郭尚其

（桂林理工大學(xué) 廣西桂林市 541004 中國(guó)有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司 廣西桂林市 541004）

城市化對(duì)水文環(huán)境的影響
——以某城區(qū)為例

郭尚其

（桂林理工大學(xué) 廣西桂林市 541004 中國(guó)有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司 廣西桂林市 541004）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不斷深入，城市的規(guī)模越來(lái)越大，大中型城市不斷涌現(xiàn)，目前國(guó)家又實(shí)施了城鎮(zhèn)化改革，在這些改革實(shí)施的同時(shí)，給城市建設(shè)也帶來(lái)了一些負(fù)面的影響，這其中比較突出的就是水資源的污染、緊缺以及洪澇等次生災(zāi)害的發(fā)生。本文筆者主要從城市化對(duì)城市水文環(huán)境的影響出發(fā)，在深入分析城市水文環(huán)境影響的基礎(chǔ)上，提出了一系列解決問(wèn)題的措施辦法，為改善城市水資源提供了參考。

城市化；水文環(huán)境；影響

1 前言

我國(guó)城鎮(zhèn)化的發(fā)展必將催生一批大中型城市，城市規(guī)模大規(guī)模擴(kuò)張的同時(shí)，人口的聚集已是大勢(shì)所趨，但城市化不僅僅體現(xiàn)為人口，更體現(xiàn)為社會(huì)服務(wù)，空間利用等方面，是一個(gè)復(fù)雜的、綜合性的過(guò)程。從目前大中型城市的發(fā)展來(lái)看，一些問(wèn)題已經(jīng)出現(xiàn)苗頭，例如：隨著城市化建設(shè)，城市不透水的面積越來(lái)越大，人們對(duì)生活用水、生產(chǎn)用水需求越來(lái)越多。同時(shí)城市污染的排放也越來(lái)越多，一定程度上對(duì)城市的水資源造成了影響，這些都是擺在城市建設(shè)面前亟待解決的問(wèn)題。

2 桂林市的發(fā)展情況

以桂林為例，近年來(lái)，在各級(jí)政府的正確指導(dǎo)下，在上級(jí)環(huán)保部門(mén)的關(guān)心下，桂林市以總量減排、污染防治、生態(tài)建設(shè)為工作重點(diǎn)，以建設(shè)美麗桂林為目標(biāo)，以生態(tài)文明建設(shè)為引領(lǐng)，以城市環(huán)境綜合整治為牽引，在城市化發(fā)展的過(guò)程中，避免與減少對(duì)城市環(huán)境的污染。2014年全年城市供水量10482萬(wàn)t，全年售水量8967萬(wàn)t，日供水能力44萬(wàn)t。城市污水處理廠(chǎng)5個(gè)，日處理污水41.5萬(wàn)m3，城市污水處理率98.4%。城市生活垃圾處理廠(chǎng)2個(gè)，日處理城市生活垃圾0.12萬(wàn)t，處理率100%。

3 城市化對(duì)水文環(huán)境的影響

3.1 對(duì)城市氣候的影響

隨著城市的不斷擴(kuò)大，城市的下墊面層也隨之發(fā)生改變，人們?nèi)罕姷纳詈偷乩斫Y(jié)構(gòu)共同作用大氣層，使得大氣的邊界層發(fā)生變化，從而出現(xiàn)溫度、氣流、降雨降雪等氣候變化，形成與毗鄰其他地區(qū)不同的氣候特征。與其他相鄰地區(qū)相比，城市的氣溫要明顯偏高。以桂林為例，通過(guò)對(duì)桂林地區(qū)進(jìn)行飛機(jī)航測(cè)，桂林市區(qū)的氣溫要明顯高于周?chē)l(xiāng)村，并且呈現(xiàn)出季節(jié)性特征，冬季這種現(xiàn)象最為明顯，并向周邊鄉(xiāng)村逐漸遞減，氣候?qū)W上稱(chēng)之為“熱島效應(yīng)”。熱島效應(yīng)會(huì)對(duì)空氣對(duì)流、水汽蒸發(fā)產(chǎn)生顯著影響，形成不同特性的降雨現(xiàn)象。同時(shí)城市的大規(guī)模建筑也會(huì)遲滯空氣的流通，影響到空氣的對(duì)流；城市的工廠(chǎng)、運(yùn)輸交通等也會(huì)使城市的塵埃比正常高出幾十倍，使得城市空氣污染的加重，成為降雨的先決條件，所以城市的雷雨天氣要明顯多于周邊的鄉(xiāng)村。所以降雨特性的改變是城市水利規(guī)劃中必須要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。同時(shí)，也要根據(jù)降雨變化合理安排好防洪澇災(zāi)害的措施，并注重加強(qiáng)對(duì)雨水的充分利用。

