余世民

（安徽省安慶水文水資源局，安徽 安慶 246000）

近年來(lái)，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加快，城市常住人口激增，在這樣的情況下，城市建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，鋼筋水泥取代了原有的綠色生態(tài)，導(dǎo)致城市水文功能迅速下降，不但對(duì)水資源質(zhì)量產(chǎn)生了影響，而且使城市內(nèi)澇等問(wèn)題的發(fā)生可能加大，嚴(yán)重影響著城市的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。為了能夠有效地改善上述情況，本文對(duì)城市水文效應(yīng)產(chǎn)生的原因以及應(yīng)對(duì)策略進(jìn)行了研究。

1 城市水文效應(yīng)概述

1.1 水循環(huán)概念

水循環(huán)指的是地球上的各種水在自然環(huán)境或社會(huì)活動(dòng)中產(chǎn)生的活動(dòng)和作用，主要分為自然水循環(huán)和社會(huì)水循環(huán)兩種循環(huán)形態(tài)。

自然水循環(huán)就是地球上的各種水在自然環(huán)境下完成的循環(huán)程序。地球上的水都處于不斷轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，由于太陽(yáng)對(duì)地球的輻射以及地球自身的地心引力影響，導(dǎo)致水在、液、氣三種形態(tài)中互相轉(zhuǎn)化，并完成循環(huán)過(guò)程

社會(huì)水循環(huán)就是水資源在人類(lèi)社會(huì)生產(chǎn)生活過(guò)程中進(jìn)行的循環(huán)，人類(lèi)進(jìn)行社會(huì)活動(dòng)需要使用大量的自然水體，并在使用過(guò)程中出現(xiàn)消耗或者污染，然后再次進(jìn)行蒸發(fā)回到自然環(huán)境中，從而形成社會(huì)水循環(huán)[1]。

1.2 城市化對(duì)城市水文的影響

由于城市化進(jìn)程不斷加快，城市建設(shè)速度與日俱增，大規(guī)模的鋼鐵高樓取代了原有的植被覆蓋，導(dǎo)致城市的降水情況出現(xiàn)了很大的變化，城市表面水體的蒸發(fā)量和需水量也隨之變化。而且磚地、廣場(chǎng)、道路等區(qū)域的建設(shè)導(dǎo)致城市地面硬化情況不斷加重，地表水難以進(jìn)行及時(shí)的下滲，不但影響到了城市排水而且還危及到了城市生態(tài)健康。最重要的是城市化進(jìn)程導(dǎo)致城市水文效應(yīng)的變化，比如洪水匯集流速變快，流量變大，而且匯聚的時(shí)間大大縮短，洪峰出現(xiàn)時(shí)間不斷提前（見(jiàn)圖1）。

圖1 城市化對(duì)城市水文的影響

2 城市水文效應(yīng)產(chǎn)生的原因

2.1 城市常駐人口的迅速膨脹

隨著城市化進(jìn)程的加快，城市常駐人口迅速增加，如表1所示，2021年我國(guó)部分城市常住人口增長(zhǎng)量激增（見(jiàn)表1）。這就使得城市日常生產(chǎn)生活過(guò)程中的需水量也在不斷的增加，根據(jù)調(diào)查顯示，城市的耗水量本就比農(nóng)村的耗水量高五倍以上，城市人口不斷增加，就必須要保證這些新增人口的日常用水[2]。為了達(dá)到上述目標(biāo)，保障居民正常生活，就勢(shì)必要加大地下水的開(kāi)采，這就會(huì)導(dǎo)致城市地下水資源瀕臨枯竭，而且還會(huì)造成地面沉降等狀況。而且人口增加導(dǎo)致居住需求也在不斷增加，大量建筑的施工建設(shè)對(duì)城市水文產(chǎn)生了極大的影響。

