总量的区域,包括佛山、东莞和广州3市;第三层级为水资源总量相比用水量盈余较大,难以遭受资源性缺水风险的区域,包括汕头、珠海、湛江、揭阳、云浮、潮州、茂名、江门、汕尾、惠州、梅州、阳江、肇庆、河源、韶关和清远16个市。
3. 洪涝灾害风险
广东濒临南海,是西太平洋台风登陆中国的主要地区,台风、暴雨、风暴潮等灾害发生频繁,受洪涝灾害风险较大。近年来沿海市积极推动滨海新区建设,进一步加速了城市社会经济发展重心沿海布局的趋势,使沿海地区洪涝灾害的风险不断加剧。2015年,全省共遭遇了26场次强降雨和3个台风、1个热带低压正面登陆或严重影响。其中,5月,全省强降水天气异常频繁,出现了该年以来强度最强、范围最广、持续时间最长的降水过程,降水量达474毫米,较常年同期显著偏多84%,粤北、珠三角和粤东均出现不同程度的洪涝灾害,直接经济损失约18.7亿元。
三、提升广东水安全保障水平的五大对策
一是强化全省域的水资源统筹调配。立足全省水资源分布情况及用水区域差异,建立城市水资源管理计算机模型,对城市水资源进行信息化管理,以应对复杂多变的水资源变化情况,为城市水资源管理提供信息支持。加强对重点缺水城市的水资源供应保障,以深圳、中山等资源性缺水风险较高的城市为重点,积极推进跨流域、跨区域的引水工程建设,完善以流域和区域为单元的蓄、引、提、排、灌、供、用协调统一的水资源配置网络体系,将水资源丰富而用水相对较少地区的富余水量充分利用起来,增强城市供水保障能力和应急能力,缓解区域内资源性缺水压力。
二是加大水资源保护力度。创新水资源保护思路,建立系统化的水环境保护体系。制定和完善水功能区划,分区分级加强水功能保护,强化对流域水功能区分区、分段治理,坚持“边控制、边改善”,稳步改善各流域水功能区达标状况。加强对严重污染河流和城市河段的综合整治,积极推进“源头控制,末端治理”相结合的水污染治理方式,逐步减少入河废污水排放量,实现“水量”和“水质”的双重提升。
三是建立雨洪资源化利用体系。大力推进城市雨洪资源化利用工程,选择试点城市,积极推进“用户―支管―干管”一体的雨洪资源化利用体系建设,逐渐在全省范围内建成路径完整、接驳顺畅、运转高效的雨洪水收集输送系统。加快推进新建城区和旧城改造区的污水管网建设,推动污水管网与片区开发同步规划、同步建设,从系统上考虑片区上下游排水配套设施的建设与完善,严格实行雨污分流,提升雨洪资源化利用水平。
四是推广完善再生水利用体系。制定再生水利用实施计划,实施再生水利用示范工程,将建设污水再生回用设施和铺设再生水管道纳入城市建设和发展的总体规划,以六河流域为重点,坚持厂网配套、管网优先、建管并重的原则,完善再生水利用设施。将再生水生产企业纳入再生资源回收行业,给予相应的政策支持和鼓励,鼓励再生水技术的自主创新。科学制订企业使用自来水、再生水、河网水和地下水的价格标准,形成有利于节约用水、分类用水的价格体系。
五是积极推动海绵城市建设。完善海绵城市建设标准规范,积极引导新老城区开展海绵城市建设,全面增强城市排水防涝能力。对全省范围的易涝点进行全面普查,有效结合城市更新,有计划地实行海绵化改造,逐步实现小雨不积水,大雨不内涝。城市新区应坚持高标准,落实严要求,加强海绵城市的整体设计,实现与周边地形、水系、道路、市政设施的衔接,打造一批海绵城市示范工程。
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Abstract:Water resources are both basic natural resources and strategic socio-economic resources. Guangdong Province is the most economically developed province in China. Water safety is a major strategic issue related to the sustainable development of Guangdong Province. According to the analysis, it is found that the total amount of water resources in Guangdong Province is abundant, and there is a large surplus relative to the limited water consumption. However, due to the superposition of multiple factors, water security is facing a double Challenge such as “two imbalances” and “three risks”, on this basis, the paper puts forward five countermeasures to improve water security in Guangdong Province.