3.2 城市化對(duì)水資源的影響

有專(zhuān)家學(xué)者提出城市與水資源的“三個(gè)階段”理論：第一階段為初級(jí)階段，可利用的水資源量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于城市的用水量，水體的環(huán)境容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于污染量，水資源比較充足，質(zhì)量?jī)?yōu)，與城市發(fā)展起到良性循環(huán)。第二個(gè)階段為平衡階段，城市內(nèi)部天然可利用水與城市用水量保持大體平衡，或者是通過(guò)水利設(shè)施調(diào)節(jié)后，可利用水量與城市用水量大體平衡。這種供需平衡階段，水資源可以得到正常開(kāi)發(fā)。第三個(gè)階段為水資源短缺階段，就是隨著大城市人口的劇增，城市內(nèi)部天然可利用水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于城市用水量，又或者是水利設(shè)施的建設(shè)跟不上需水量的劇增，有的文章又把此階段稱(chēng)之為“以供定需階段”，城市的用水需求由供給決定，城市因?yàn)楣┧蛔愣艿接绊憽＿M(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，大城市變得越來(lái)越大，人口、工業(yè)都蜂擁而至，用水量劇增，致使許多城市跨入了第三階段，解決城市水資源短缺的問(wèn)題已迫在眉梢。一些資料和數(shù)據(jù)顯示了城市與水資源的關(guān)系，80年代，我國(guó)有200多個(gè)城市處于缺水狀態(tài)，日缺水量1200萬(wàn)m3；90年代，缺水城市達(dá)到300座，日缺水量達(dá)到1600萬(wàn)m3；進(jìn)入新世紀(jì)后，我國(guó)的缺水的城市已經(jīng)達(dá)到400余座，日缺水量達(dá)到2000萬(wàn)m3。具體如表1所示。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，城市的地表水目前已經(jīng)被利用近45～70%，地下水的開(kāi)采程度已經(jīng)到達(dá)45～85%，有的城市地下水的開(kāi)采已經(jīng)超出了允許開(kāi)采的范圍，導(dǎo)致地下水位長(zhǎng)時(shí)間得不到回填，造成地表的下陷，甚至造成地面建筑的沉降發(fā)生危險(xiǎn)。

表1 城市與水資源的關(guān)系

3.3 對(duì)水環(huán)境污染的影響

當(dāng)前，我國(guó)的水污染問(wèn)題已經(jīng)被越來(lái)越多的群體關(guān)注，直接影響著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，降低了人們的生活質(zhì)量。隨著城市建設(shè)的不斷擴(kuò)大，城市水資源的自我污染物降解已經(jīng)不能承受城市排放污染物的數(shù)量，難以達(dá)成平衡，很多的有機(jī)物難以降解，惡化了水體的質(zhì)量。全長(zhǎng)400多公里的漓江，是桂林山水之魂，也是中國(guó)旅游的一張靚麗“名片”。然而，近年來(lái)隨著城市建設(shè)發(fā)展、游客不斷增多，漓江因支流受污染，水質(zhì)受到極大影響。2015年7月20日、21日，記者在桂林市采訪(fǎng)發(fā)現(xiàn)，該市的靈劍溪、南溪河等多條內(nèi)河沿線(xiàn)，生活污水大肆直排，導(dǎo)致內(nèi)河發(fā)白、發(fā)黑，水質(zhì)腥臭，而“黑水”最終又流入漓江。2015年6月，桂林出臺(tái)漓江排污專(zhuān)項(xiàng)綜合治理方案，斥資4.6億元在內(nèi)河沿線(xiàn)建污水管網(wǎng)和泵站，下重拳治污。據(jù)權(quán)威部門(mén)統(tǒng)計(jì)，90年代，全國(guó)污水排放量約為350多億立方米，進(jìn)入新世紀(jì)，這個(gè)數(shù)據(jù)變?yōu)?80多億立方米，幾乎成幾何級(jí)增長(zhǎng)。

3.4 對(duì)水文循環(huán)的影響

所謂的水文循環(huán)就是指降雨、蒸發(fā)、徑流的全過(guò)程，城市化對(duì)水文環(huán)境的影響主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

