□江海涛□李永丽□李 黎(河南省水文水资源局;新乡水文水资源勘测局)
城市水景生态用水合理配置方法研究及问题浅析
□江海涛1□李永丽1□李黎2
(1河南省水文水资源局;2新乡水文水资源勘测局)
摘要:平衡社会经济发展与水景的生态用水分配以及研究生态用水在不同类型水景中的合理配置具有理论研究意义。本文分别从生态学和社会学角度分析城市水景的功能,对传统设计学和环境科学角度上城市水景生态用水配置方法进行了比较研究,分析了目前水景设计中存在的问题,为缺水条件下合理配置城市水景用水提出了建议。
关键词:城市水景;生态用水配置;方法比较
随着社会经济的发展,城市水景已经成为现代环境中的重要组成部分,城市水系随着城市发展功能更为强大,但是许多城市都面临水资源匮乏、水环境污染的现状,使得原有城市水系功能的发挥受到极大的限制,而同时城市居民对城市水景的生态环境、景观旅游等功能有了更高的要求,原有的城市水系已经不能满足人们的需求,此时人工水景以其自身的多变性和可塑性快速融入人们的生活。在水资源短缺和公众对水景需求加强的情况下合理配置水景的生态用水对城市发展尤其是缺水城市可持续水资源利用有重要的理论和现实意义。
生态用水配置是在经济社会用水大量挤占生态用水,导致生态用水急剧减少,生态环境不断恶化,已严重影响了人类正常的生产和生活的情况下,开始开展的以满足生态环境用水、保护和改善生态环境为目标,实现水资源的可持续利用的研究。主要分四个层次:流域生态用水配置研究、区域生态用水配置研究、城市生态用水配置研究、生态系统内部用水配置研究。本文认为城市水景的生态用水配置属于第四个层次的研究,是在前三个层次生态用水合理配置的基础上,在生态用水不能满足生态系统最小需水量的情况下进行的生态系统内部用水配置研究。
水景概念通常是指利用水体造景,广义上指整个城市的绿地系统所涉及的水体及水循环过程,包括城市中的河流、湖泊、湿地、景观及娱乐用水等,除了增添城市的美观外,还存在重要的生态价值。一是社会功能:城市水景作为健康、安全、舒适人居环境中最重要且不可缺少的因素而日益受到重视,城市水景不仅美化城市的环境,同时丰富了人们的视野,给人们带来的充分的视觉享受和心灵上的满足。另外城市中历史河湖在美化城市环境的同时,还兼具防洪、输配水的功能,对保障城市水环境安全有重大的作用。二是生态功能:水是生命之源,除了支撑地球生态系统的生存之外,还承载着水质涵养、吸尘降噪、洁净空气、调节空气的温度和湿度等功能。此外,大面积的水体会造成地区小气候在一定程度上的变化,对于地下水循环也有一定的平衡作用。
2.1传统设计学方法
2.1.1经验法
在园林设计中与水景水量相关的内容,依据是行业规范,即众多设计师的经验和智慧总结。长期以来水景建设将重点放在造景、特定的功能、活动设施的建设方面,相对来讲,水环境的自然性、生态性却没有得到足够的重视。而且水景设计往往要考虑到客户的预算、时间的限制、客户的要求、耐用性、维护费用、实用性、水的供应,尤其是场所的选择等,所以水景设计,唯一的准则是因时因地制宜。
2.1.2工程估算法
金儒霖在人造水景设计营造与观赏一书中谈到喷泉水池的尺寸决定于喷泉的水平射程与水柱高度,并给出了计算的公式。水景设计是一项创造性地工程,不同的设计师因为其设计理念以及对环境的理解不同,会对同一个项目有不同的认识和把握,设计的水景在形式和用水量是也会有很大的不同,这种情况造成了很大程度的水资源浪费,水景设计的用水量在量的规范性上有待完善。
为了应对水资源紧缺的现状,园林学者把研究的目光转向生态水景的设计方面。德国20世纪90年代开始兴起了生态小区雨水利用系统,将雨水利用与景观设计相结合,考虑水的循环使用。中国在生态水景设计上最成功的是成都活水公园的设计。然而目前生态水景的研究注重对水景形式的探讨,没有充分考虑景观结构和生态功能、物流和能流、景观稳定性以及生物多样性的发挥等问题。
