摘要:以城市為對象,分析城市水利用水短缺以及水生態(tài)退化的原因,提出改善水可持續發(fā)展的策略方法。通過(guò)從給水,用水以及排水等角度的分析方向,從而進(jìn)一步闡明城市水循環(huán)的改善思路。并進(jìn)一步提出了海綿城市的建設,緩解當下水循環(huán)的壓力。
關(guān)鍵詞:城市水循環(huán);改善;海綿城市
一、我國城市水循環(huán)的現況
1、資源短缺
我國城市水資源存在極其匱乏且涉及面廣的問(wèn)題,全國城市每年缺水約為60億m3,每年因缺水造成經(jīng)濟損失約2000億元。在我國,城市水資源的需求幾乎涉及到國民經(jīng)濟的方方面面,如工業(yè)、農業(yè)、建筑業(yè)、居民生活等,嚴重的缺水問(wèn)題導致我國城鎮現代化建設進(jìn)程、GDP的增長(cháng)和居民生活水平的提高都受到了限制。
2、地下水超采現象嚴重
城市用水需求持續增長(cháng),而城市水資源的量是有限的,多數城市的當地水資源已接近或達到開(kāi)發(fā)利用的上限,部分城市的地下水已處于超采狀態(tài)。當地下水開(kāi)采便失去平衡,同時(shí)會(huì )引起一系列環(huán)境工程地質(zhì)問(wèn)題。大量開(kāi)采利用水資源的同時(shí),會(huì )增大生活污水和工業(yè)廢水的排放,使地表水和地下水體遭受不同程度的污染。過(guò)量開(kāi)采地下水導致地下水位逐年下降,單井出水量減少,供水成本增加,水資源逐漸枯竭,從而產(chǎn)生地面沉降、坍陷、地裂縫等問(wèn)題。
3、水資源污染嚴重
城市區域污染源點(diǎn)多、面廣、強度大。極易污染水資源,即使是發(fā)生局部污染,也會(huì )因水的流動(dòng)性而使污染范圍逐漸擴大。目前,我國工業(yè)、城市污水總的排放量經(jīng)過(guò)集中處理的占比不到一半,其余的大都直接排入江河,對于污水的排放約束不大,導致了大量的水資源出現惡化現象。
二、中國城市化對水循環(huán)進(jìn)程的影響
天然水循環(huán)的進(jìn)程及分配方法是:水降落到地上以后,10%左右構成地表徑流,40%左右消耗于路面蒸發(fā)及填洼,大約50%通過(guò)入滲蓄存在地下水位以土壤包氣帶中,或通過(guò)重力方法補給地下水。在城市化區域,由于建筑物和地上襯砌的影響,不透水面積增大,即“城市地表硬化”,無(wú)塔供水壓力罐截斷了水分入滲及補給地下水的通道,致使地表徑流增大,土壤含水量和地下補給量減少。由于缺少補水和地下水過(guò)量發(fā)掘,致使地面沉降。二次供水設備對排水系統和城市防洪構成了更大的壓力,使城市區域不降水時(shí)氣候單調,暴雨時(shí)地面積水,影響交通和居民生活。
三、城市水循環(huán)系統的三方面先天不足
1、部門(mén)權限所限。建設部門(mén)管理的是給水處理與污水輸送及污水處理廠(chǎng)、垃圾下游輸送。各部門(mén)之間雖然各司其職,但也缺少了對完整水循環(huán)系統的保質(zhì)保量。
2、行政區域所限。位于某一流域區域范圍內的城市規劃只能在行政區域內使用資源,省界、市界乃至縣界都會(huì )成為削弱調控能力的原因,妨礙科學(xué)的水循環(huán)系統設計和建設。
3、傳統理念所限。將城市水循環(huán)系統規劃的重點(diǎn)置于給水處理、污水輸送、城區防澇和末端處理工程上,水資源、水環(huán)境、水生態(tài)一體化的水循環(huán)系統的設計不夠盡善。
四、當下水循環(huán)系統海綿城市的建設
1、首先要制定一個(gè)適合海綿城市建設的可持續發(fā)展的政策架構,因此要做一個(gè)整體的規劃設計,從整個(gè)的政策法律體系、具體的財政稅收政策、整個(gè)行業(yè)產(chǎn)業(yè)的管理以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的結構調整,甚至到技術(shù)人才的培養,整個(gè)社會(huì )的參與程度等等都需要通盤(pán)考慮。
