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摘要:
首先分析了城市發展引起的水文效應,然后對城市水文及其特征進行了分析,深入剖析了城市發展給水文水資源帶來的問題,最后總結了城市水文水資源的對策,以供廣大讀者參考。
關鍵詞:
水文水資源;水文效應;城市化
1城市發展引起的水文效應
在城市發展過程中,與人類生存發展密不可分的水資源受到了嚴重影響,由于人口密度加大、建筑物增加、各種管道鋪設過多,從而造成整個城市水面積增大,雨虹徑流的下墊面因此而發生改變。另一方面,隨著城市的發展,人口不斷增多,對水的需求也在增大,而廢水和污水總量卻在不斷提升,這樣就對水分循環和水的質量產生了各種負面影響,出現了一系列的水文效應,甚至會出現溫室效應、水爐效應等.
2城市水文及其特征分析
城市水文學是為城市建設、居民生活改善等方面提供服務的新興學科,也是水文學的一個分支,包括城市發展過程中的水文效應、城市發展對水文過程作用和影響、城市供水、城市防洪、城市水資源等方面的內容,對城市發展規劃、環境保護、城市建設有著重要意義。城市水文的主要特征包括綜合性和動態性,首先從綜合性角度來分析,城市水文研究過程中需要測驗手段、站網布設、測驗方法和儀器設備等方面的支持,從而實現城市水文的分析工作。其次從動態性角度來分析,城市水文過程屬于不斷發展的過程,因為水環境總是動態變化的,所以在研究城市水文時需要根據時間的變化來分析。另一方面,在進行城市水文研究時,應該以城市水文氣象、城市水資源供求平衡、城市防洪、城市水污染控制等內容為主,然后再具體分析城市防洪的設計標準問題,對城市污水排放和處理進行統籌規劃,實現城市供水的合理調度.
3城市發展給水文水資源帶來的問題
城市發展會給水文水資源帶來很多負面效應,導致出現各種水文效應,影響人們的正常生活,存在的主要問題:
3.1對水文循環系統的影響
3.1.1降雨
由于城市發展,城市氣溫會隨之上升,特別是城市中心地帶氣溫處于最高狀態,這樣就會向城市周圍擴散,導致氣溫出現遞減,而城市與鄉村交界處屬于氣溫遞減速度最快的區域。城市熱島效應會使空氣對流運動產生很大影響,特別是最近幾年城市建設的加快,大規模城市建筑群出現,空氣運動受到了更大阻礙,空氣對流和人工熱源、城市下墊面熱力屬性等方面都會受到改變,這樣就會導致城市熱島效應更加明顯,局地降雨隨之增多。美國學者章農在城市發展對降雨影響方面有比較深入的研究,通過在多個地域布設雨量器觀測表明,如果降雨量很大時,青草地區的洼蓄量明顯高于不透水面積的洼蓄量。我國在此方面也有一定研究,比如某城市的水文資料分析表明,隨著城市發展,市區暴雨出現頻率加大,并且市區的暴雨量明顯高于郊區。
3.1.2蒸發
由于不透水面積的增多,城市地表下滲能力也在降低,并且明顯低于地下水補給量,這樣就會導致地下徑流含水量降低,蒸發量也趨于不斷減少的勢頭。另一方面,由于城市發展,建筑物密度加大,下墊面糙度加大,城市市區風速降低,并且明顯低于周圍的郊區,影響城市水分的蒸發速度,蒸發量明顯減少。
3.1.3徑流
由于城市的發展,城市原來的自然地貌和天然排水系統都出現了變化,徑流過程自然受到了一定影響:①由于出現了規模化建筑、新鋪設的道路,下墊面不透水層增加,而蒸發量降低,這樣就會導致地表徑流總量增加,出現了洪峰流量;②城市排水系統向管網化方向發展,城市排水能力提升,徑流能夠更為快速地進入管網,城市集水區域形狀發生改變,城市徑流形狀、洪峰流量等都會發生改變,結果就會造成洪量集中;③城市發展會侵占更多天然河道和洼地,洪水儲存量和泄洪能力受到影響,結果就會導致城市出現洪水時不能有效使用河道的調蓄能力。