关键词:黄土高原;水土流失;城市内涝
中图分类号:TU986
文献标识码:A文章编号:16749944(2017)01007407
1引言
黄土高原多年来的水土流失和风沙问题,一直困扰着当今中国,这不仅是民生问题,更是关乎我国西部地区经济发展社会进步的重点问题。
1973年我国在陕西省延安市的安塞县建立了安塞水土保持综合试验站,是科技部国家重点野外台站和中国科学院生态系统研究网络终点站,为我国黄土高原地区生态保护问题提供了有效的实验支持和科学依据。多年来关于黄土高原水土保持和生态环境建设,我国做出了巨大努力,曾与多国合作共同开展研究。为有效防治黄土高原水土流失我国先后实施了一系列水土流失重点防治工程。
近年来,国家进一步加大财政投资,为黄土高原水土流失综合防治和生态状况提供了重要的支持。据《中国科学报》统计,截至2011年,黄河流域累计治理水土流失面积近23万km2,从20世纪90年代末黄河流域土地植被覆盖率低于10%增长到约30%。
众所周知,黄土高原是西北地区最为棘手、最难治理的区域,它的困难不仅是由于涉及面积区域之广,更在于气候自然条件的影响下其独特的地理特征,与我国其他地区有所差异。黄土高原地区的治理关乎整个西北地区的经济发展以至整个中国的经济发展。
2黄土高原区域地貌分析
黄土高原是世界上最大的黄土堆积区,也是世界上独一无二的自然地理区域,位于中国中部偏北。黄土高原地区的黄河流域西起日月山,东至太行山,南靠秦岭,北抵阴山,横跨山西省、山西省、甘肃省、青海省、宁夏回族自治区与河南省等黄河中游七省的50个地(市),317个县,全区总面积约64.2万km2,其中水土流失45.4万km2。黄土高原平均每年输入黄河的泥沙量达16亿t,是我国甚至全世界上水土流失最严重、生态环境最脆弱的地区。
2.1黄土高原成因与分类
2.1.1黄土高原区域位置
黄土高原具有特殊的自然生态特征。它是世界最大的黄土高原,在中国中部偏北,包括太行山以西、秦岭以北、青海日月山以东和长城以南的广大地区,面积约40万km2,海拔1000~1500 m。除少数石质山地外,高原上覆盖深厚的黄土层,黄土厚度在50~80 m之间,陇东、陕北厚达150 m,最厚的地方达200 m。由于历代战乱、盲目开荒放牧及乱砍滥伐导致高原的植被遭到严重的破坏,加之黄土的土质疏松,水土流失极为严重,形成“千沟万壑”的黄土地貌(图1)。
2.1.2黄土高原历史成因
新生代早期,全球性气候变暖,我国各地区包括黄土高原的早第三系地佣喑屎旎蚯澈焐,说明当时气候比较炎热。早黄土形成于不同的气候条件下,因而有不同的外观颜色。综合黄土高原黄土剖面颜色在垂向上的变化,自下而上大体可以分为4个主要颜色段:第一段,浅红黄色段;第二段,棕黄色段;第三段,灰黄色段;第四段,褐黄色段。黄土颜色自下而上由红黄―棕黄―灰黄―褐黄的变化。
更新世时期,干旱气候开始显著。到全新世,黄土高原则明显地旱少雨的气候所控制,北部向沙漠化方向演化。在整个第四纪时期内,黄土高原的古气候环境的主要变化时期是中更新世早期,中更新世晚期和晚更新世末期。
黄土高原环境的变迁,有其自然的因素,这与全球气候变化有关,但也有人的因素,如黄土高原森林的砍伐,草地的破坏,土地利用不合理造成的土壤侵蚀,导致高原自然环境恶化。文物工作者和地质科技人员曾经在宁夏回族自治区泾源县、彭阳县等地发现的古生物化石研究证实,约在6000万年前,黄土高原被水所覆盖,现在的山峰则是当时水中的孤岛。