2、進(jìn)行水資源的調查和立法工作,在匯總總結之后,積極構建整個(gè)水資源管理和使用的政策方案,可以從如何實(shí)施保障、如何劃分責任、如何籌集資金、如何進(jìn)行制度管理等方面著(zhù)手,建設完善的水資源法律和政策體系。從立法規劃指導的基礎做起,建立水域管理法規體系。省級管理應當抓住海綿城市建設概念,對全國各個(gè)省市的湖泊、江河流域、森林水系進(jìn)行范圍標識管理。各級市縣要根據海綿城市建設理念來(lái)指導城市規劃,根據這個(gè)整體建設規劃制定目標,在城市建設中留足生態(tài)綠水綠地,盡量減少硬化地面,保護好城市的原生水生態(tài)系統。
3、加快城市生態(tài)文明建設,促進(jìn)海綿城市建設發(fā)展。近年來(lái),我們的城市擴張速度很快,同時(shí)城市的地面硬化程度也在不斷增加。因此有必要對此進(jìn)行約束,可以采取相應的措施逐年減少硬化地面,同時(shí)根據這個(gè)措施制定一個(gè)相應的年化指標,每年進(jìn)行考核。對發(fā)展中的也要進(jìn)行地面硬化指標管理,避免在城鎮化工程中盲目加大地面硬化程度??梢栽诔鞘卸嘟⑾鲁潦降木G化帶或綠地,從而利用自然下沉式綠化帶可以盡快疏通雨水完善城市下水道建設。我們大多數城市的下水道建設較為落后,所以可以在城市建設地下管廊,鋪設大直徑管道排水,同時(shí)鋪設電力、電信、自來(lái)水、燃氣、廣播電視等等市政部門(mén)的專(zhuān)用管道,這樣可以避免重復開(kāi)挖路面,同時(shí)提高了消防抗災能力。
前期的海綿城市建設,可以借鑒美國的低影響開(kāi)發(fā)(LID)、巴黎“可持續城市排水系統”、澳大利亞“水敏城市設計”等做法。我們剖析這三個(gè)典型案例可以發(fā)現,我國目前的問(wèn)題相比于他們復雜得多、大得多,瓶頸也大,我們需要對自然水循環(huán)和社會(huì )循環(huán)統籌考慮,從國情出發(fā)制定符合我國建設的海綿城市。
對于海綿城市建設的實(shí)質(zhì),應該歸為城市水資源和水環(huán)境的綜合整治的這樣一個(gè)范疇,而不是一個(gè)點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)的進(jìn)行治理,采取碎片化方式進(jìn)行推進(jìn)。以自然為先導,以循環(huán)為關(guān)鍵,以功能為切入點(diǎn)。同時(shí),對于逢雨必澇的街區,采用海綿設施實(shí)現暴雨峰值的消減和錯峰,并盡可能采取雨污分流排水體制,雨水經(jīng)過(guò)滯留和凈化應就近排入水體或可利用的蓄水池等。對于黑臭水體治理,應杜絕污水直接排入城市水體,實(shí)現污水全部截流。對于目前很多城市水體污水截流后出現水體斷流的現象,污水處理廠(chǎng)應盡可能設置在內河中上游,尾水作為城市水體的生態(tài)補充水源。城市黑臭水體治理中,可以在景觀(guān)設計的同時(shí)實(shí)現生態(tài)凈化功能,利用具有凈化功能的水生植物系統,進(jìn)一步凈化污水處理廠(chǎng)尾水中的N、P,避免污水廠(chǎng)過(guò)度處理,實(shí)現節能減排。
結束語(yǔ):
如何運用科學(xué)的方法構建真正富有內涵的海綿城市,是我們每個(gè)城市建設中必須冷靜思考和認真分析面對的。我們可以學(xué)習借鑒國外的先進(jìn)經(jīng)驗彌補不足,澳大利亞的水敏城市、英國的可持續排水、美國的低影響開(kāi)發(fā),與我們海綿城市有異曲同工之處,同時(shí)借鑒任何經(jīng)驗和模式,都必須因地制宜;國內的國家級試點(diǎn)城市的探索實(shí)踐,會(huì )帶給是我們本土的模式和方法。