陈 丽孙 青,2
(1.云南师范大学 旅游与地理科学学院, 云南 昆明 650500;2.云南省昆明市第十中学, 云南 昆明 650011)
高考试题之城市蓝化理念的应用与解析
陈 丽1孙 青1,2
(1.云南师范大学 旅游与地理科学学院, 云南 昆明 650500;2.云南省昆明市第十中学, 云南 昆明 650011)
城市蓝化是自然——经济——社会复合生态系统可持续发展的重要组成部分,对于提升城市可持续发展具有重要意义;城市蓝化在改善和保护城市环境中所起的作用称为“蓝化效应”。近年,紧随国家提出生态文明建设,城市蓝化理念在高考地理试题中也多次出现,本文举例解析城市蓝化的工程措施。
城市蓝化;城市水生态;海绵城市;蓝化效应;工程措施
城市绿地在改善城市环境、美化城市景观等方面的作用早已为大众所熟知,但与城市绿地具有同样重要作用的城市水体却常常被忽略[1]。通常把城市绿地建设称为“城市绿化”,相似的,把城市水体建设称为“城市蓝化”,将城市水体在改善和保护城市环境中所起的作用称为“蓝化效应”。
城市水体大致可以分为自然水体和人工水体两类,主要包括城市区域内的河流、泉水、湖泊、水库、池塘以及人工湖泊和人工湿地等。城市水体不仅具有调节城市气候、增加空气湿度、吸附尘埃、涵养绿地、补给地下水、保护生物多样性等生态功能和改善城市生态、美化城市环境、提供休闲健身场所、调蓄城市内涝和防治雨洪灾害等社会功能,还具有水上航运、生产动植物产品、发展旅游业等经济功能[2]。
针对城市雨水资源浪费、内涝及雨洪灾害接连发生的现状,国家高度重视城市水资源开发利用和城市水环境建设。通过调整城市发展战略与改变基础设施建设思路,在城市发展规划中纳入雨水开发利用、排水防洪、控制径流污染等城市水体建设措施,积极开展海绵城市、“雨水花园”等新形态城市建设[3]。
城市蓝化是自然——经济——社会复合生态系统可持续发展的重要组成部分,主要通过开展城市水生态设施建设,实现扩大水面积、保护水生态、提高水质量、美化水环境、开发水经济等目标,改善城市水生态功能,进而提升城市可持续发展能力。[4,5]近年,紧随国家提出生态文明建设,城市蓝化理念在高考地理试题中也多次出现,涉及有关城市水循环及城市水体和植被生态的相互影响的内容,本文举例解析城市蓝化的工程措施。
1.因地制宜、统筹规划、科学制定城市蓝化计划,构建“海绵城市”
受地形地貌、降水等因素的影响,南方城市气候湿润,降水充沛,水资源十分丰富,较容易实现城市蓝化;北方城市干旱少雨,水资源短缺,实现城市蓝化的难度较大。且受环境温、湿度的影响,冬季水体对环境的改善和保护作用相比夏季弱,所以在不同区域实施城市蓝化时,需根据具体情况制定方案。如,在北方冬季时可将一些小面积、小区域的人工湖泊、池塘等水域的水抽存于水库中,当夏季到来时,实行水域放水。这样可以节约水资源,又不影响城市水体发挥对城市的一系列重要作用。
城市蓝化工程的实施需要政府支持、科学规划,建立相应管理机构,形成统一规划和领导、职责明确、管理规范、高效运作的指挥体系。制定科学和行之有效的城市蓝化工程实施计划,为城市水体系统的长远发展制定科学规划。全面实施城市水体建设,实现城市水体蓝化,改善城市生态。
近年来,随着城市化进程的加快,城市建筑密度增加,硬化铺装面积增大,城市绿地面积紧缩等导致城市环境劣化,城市雨水下渗不畅,我国多地城市出现“遇雨看海”的情况,引发城市雨洪灾害。2014年,借鉴美国等在应用低影响开发技术进行雨水径流管理方面所取得的先进管理经验,结合我国国情提出构建“海绵城市”,保障城市建设与自然水文平衡发展。
【试题链接1】
(2016年上海高考地理试题六)“海绵城市”是指城市能够像海绵一样,下雨时蓄水,需要时“放水”。
11.上海建设“海绵城市”,除能够提高地下水位外,对地理坏境产生的影响还有
A.加强城郊间热力环流 B.防止海水倒灌
C.减缓地面沉降 D.减弱酸雨污染
12.上海建设“海绵城市”可以采取的措施之一是
A.退耕恢复湿地 B.铺设防渗路面
C.完善排水系统 D.增加绿地面积
【试题解析】
海绵城市的建设,利于雨水下渗,补充地下水,抬高地下水位,减轻因地下水过度使用而出现的地下漏斗区,利于减缓地面沉降;城郊间热力环流是大气运动,与水运动无关;酸雨是酸性污染物质湿沉降,与海绵城市无关;海水倒灌是因过度抽取地下水或河水水位下降导致,海绵城市是下雨时蓄水,需要时“放水”,不能减缓因河水水位下降导致的海水倒灌。