表1 2021年我國(guó)部分城市人口增量（單位：萬(wàn)人）

2.2 城市廢水廢物廢氣的排放

雖然近幾年很多污染型工業(yè)已經(jīng)逐步向郊區(qū)或者無(wú)人區(qū)轉(zhuǎn)移，但是城市中仍存在著大量的未轉(zhuǎn)移高污染工廠。這些工廠日常會(huì)排放出大量的廢物和廢水，工業(yè)廢物、廢水在降雨后隨著雨水排入河流，會(huì)對(duì)水資源狀況造成極大的負(fù)面影響。雖然就目前污水排放總量的趨勢(shì)變化來(lái)看，污水排放數(shù)量有所下降，但是排放總量依舊十分龐大（見(jiàn)圖2）。另外，工廠在生產(chǎn)過(guò)程中排出廢氣會(huì)形成酸雨，當(dāng)降水落入土壤中會(huì)導(dǎo)致土壤酸化，使天然水體受到污染，加重了我國(guó)水資源的匱乏程度[3]。

圖2 2013～2020年我國(guó)工業(yè)廢水排放情況（億立方米）

2.3 城市化對(duì)下墊面產(chǎn)生的影響

由于城市化進(jìn)程中要進(jìn)行大量的建筑施工，比如公路、廣場(chǎng)、居民建筑等，建筑總量不斷增加，對(duì)城市下墊面產(chǎn)生了極大的影響，不但改變了地表水下滲情況，導(dǎo)致城市內(nèi)澇，而且下墊面狀態(tài)會(huì)影響到地面徑流的流量和速度，地面徑流的速度加快對(duì)地面產(chǎn)生激烈的沖刷，又導(dǎo)致水土流失等生態(tài)問(wèn)題[4]。最重要的是，城市下墊面的改變使得城市熱島效應(yīng)產(chǎn)生，導(dǎo)致城區(qū)升溫速度不斷加快，普遍高于郊區(qū)的氣溫，從而影響到城市的降水（見(jiàn)圖3）。

圖3 熱島效應(yīng)示意圖

2.4 城市化對(duì)匯水方式的影響

城市化影響到了地表徑流的正常流動(dòng)狀態(tài)。這是因?yàn)閺搅鞯膮R水方式主要受自然地貌的高度以及形態(tài)的影響，高低錯(cuò)落的地勢(shì)會(huì)導(dǎo)致徑流從上向下匯集，在此過(guò)程中將地表水滲透到地下，尤其是林區(qū)、濕地等滲透性比較強(qiáng)的區(qū)域會(huì)接受較多的徑流水量，避免造成洪澇災(zāi)害。但是隨著城市化進(jìn)程，各種水壩、水閘工程的建設(shè)抬高了原本的水位，影響了地表徑流和雨水的正常下滲，而且城市地面給排水系統(tǒng)的建設(shè)代替了自然雨水及徑流的循環(huán)，從而影響到原有的地表水運(yùn)動(dòng)距離、速度和時(shí)間，極易引發(fā)洪水災(zāi)害[5]。

3 城市水文效應(yīng)應(yīng)對(duì)策略研究

3.1 擴(kuò)大城市輻射范圍 緩解人口壓力

為了減輕城市的用水壓力和住房壓力，從而減少對(duì)水文環(huán)境造成的影響和破壞，必須擴(kuò)大城市功能的輻射，緩解人口壓力。城市之所以會(huì)吸引越來(lái)越多的常住居民，是因?yàn)槌鞘心軌驗(yàn)槿藗儙?lái)更好的生存空間。為了緩解人口涌入帶來(lái)的壓力，應(yīng)該明確大小城市的不同職能，中心城市將非核心功能下放給周?chē)鞘校{(diào)節(jié)人口流向，緩解人口壓力，從而減少對(duì)城市地下水的開(kāi)采。