在距今6000万年前,地壳发生剧烈断块式上升与下降,到了距今24万年前,六盘山、月亮山等发生剧烈的上升运动。此后,随着山区间歇式继续上升,广大的丘陵区均沉积了厚度不等的风成黄土,在盆地中心或山麓地带则有冲积砾岩和黏土,大量的黄土堆积,覆盖了山坡丘陵,形成了现代黄土高原的地形地貌。
2.1.3黄土高原分类
根据地貌的形成过程和特点,可分为以下几个部分。
(1)陇中高原。一称陇西高原,位于六盘山以西,是一个新生代的拗陷盆地,属盆地型高原,海拔1500~2000 m。地形破碎,多梁、峁、沟谷、垄板地形。
(2)陇东、陕北高原。包括六盘山以东,吕梁山以西,渭河北山以北,长城以南的地区。也是一个盆地型高原,海拔800~1200 m。经强烈侵蚀,除少数残留的黄土塬外,大部地区已成为破碎的梁峁丘陵。其间只有少数基岩低山突起在高原之上,状似孤岛。
(3)山西高原。包括五台山、恒山以南,伏牛山以北,太行山以西,吕梁山以东的地区。它由一系列褶皱断块山与陷落盆地组成。山地有吕梁、恒山、五台、中条及太行等山,盆地有大同、忻县、太原、临汾、运城等。除河谷平原外,大部地区海拔在1000~1500 m,石质山地构成高原的主体,黄土堆积仅限于盆地及山间谷地,分布范围约占全区面积的40%。
(4)渭河平原,一称关中平原。位于渭河北山与秦岭之间,西起宝鸡,东至潼关。
2.2黄土高原地形地貌
2.2.1陕北黄土高原自然地理概况
(1)地形地貌。黄土高原由黄土丘陵、黄土台塬和石质山组成,地面地形破碎,地形落差普遍,一旦遇上大雨或暴雨,黄土受坡度的影响特别容易坍塌,故不利于水土保持。
从地形上来看,黄土高原北方是我国内蒙古高原,东面是华北平原,西边是广大的西北内陆地区和青藏高原,黄土高原大面积地区黄土覆盖,境内形成了黄河中游重要的自西北向东南流向的黄河支流,主要有渭河、泾河、洛河、汾河。这些河流汇入到黄河,形成一些小平原,平原地带土壤肥沃,农业发达,特别是渭河平原和汾河谷地,是黄土高原人口最密集,农业最发达的地区。
(2)气候水文。黄土高原的位置位于我国东部沿海和西北内陆之间,处在我国来自太平洋的东南季风和暖湿气流向西北吹送的通道中,故气候带有明显的过渡性,为我国东南沿海温暖湿润的季风气候向西北内陆干旱气候过渡的半湿润、半干旱的温带大陆性气候。区内从东南向西北依次为暖温带半湿润气候、半干旱气候、干旱气候。
(3)土壤植被。黄土是第四纪以来经过风的吹扬、搬运、堆积形成的,黄土疏松多孔,粉沙质,质地均一,垂直节理发育,因而易被冲刷,加之其所在的黄土高原地区降水在年内降水高度集中,多暴雨,特别容易造成严重的水土流失。广大的地面被长期冲刷形成众多的沟谷,沟谷切割地表形成黄土高原特有的黄土塬、黄土墚、黄土峁。这几种黄土地貌的共同特点是黄土层的边缘被流水强烈冲刷、切割,不同之处在于黄土塬顶部平坦、黄土墚顶部狭窄成长条,而黄土峁是孤立的黄土丘,根本原因在于它们处在不同的发展阶段。在黄土高原这种干燥、半干燥的气候条件下,这些粉尘相互之间的结合并不紧密,所以黄土具有多空隙、结构疏松的特点,并且垂直节理发育明显。