2.2环境科学研究方法
我国在水资源配置方面的研究起步较迟,但发展很快。20世纪60年代就开始了以水库优化调度为先导的水资源分配研究。80年代以来,开展了水资源科学分配方面的基础研究,特别是在基本概念、优化目标、基本平衡关系、需求管理、供水管理、水质管理、经济机制、决策机制几个主要模型的数学描述方面的相关研究取得了较大的进展。
目前已经有很多学者针对城市河流、城市湖泊的需水量有了较为深入的探讨,但是关于水景用水配置在国内外研究较少,且多为定性的描述。
3.1城市水资源匮乏与传统配置方法不协调
我国城市水资源的现状不容乐观,普遍存在水资源匮乏,水污染严重的问题。目前,我国600个城市中有2/3的城市面临缺水,其中400多座为缺水城市,100多座为严重缺水城市。我国50%的河段、90%以上的城市水域受到不同程度点、面源污染,部分水资源被迫弃用,地下水污染也有逐年加重的趋势。
目前没有针对新建城市水景的用水配置规范,水景的水量设计没有理论科学依据。而传统设计学中经验值法和工程估算法来确定水景的用水量都没有考虑到水资源的总量,显然对于水资源缺乏的北方城市是难以满足的,从而导致用传统方法设计城市水景更加剧了城市水资源紧张的局势,不利于城市水资源的可持续利用。
3.2环境科学配置方法多集中在较大尺度
目前水资源配置的研究着眼点多集中在流域或区域范围内,运用多种模型及手段研究水资源在社会生产部门、生活部门以及生态系统中的分配,方法多样且比较成熟,但是在基本生态用水不能满足的情况下,对于配置后的生态用水在生态系统内部的二次配置研究很少,而城市水景生态用水配置正是城市生态用水的二次分配问题。
对于城市水景的用水配置更多的把焦点放在城市河湖等规模较大的已建景观上,而对于小型的景观和拟建水景的用水配置方法没有探讨,存在一定程度上的研究空白。
3.3水景用水配置方法忽视公众的需求
城市水景存在的价值就是为了满足公众的各项需求,而目前城市水景的设计一般都是由承办单位邀请设计师,根据周围的环境、设计方的要求、资金等客观方面的要求设计,没有让公众参与其中。
公众的需求应该对于城市水景的设计具有重要的导向作用。公众需要什么形式的水景观,公众对水景的需求规模等可以用来确定城市水景观的规模总量,根据城市目前可利用的景观用水以及城市水景观的规模总量确定单个景观水资源量,进而设计水景观的合理形式对于缺水城市水景观的生态用水配置具有重要的意义。
4.1优化用水配置方案
水景用水配置的研究应在传统的配置方法中考虑水资源总量的限制以及水景自身的生态需水量,根据城市水资源状况以及公众对水景的需求度设计,在强调水景观美学价值的同时考虑水体的循环、水景的生态价值,保证水景的生态完整性以及可持续发展。
4.2建立水质-水量-水生态耦合的配水模型
水资源尤其是作为景观用水的水资源,除了对水量的要求外,对水质的要求也不容忽视,而目前的水资源在各层面的用水配置都只注重水量的配置,开发出水质-水量-水生态耦合的水资源配置模型将是未来的发展趋势。
参考文献
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[3]程春娥,程卫峰、黄洁等.城市水系生态与环境的保护及治理[J].河南水利与南水北调,2012.收稿日期:2015-10-20
(责任编辑:韦诗佳)
作者简介:江海涛(1962--),男,高级工程师,主要从事水文水资源计算、分析工作。
中图分类号:TV213. 4
文献标识码:B
文章编号:1673-8853(2016)01-0015-02