3.2 控制城市工廠排放 減輕環(huán)境污染

隨著城市的建設(shè)，越來(lái)越多的工廠重工業(yè)投入生產(chǎn)，這些工廠在生產(chǎn)過(guò)程中的廢水、廢氣等廢物，對(duì)城市水文造成一定的負(fù)面影響。對(duì)于污染程度極高的工廠，要及時(shí)予以關(guān)停，如果工廠污染可控，則可以將其轉(zhuǎn)移到下風(fēng)口、河流下游以及城市郊區(qū)地帶等，防止污染排放對(duì)城市居民聚居區(qū)的水文造成影響，并針對(duì)不同行業(yè)的污染排放進(jìn)行治理，從污水排放占比來(lái)看，化工廠以及紙制品、煤礦開(kāi)采行業(yè)的占比較大。要設(shè)置污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)工廠排放情況進(jìn)行及時(shí)的審查，通過(guò)獎(jiǎng)懲機(jī)制完成對(duì)工廠污染排放的控制[6]。

3.3 增加城市植被 降低熱島效應(yīng)

只有保證城市內(nèi)部有足夠多的植被覆蓋，才能夠?qū)Τ鞘兴钠鸬椒e極的作用。我們需要進(jìn)行城市綠化，增加城市范圍內(nèi)的植物數(shù)量和植被面積，減少不必要的地面建筑施工。在進(jìn)行必要的地面鋪設(shè)時(shí)，要注意盡量不要完全依靠混凝土和瀝青等建筑材料，應(yīng)該加設(shè)一些生態(tài)綠化，即使是在停車(chē)場(chǎng)等區(qū)域，也可以適當(dāng)?shù)奶砑又脖谎b飾，緩解地面硬化。而且在城市建設(shè)過(guò)程中，除了綠化帶以外，還要留下更多的綠化通風(fēng)通道，也就是“綠楔”，從而減輕城市的熱島效應(yīng)[7]。

3.4 分析流域特點(diǎn) 調(diào)整規(guī)劃方案

為了能夠?qū)Τ鞘兴闹卫磉M(jìn)行相應(yīng)的規(guī)劃，必須精準(zhǔn)分析該流域的地質(zhì)水文特點(diǎn)。在進(jìn)行建設(shè)區(qū)域劃分時(shí)，要注意水源流域的分布情況，避免在設(shè)計(jì)施工中影響到流域的原有狀態(tài)，而且在水利工程的建設(shè)過(guò)程中，要盡量避開(kāi)對(duì)原有徑流地勢(shì)的改變；在優(yōu)化城市產(chǎn)業(yè)布局的過(guò)程中，應(yīng)該針對(duì)城市內(nèi)部不同區(qū)域的水資源情況和承載能力進(jìn)行設(shè)計(jì)，污染性企業(yè)應(yīng)該規(guī)劃在河流下游；應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)河流兩岸的生態(tài)環(huán)境保護(hù)，避免工業(yè)或生活污水排放導(dǎo)致污染，從而保證居民生產(chǎn)生活和城市建設(shè)用水[8]。

3.5 建立健全治理體系 完善水文系統(tǒng)

建立健全治理體系，要求城市建設(shè)各機(jī)構(gòu)、各環(huán)節(jié)參與到城市水文效應(yīng)治理工作中來(lái)。通過(guò)建設(shè)人工濕地、截流調(diào)節(jié)池等水文系統(tǒng)配套設(shè)施，有效地改善城市水文。成立專(zhuān)門(mén)的水文管理機(jī)構(gòu)，提高工作人員的專(zhuān)業(yè)能力和綜合素質(zhì)，對(duì)污染治理、水土保持等情況進(jìn)行全面管理，貫徹落實(shí)生態(tài)保護(hù)理念，發(fā)揮政府的指導(dǎo)作用，通過(guò)多種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段和充足的資金供應(yīng)，改善城市水文效應(yīng)的。

4 結(jié)語(yǔ)

在城市化建設(shè)速度不斷加快的今天，機(jī)遇與挑戰(zhàn)往往是并存的。為了能夠更好地保護(hù)城市生態(tài)，必須要加強(qiáng)對(duì)城市水文系統(tǒng)的管理。通過(guò)擴(kuò)大城市輻射范圍，控制工廠污染排放，減少城市下墊面面積以及建立健全水文治理體系等方式，不斷改善城市水文狀況和城市居民的生存空間。