这样的黄土层比较透水,颗粒小又决定了黄土容易溶于水,黄土的这些特性,使黄土高原特别容易受流水的侵蚀作用。地表光秃,缺少植被的保护。植被具有良好的涵养水源,保持水土的作用。大面积的植被覆盖对防止水土流失,保持土壤肥力,调节气候具有重要的作用。而目前我国黄土高原森林覆盖率不足10%,远低于世界平均水平,高原绝大部分面积是支离破碎的黄土,风沙漫卷,暴雨来临泥沙俱下,加剧了水土流失。
(4)资源基础。黄土高原煤炭资源丰富,人类的修路、开矿等工程建设破坏地表。黄土高原人口众多,煤炭资源特别丰富,开发煤炭资源是当地经济发展的重要内容。但这些经济活动不可避免地破坏地表,甚至导致永久性的不可恢复。
2.2.2黄土高原人文地理概况
(1)人类活动。自秦汉以来黄土高原经历了三次滥伐滥垦。 第一次是秦汉时期的大规模“屯垦”和“移民实边”开垦。这次大“屯垦”使晋北陕北的森林遭到大规模破坏。
第二次是明王朝推行的大规模“屯垦”,使黄土高原北部的生态环境遭到空前浩劫。据考证,明初在黄土高原北部陕北(延安、绥德、榆林地区)和晋北大力推行“屯田”制,竟强行规定每位边防战士毁林开荒任务。从这里不难看出,明代推行“屯田”制对环境破坏之严重。
第三次大垦荒是清代,清代曾推行奖励垦荒制度,垦荒范畴自陕北、晋北而北移至内蒙古南部,黄土高原北部和鄂尔多斯高原数以百万亩计的草原被开垦为农田,使大面积的土地沙化,水土流失加剧。
并且黄土高原地区存在着显著的人地矛盾,人多地少,生a方式落后。黄土高原农垦历史悠久,人口众多,随着人口的不断增长,人多地少的矛盾日益突出,加剧了人类破坏性和毁灭性的开发。导致森林日益减少,土壤日渐贫瘠。
现在,黄土高原地区总人口1.08亿人,其中农业人口7333人,占总人口70%以上。据 2008 年统计,国民总产值1.85万亿元,农民人均纯收入3196元。人口密度为167人/km2,相当于全国平均水平的122.9%,人地矛盾更加突出。
(2)河流交通。黄土高原地区面积大于1000 km2的直接入黄支流有48条,其中水土流失严重、对干流影响较大的支流有洮河、湟水、庄浪河、祖历河、清水河、浑河、杨家川、偏关河、皇甫川、清水川、县川河、孤山川、朱家川、岚漪河、蔚汾河、窟野河、秃尾河、佳芦河、湫水河、三川河、屈产河、无定河、清涧河、昕水河、延河、汾川河、仕望川、汾河、泾河、北洛河、渭河、伊洛河32条支流,以及内蒙“十大孔兑”。
总的来说有的地方交通发展不错(如汾水谷地等),但是大部分地区交通不发达。西安、太原、宝鸡等地是铁路枢纽。
(3)民俗文化。黄土高原群山连绵,沟壑纵横,北有横山、北于山,西有子午岭,东南有黄龙山,形成一马蹄形。地势西北高,东南低。石器时期气候湿润,经考古发掘仰韶文化遗址内容十分丰富。相传少典族居住在陕甘交界处,与有乔氏互通婚姻,生下黄帝和炎帝。黄帝居姬水,为姬姓;炎帝居姜水,为姜姓。他们中许多部落顺着河流移动,发展到黄河中游,后来称华夏族。
以陕北黄土高原为例,陕西剪纸形式多样:一是单色剪纸,二是色纸拼贴剪纸,三是点彩剪纸,四是渗染剪纸,五是纸塑窗花,六是剪纸熏样。陕北以单色剪纸为主,造型简洁质朴、注重夸张变形,传承着古老的审美情趣和造型观念。在内容上多以动物花草为主。据说孔圣人教化天下,唯独遗漏了陕北,所以创造性极强,喜怒哀乐表现的淋漓痛快,极具个性。在陕北的靖边、安边、定边,人们称“三边剪纸”,剪纸变成了另一种风格,纤细入微,小巧玲珑,小中见大,刻画精到。打出的 “ 乐乐 ” 细如针尖,剪出的线细如发丝,剪纸粗犷,又不同江南的工巧、写实。据考证,三边原是边关重镇,朝廷常派南方将领在此地镇守,他们带着家眷在这里生活,也带来了水乡的民间文化,与当地古拙的民间艺术相结合,产生了独特的三边剪纸(图2)。