增加绿地面积,可有效地增强雨水的下渗,利于下雨时蓄水,利于植被吸收,利于海绵城市建设;上海市本身耕地少,导致城市内涝的主要原因是硬化地面,退耕恢复湿地,是有限的,不能很好地实现海绵城市建设;铺设防渗路面不利于雨水下渗;完善排水系统,加速地表径流下泄,不利于雨水收集。
2. 整治城市自然水体,完善城市水系网络
对城市自然水体如河流、湖泊等,在充分保护其自然形态的基础上进行清洁整治改造,清理污染及河道淤塞物,清除杂草、树木、违章建筑等阻水障碍,改善水质和水流条件,实现水体自然蓝化。完善城市中水体系统的连通,主要湖泊、一级河道、再生水河道连通循环,形成城市循环水系。[6]
3.增加人工水体面积
规划修建人工湖、池塘、水库等人工水体,扩大城市水体面积,使城市蓝化效应得到最大发挥,起到调节区域小气候、净化空气,改善城市生态环境和居民生存环境的重要作用。例如,山东日照市对城市废弃采石坑进行了改造,建成了七彩湖、碧霞湖、紫烟湖等城市湖泊公园。既能收集雨水,又为城市绿化提供灌溉水源,改善了城市生态环境的同时,还为市民提供了亲水空间。[7]
4.实施雨污分流、雨水收集工程
我国主要受季风气候的影响,大部分城市有集中降水的季节。但是由于城市缺乏蓄水的水体,而且现代城市建设导致不透水面积增大,雨水下渗不畅导致雨水流失量增大,水循环系统破坏,使自然水循环严重受阻。有的雨水甚至直接汇入排污管道,被直接浪费掉。当旱季到来时,城市河流沟渠却又呈现干涸、缺水状态。
我国近年来也非常重视“雨水利用”、“低影响开发”,通过“渗、蓄、滞、净、用、排”等措施来实现对雨水径流从源头、中途到末端的全面控制。以最大程度恢复自然的水循环过程。
所以,首先要实行雨污分流,建立雨水收集的集水系统设施,结合城市蓝化工程建设蓄水水体面积,将城市雨水收集利用,避免将雨水直接排入下水中,造成浪费。例如雨水通过落雨管、倒立水口等汇聚储存在人工湖中,进行再利用。可以用来浇灌城市绿地,还可以通过生态透水砖铺设的地面渗入地下补给城市地下水。同时也可以为城市景观水体补充和汇聚水源。雨水收集是实现城市蓝化的重要途径。
为保障城市建设与自然水文平衡发展,借鉴美国等在应用低影响开发技术进行雨水径流管理方面所取得的先进管理经验,我国于2014年提出构建“海绵城市”和“雨水花园”。[8]其核心是合理控制城市下垫面的雨水径流,通过减少城市硬化路面、增加铺设生态透水地面、倡导绿色屋顶、雨水储渗池及雨水回用设施等措施,使雨水就地消纳和吸收利用,发挥滞洪作用,利用生物滞留设施减少雨水径流污染。
【试题链接2】
(2015年全国新课标卷第1-3题)雨水花园是一种模仿自然界雨水汇集、渗漏而建设的浅凹绿地,主要用于汇聚并吸收来自屋顶或地面的雨水,并通过植物及各填充层的综合作用使渗漏的雨水得到净化。净化后的雨水不仅可以补给地下水,也可以作为城市景观用水、厕所用水等。图1示意雨水花园结构。据此完成下列小题。
图1
1.铺设树皮覆盖层的主要目的是:
A.为植物提供养分 B.控制雨水渗漏速度
C.吸附雨水污染物 D.保持土壤水分
2.对下渗雨水净化起主要作用的填充层是
A.树皮覆盖层和种植土层
B.种植土层和砂层
C.砂层和砾石层
D.树皮覆盖层和砾石层
3.雨水花园的核心功能是
A.提供园林观赏景观 B.保护生物多样性
C.控制雨洪和利用雨水 D.调节局地小气候
【试题解析】
雨水花园模式的底部为砂层和砾石层,铺设此层利于让经过上层土层处理的雨水下渗,并把渗下的雨水导出流走。故该雨水花园地下部分含水量变化很大,为保证地表植物生长,必须保持土壤合适的水分条件,覆盖树皮可达到此目的。雨水下渗后种植土层和砂层可对雨水起到过滤作用,达到在一定程度上净化雨水的作用。
雨水花园的核心功能是增加雨水的下渗量并回收利用雨水,同时因减小了地表径流,可有效起到降低暴雨后城市内涝的频率和程度。
5.加强污水治理和节水管理
对城市已被污染的河流、湖泊等水域实行综合整治。改善水质,防止水生生态系统结构和功能的退化。(1)阻断污染,禁止工业废水、生活污水向城市水域的排放。(2)分片建污水处理厂,加强污水处理能力,实现达标排放。注重再生水的建设和利用,将再生水用于河湖景观补水、城市绿化、道路清洁、建筑施工和生活杂用等,提高再生水利用率。(3)节约用水,加强宣传,提高居民节水意识。(4)强化日常监管,遏制乱弃、乱排、乱占等现象。招募员工进行水域生态的管理和维护,为城市蓝化工程实施提供保障。通过源头治理,去污还清,实现清水长流。