對(duì)于降雨環(huán)節(jié)，主要體現(xiàn)在“城市熱島效應(yīng)”，章農(nóng)等人以美國(guó)圣路易州為觀(guān)測(cè)樣本，其在1萬(wàn)km2上設(shè)置了兩百多個(gè)雨量器，觀(guān)測(cè)表明，城市的降雨量相比周邊較大，城市化使市區(qū)的暴雨出現(xiàn)的頻率明顯高于周邊，降雨年內(nèi)分配呈現(xiàn)微弱的均化趨勢(shì)。

對(duì)于蒸發(fā)環(huán)節(jié)，由于城市不透水面積的增加，地表下滲能力減小直接導(dǎo)致地下水補(bǔ)給的不足，也導(dǎo)致了土壤含水量的降低，蒸發(fā)量相應(yīng)減小。目前隨著城市建筑物密度的增加，使得市區(qū)的風(fēng)速降低，這也是導(dǎo)致水氣蒸發(fā)較小的主要原因。

對(duì)于徑流環(huán)節(jié)，城市化的過(guò)程必定改變了城市原有的天然排水系統(tǒng)和自然地貌，自然對(duì)徑流產(chǎn)生比較大的影響。①大規(guī)模進(jìn)行房屋的建造，加上一些水泥瀝青路面的鋪砌，使得不透水層劇增，蒸發(fā)量和下滲量的減少，必然導(dǎo)致徑流和地表徑流總量的增加。②城市化導(dǎo)致排水系統(tǒng)的管網(wǎng)化建設(shè)不斷豐富，加快了城市的排水能力，一旦發(fā)生暴雨，徑流會(huì)很快排入管網(wǎng)，改變了原有的城市集水現(xiàn)狀，使得徑流的流態(tài)、洪水洪峰流量均發(fā)生變化，最終導(dǎo)致匯流速度增加，洪量相對(duì)集中。

4 結(jié)束語(yǔ)

城市化是社會(huì)進(jìn)步的標(biāo)志，是社會(huì)發(fā)展的必然產(chǎn)物，對(duì)水文的影響已經(jīng)成為一個(gè)重要的研究課題，要解決好這個(gè)問(wèn)題，使得城市科學(xué)可持續(xù)發(fā)展，必須采取以下幾條舉措：①合理控制好城市發(fā)展的人口規(guī)模，不得無(wú)限制的發(fā)展和擴(kuò)張。②城市的雨洪資源也要得到合理利用，這是水循環(huán)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)和組成部分，對(duì)于緩解水資源壓力，補(bǔ)給地區(qū)水資源，保護(hù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境都有著及其重要的作用，也是解決水資源危機(jī)的有效舉措和重要途徑。③逐步建立節(jié)水型城市，比如目前上海市所有廁所均用上了節(jié)水廁具，要逐步提高公民的節(jié)水意識(shí)，逐步推廣節(jié)水技術(shù)，提高水資源的重復(fù)利用率。④建立一定的機(jī)制，倒逼節(jié)水意識(shí)提高。比如當(dāng)前采取的合理水價(jià)機(jī)制，就是利用經(jīng)濟(jì)杠桿原理促進(jìn)國(guó)民節(jié)水意識(shí)的提高。還比如要加強(qiáng)環(huán)境的監(jiān)管機(jī)制，嚴(yán)格執(zhí)法，對(duì)于不符合規(guī)定的，要堅(jiān)決取締；要加強(qiáng)對(duì)污水的處理力度，要加大新技術(shù)的資金投入，使得污水的處理效益更高。⑤加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。主要是加大防洪設(shè)施和水管網(wǎng)的建設(shè)。⑥了解城市發(fā)展規(guī)劃，把握城市水文特征，編制水文發(fā)展規(guī)劃，例如在充分了解桂林市城市發(fā)展規(guī)劃、水資源綜合規(guī)劃的基礎(chǔ)上，摸清桂林市的基本情況、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、城市建設(shè)等細(xì)節(jié)，特別是城市土地利用情況。正確把握城市水文研究的特征，注意區(qū)分流域水文和城市水文的不同點(diǎn)，把城市水文看作一個(gè)大的綜合系統(tǒng)來(lái)研究。

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A

1004-7344（2016）06-0171-02

2016-1-22

郭尚其（1984-），男，中級(jí)，研究生，主要從事地質(zhì)水文環(huán)境方面的工作。