3黄土高原现状分析
3.1山体滑坡
黄土高原地区由于地质地貌条件复杂,山、塬、丘陵面积分布广泛,滑坡灾害较多。目前黄土高原水土流失面积约50万km2,其中土壤侵蚀模数大于5000 t/km2的严重土壤流失面积约14.5万km2,是当今世界上水土流失最为严重的地区之一。为了建设良好的生态环境,防止滑坡侵蚀发生,必须加强滑坡侵蚀的研究。
3.3.1滑坡形成原因
(1)大气降水、地表水、生产生活用水的入渗,河湖水倒灌,地下水等在山体内,增加了坡体重量,增加了下滑力。同时,浸泡软化易滑地层,使抗剪强度大幅度降低而产生滑动。
(2)工程活动可以破坏坡体。在坡体上由于建筑、倾倒、填方、筑堤等增加荷载引起边坡超载,增加荷载使坡脚压力增大,使斜坡支撑不了过大的质量而失去平衡,沿软弱面下滑。
(3)地震使斜坡承受的平衡应力发生改变,还会造成地表形变和裂隙增加,降低岩土的力学强度,触发滑坡的滑动和促进滑坡体的形成。
3.1.2滑坡预防措施
滑坡可造成严重的工程事故,因此,在工程建设中应采取积极措施加以预防。其防治原则是及早发现,预防为主;查明情况,对症下药;综合整治,有主有次;治早治小,贵在及时;力求根治,以防后患;因地制宜,就地取材;安全经济,正确施工。
3.2水土流失
《汉书・沟洫志》对黄河水沙有“河水重浊,号为一石水而六斗泥”的记述。黄河年均输沙量为16亿t。世界上年均输沙量超过1.0亿t的大河中,黄河的年输沙量及平均含沙量均位居首位。长期以来严重的水土流失所造成的沟壑纵横的特殊地貌以及黄土自身抗侵蚀性弱等特殊因素造成了黄土高原独特的水土流失格局,水土流失区多年平均侵蚀模数为4100 t/km2(图3)。
图3典型泥石流示意
3.2.1水土流失自然因素
黄土高原土壤侵蚀具有明显的区域分异特征,这种区域分异特征是自然因素和人为因素的综合反映。
(1)地质与地貌因素。黄土地貌类型主要有黄土塬、黄土梁、黄土峁和各类沟谷。在以黄土塬为主的地貌类型区,土壤侵蚀方式以沟蚀为主,沟蚀量可占小流域侵蚀总量80%以上。在以黄土梁峁为主的黄土丘陵区中,晋西、陕北等地坡面侵蚀和沟谷侵蚀都很严重,但沟谷地的产沙量仍占主要部分。陇中地区谷间地面积较大,坡度较小,坡长较大,土壤侵蚀方式以坡面侵蚀为主。长城沿线和高原北部地区,间地、丈地、掌地、墒地等地貌类型分布广泛,它们目前正受沟谷溯源侵蚀影响,形成以坡间为主的独特现代侵蚀类型区。无定河上游及其以北的黄土丘陵区,地表有零星沙丘覆盖,沟谷中广泛出露中生代石砂岩和泥页岩,风蚀、水蚀和重力侵蚀很活跃。坡度陡峻是黄土高原地貌的又一重要特点。坡度的陡缓不仅决定土壤侵蚀的强弱,在临界坡度以下土壤侵蚀以面蚀和沟蚀为主,超过此坡度则重力侵蚀活跃,发生滑坡、滑坍、泻溜侵蚀。
(2)气候因素。黄土高原的年降水量变化为200~700 mm,具有由东南向西北递减的特点。黄土高原降水的季节变化很大,主要集中在夏季,其次是秋季。大部分地区5~9月份的降水量占年总量的70%以上,其中又以7、8月降水量最多,可占年总量一半左右。该地区暴雨历时普遍较短。暴雨多发生在6~8月份,空间分布有由东南向西北递减特点。这些特点对土壤侵蚀特征的时空变化产生了深刻影响。