6.城市蓝化与城市绿化紧密结合
城市水域和城市绿地,二者的紧密结合为城市拥有良好的生态环境发挥极其重要的作用。城市水域可以浇灌和涵养周围的绿色植被,而植物的蒸腾作用则会增加城市空气中的水分,湿润的空气也可以促进降水,进而协助城市的水循环。城市绿地系统对雨水径流的控制率达到30%~40%,能够有效控制雨水径流污染,对天然降水起到过滤、净化的作用。[9]
推广雨养型屋顶绿化系统,能够有效对雨水进行源头截留。据调查研究,10厘米厚的绿化屋顶能够截留15~30mm的降水。而我国南方大部分城市,如成都、重庆、南昌、杭州、长沙等城市都有屋顶绿化。
城市行道树木地面铺设生态透水砖,就是雨水就地渗蓄自灌,节约人工灌溉成本和绿化养护,下渗补给地下水,对雨洪起到减流、控污的作用。
【试题链接3】
(2014年山东卷第45题)(地理——环境保护)阅读材料,回答问题。
植被浅沟常布置在城市道路两侧,不透水地面的周边和大面积绿地内等处,可与城市雨水管网或集水池相连,其表面一般种草进行覆盖。图2为植被浅沟示意图。
图2
指出植被浅沟在资源利用和环境保护中的作用。
【试题解析】
该题从资源利用、环境保护两个大方面进行回答。从图中的水平方向的箭头可以答出收集雨水,从向下的箭头可以答出增加下渗,补充地下水,减轻城市内涝。滤网可以起到净化雨水的作用。“其表面一般种草进行覆盖”可推断出美化环境(调节小气候)。
【试题链接4】
(2014年全国新课标II第6-7题)降水在生态系统中被分为蓝水和绿水,蓝水是形成径流的部分(包括地表径流和地下径流);绿水是被蒸发(腾)的部分,其中被植物蒸腾的部分称为生产性绿水,被蒸发的部分被称为非生产性绿水。
6.下列河流中,绿水比例最大的是( )
A.塔里木河流域 B.长江流域
C.雅鲁藏布江流域 D.黑龙江流域
7.在干旱和半干旱地区,下列措施中,使绿水中生产性绿水比重提高最多的是( )
A.水田改旱田 B.植树造林
C.覆膜种植农作物 D.修建梯田
【试题解析】
根据材料信息,绿水比例是指(蒸发量)除以(径流量+蒸发量)的数值,绿水比例最大是指蒸发量大、径流量小,位于西北内陆(干旱)地区的塔里木河蒸发比例最大。
生产性绿水比重是指(植物蒸腾)除以(植物蒸腾+蒸发),覆盖地膜可以保湿、保温、保土,减少蒸发,特别是在干旱和半干旱地区作用显著。体现水循环的过程和季节河流的水文特征等地理原理。
城市蓝化和城市绿化紧密结合。有水的地方依水建绿,构建“雨水花园”,在水域周围种植相应的树木、花卉、铺设绿地,修建滨河景观带。在水域中优化配置水生植被与各种水生动物,增加生物多样性,组建合理的食物网和食物链。形成能够保持水体处于稳定清水状态,以恢复和重建水生生物栖息环境,组建水体生态系统的良性结构。城市蓝化对于调蓄洪水、减少水涝,以及为改善城市水循环系统和提高水资源利用率及实现城市生态环境可持续发展做出重要贡献。城市蓝化的理念也在城市发展战略和城市环境建设中受到越来越多的重视。
[1] 达婷.城市山水环境的忧患[J].大自然, 2011(1):04-07.
[2] 朱义,张群.上海城市水体的生态恢复[J].园林,2010(8):11-15.
[3] 吴志峰.城市需要蓝化[J].环境, 1996,11.
[4][8] 李芸.The Modern Idea and the Aesthetic Theory in Designing Urban-Landscape[J].南京社会科学,2009(10):94-100.
[5] 龚侃.城市水体环境设计的生态学研究[J].广东园林,2008(3):39-41.
[6][7] 张丽,田富强.城市人工水体的水资源效应与利用[M].科学出版社,2008.
[9] 李书严,轩春怡,李伟,陈洪滨.城市中水体的微气候效应研究[J].大气科学,2008(3):552-560.
[10] 何奕廷,过伟敏.城市水体景观系统的形态完整性设计[J].沈阳建筑大学学报(社会科学版),2009, 11(4).
[11] 闫颖慧,段文彬,何彤慧.浅析城市水体功能及银川市水体利用方向[J].宁夏工程技术,2006(6):198-200.