3.2水資源的影響
3.2.1加劇水資源污染
由于城市的發展,大量人群集中到城市,從而產生了大量的生活污水、工業廢水等,如果不能得到有效處理就會嚴重污染河流、湖泊等水體。比如城市醫院的污水、垃圾堆的臟水、大型交通工具散失的費油等都會進行循環系統中,這樣就必然會導致地表水和地下水受到污染。如果江河湖海靠近城市,就會出現近岸污染帶,甚至會促使藍藻、赤潮等現象的發生,而這些都是城市發展過程中帶來的污染物積累的產物。
3.2.2水資源供需矛盾
由于城市的發展,地面不透水面積會隨之增加,而地面下滲能力降低,自然會導致地下水供給不足;各種污染物也會影響地下水,使原本就供水受限的局面顯得更為嚴重另一方面,由于城市發展會導致生產、生活加大水的需求量,而目前城市重復使用水的效率很低,所以造成水資源供求矛盾加劇。
4解決城市水文水資源的對策分析
4.1改善城市水循環狀況,建立良性循環系統
首先應該從控制城市發展規模角度入手,從而實現降低城市資源消耗、減輕城市熱島效應的目標。城市發展應結合當地自然、經濟和生態等方面的條件,將發展規模控制在一個合理的范圍內,從而做到科學規劃。控制人口增長數量是其中主要的內容,這樣能夠降低城市人為熱量的排放,減輕城市熱島效應,減輕城市雨季徑流總量。其次是在建筑物方面采用新型建筑材料,從而增加透水面積。不透水面的增加改變了城市正常的水循環狀況,所以需要增加城市綠地面積和透水磚等方式來增加城市透水面積,這樣就能夠保證徑流的下滲。綠地具有蒸騰作用、光合作用,能夠吸收二氧化碳,減緩雨水徑流的速度,增加地下水。目前我國很多城市在綠地面積和覆蓋率方面沒有達到要求,并且建筑物都采用不透水的材料,所以為了擴展城市綠化的途徑,應該增加草皮磚、多孔瀝青等透水性材料的引進。草皮磚目前在我國很多城市都開始大量使用,這一新型建筑材料開孔率20%~30%,空隙中可以種植草木,比較適用于停車場、行人道、小區等,在保障正常通行的同時還能夠延長雨水徑流時間,凈化雨水中的各種重金屬,所以需要大力普及。
4.2加強水資源管理,擴寬水資源使用途徑
我國大多數城市在發展過程中都存在高耗能、高耗水的企業,應調整市區的產業結構,將這些企業外遷,并提高資源消耗低的企業比重,實現產業技術升級。新型工業化是目前很多城市在發展過程中的重要因素,而具體安置問題需要結合城市具體情況來規劃,合理安置高耗能和高耗水的企業。另一方面,城市在發展過程中還應嚴禁填占湖泊河道,很多城市的填占河道等人為活動已經嚴重影響了原有的河床地貌,城市河流生態環境體系也隨之改變,所以城市應該認真貫徹城市湖泊保護相關條例,制定具體詳細的湖泊保護規劃,保障湖泊水系能夠正常發揮。同時還需要加強輿論宣傳,將填占湖泊的事件進行各種渠道的曝光,提升人們對湖泊的保護意識,并積極加入到對非法行為的監督隊伍中。
4.3建設節水型社會、科學治理水污染
節水型社會是城市實現可持續發展的關鍵,因此需要建立水資源市場化的管理體系,從而實現高效用水的目的。城市應該貫徹開源節流的思想,堅持節流優先,綜合各方面的措施對水資源進行治理和利用。城市面對缺水的壓力,應該堅持節約用水和加強污水處理能力的雙保險,具體包括:城市應該增強自身的污水治理能力,修建更為現代化、科技化的污水處理站;提高中水的利用率,也就是達到一定標準的再生水資源;實現江湖連通,增強湖水的自凈能力,促進水環境質量的改善。
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作者:陳奕銘 單位:河北省唐山水文水資源勘測局