(3)土壤因素。黄土高原地区分布最广的黄绵土,它常与黑垆土呈复式区分布。黄绵土是该区最主要的耕作土。黄绵土的形成过程一方面是黄土耕种熟化过程;另一方面又是侵蚀为主的地质地貌过程。目前除了少数地势平坦、侵蚀微弱的地点外,黄土高原绝大部分地区的土壤都属于侵蚀性黄绵土。
(4)植被因素。黄土高原的植被种类较多,现有的森林主要分布在高原东南和岩石或土石山区,大面积的黄土地丘陵区和黄土塬区仅在村镇附近有零星的树木,非耕地上只有稀疏草灌。子午岭是黄土高原上黄土覆盖区森林植被保存较好的唯一地区,近几十年来同样遭到严重破坏。全区森林植被如此匮乏,土壤侵蚀剧烈发展就是不可避免的了。除森林植被外,该区的草灌覆盖度不高,天然草场的覆盖度只有25%~65%,其中,山区草地的覆盖率较高,黄土丘陵和黄土塬区较低。由于过度放牧和滥垦、滥伐、滥挖(挖药材)等影响,大部分草场都向沙漠化方向发展。
3.2.2人为因素
长期以来,黄土高原的人为破坏方式主要有3种:一是陡坡耕垦;二是滥砍、滥伐、滥樵和滥牧;三是乱挖、乱堆、乱放。其结果是破坏植被,破坏土体结构和破坏原有地貌形态。
(1)陡坡开垦。黄土高原地区的人口迅速增加,人口增长必然导致天然林、次生林的破坏和耕地的扩大。尤其是陡坡地的不断开垦也迅速加剧了该区的水土流失。
(2)矿产资源开发利用。矿产资源开发对振兴国民经济具有重大意义,但对生态环境特别是土壤侵蚀和河流泥沙将带来深刻影响。黄河中游大型煤田,地处多沙粗沙产区,又多处于暴雨中心地带,水土流失本来就非常严重,而煤炭的大规模开采,铲除地表原有的稀疏植被,占用破坏土地,移动大量岩石土体,造成地表土层松动,地下砂岩性物质堆积地表,这些新翻动的岩土,在风雨作用下极易风化成碎屑,并伴以滑坡、崩坍等重力侵蚀,必将加剧水土流失。
(3)开发项目建设。随着区域工业化发展,人类活动强度增大,人为践踏、施工建设等,再加之人们的环境保护意识薄弱及管理混乱,使地表植被覆盖率下降,土壤抗蚀能力减弱以及弃土弃石乱堆乱放,可动沙源增加,所有这些都加剧水土流失。
在道路建O的施工期间,路基填挖方、取弃土、软土路基处理和桥梁建设等是公路建设的关键工程。铁路、公路建设可能损坏原有的水土保持设施,破坏当地生态环境而加剧地区水土流失;开挖坡度大或地质构造不良地段后,开挖面或填方处边坡,在雨水冲刷下易产生崩塌、滑坡而造成水土流失;施工不当或使用大量炸药爆破,造成地层松动,埋下隐患;以及施工过程中大量土、石随意堆放,在暴雨冲蚀下也极易产生水土流失。开发建设项目严重水土流失造成大量泥沙淤积河床水库,降低了水利设施寿命和防洪效率,加剧洪涝灾害。特别是近数十年来由于不合理的人类生产活动造成的水旱灾害、滑坡、崩塌、泥石流等,给国家经济和人民生活造成了严重的危害。
在人行步道和庭园中更应该增加透水铺面的设计,这样没有高载要求的基面我们可以更加注重美观性,利用许多石块、卵石、木头和许多绿色景观相结合,不但具有良好的透水效果,更有优美的庭院意境。
(3)透水管路。在城市中我们往往没有办法单纯利用绿化和透水路面来供雨水入渗,此时就需要人工设施来加速降水渗透地表以下,目前常用的设施可分为两种:①水平式“渗透排水管”;将基地降水集中与渗透排水管中后,再慢慢往土壤内入渗至地表中,达到辅助入渗的效果。透水管的材料大多是蜂巢管、网式渗透管、尼龙纱管、不织布透水管等等,利用毛细现象将土壤中的水引导入管后,再缓缓排出。②垂直式“渗透阴井”。它是垂直式辅助入渗设施,不仅有较佳的储存渗透效果,也可作为“渗透排水管”之间的连接节点,可阻拦排水过程中产生的污泥杂物,定期清除来保持排水通畅。
5.2.2城市水循环间接措施
(1)雨水花园。雨水花园也可称之为景观渗透水池,它兼具庭院景观效果和储集渗透两个优点的措施。做法通常是将水池分为高低水位两部分,低水位部分底层用不透水材料砌成,高水位四周可以用自然渗透土壤设计来做,下暴雨时可暂时储存高低水位间的雨水,然后让雨水慢慢渗透回土壤,水岸四周通常种满水生植物作为庭院景观一部分。当然,这些植物的选择也是有规律可寻,我们可以选择如美人蕉、香蒲等植物,不仅具有很好的景观效果,也同时具有净化水质的作用,这样就能够使雨水花园起到更加重要的作用,并很好地将他们应用在净水和水的再循环利用中(图5)。
图5雨水花园做法结构
5.3海绵城市建设
建设海绵城市,首先要了解海绵城市的特点和建设方法。海绵城市主要解决保障水体和水质的循环和合理应用。传统市政模式认为,雨水排的越多、越快、越通畅越好,而这样的传统“快排式”模式并没有考虑到水的循环利用。海绵城市遵循“渗、滞、蓄、净、用、排”的六字方针,较之与传统模式有以下4个优点: 排水防涝洪能力建设; 径流污染控制;水资源合理利用;生态水景景观营造。
5.3.1海绵城市建设的必要性
海绵城市的建设,不仅是为了响应国家号召,更是根据城市现状提出的可行性方案。建设海绵城市,可以大大降低城市内涝积水的问题,也改变以往城市“快排式”的水处理方式,增加水的利用循环,保障了水资源的节约与生态平衡。因此,建设海绵城市是非常有必要的,它有利于改善城市生活环境,增加水循环率,更加有效地减缓城市内涝。
5.3.2海绵城市建设的可行性
我国城市发展速度较快且人口密集,而对于土地的开发也有些过度,“城市的规模像摊大饼一样的发展”对于自然的破坏强度也更大,因此修复就更难,代价更大。建设海绵城市首先要避免几个误区,如“只重视地下不重视地上”、“只重视灰色不重视绿色”或“只重视绿色不重视灰色”。海绵城市建设首先应做好全局战略规划,应从法律体系、财税政策、管理机制、技术与产业体系、人才培养、公众参与等环节综合考虑实施。
6结语
构建海绵城市的经济效益不可小觑。海绵城市建设注重对天然水系的保护利用,大大减少了建设排水管道和钢筋混凝土水池的工程量。调蓄设施往往与城市既有的绿地、园林、景观水体相结合,“净增成本”比较低,还能大幅减少水环境污染治理费用,降低城市内涝造成的巨~损失。相对新城区,老旧城区确实面临空间条件有限、改造难度大等问题。但相比建设大型地下调蓄池、大规模改造雨水管线等方案,多添置一些“海绵体”反而更具可行性。
而针对黄土高原地区水资源问题可以应用海绵城市概念及技术,将该地区水资源合理利用起来,并保持和谐生态环境。可以根据以往建设城市方案进行改进和借鉴,建设独具特色的“海绵”黄土高原。
参考文献:
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