北方沿海城市水土流失及防治对策浅谈——以天津市为例

马士龙，冯晏辉，叶茂盛

（1.中水北方勘测设计研究有限责任公司，天津 300222；2.南水北调东线总公司，北京 100071）

城镇化是人类社会发展的客观趋势，是国家现代化的重要标志，对全面建成小康社会、加快社会主义现代化建设进程、实现中华民族伟大复兴的中国梦具有重大现实意义和深远历史意义。根据世界城镇化发展普遍规律，现阶段我国仍处于城镇化率30%～70%的快速发展区间[1]，城市人口的增加给城市经济建设增加了活力和可观的经济效益，但相应也会加剧人口、资源和环境之间的矛盾。天津作为我国京津冀城市群的重要组成部分，随着城镇化不断提升，将会在市域及城镇建设用地范围内建设大量基础设施、工业园区、经济（技术）开发区和房地产项目，使原有的城市地形地貌发生变化，从而加剧城市水土流失。天津作为北方沿海超大型城市，其城市水土流失影响因素及防治对策具有显著的代表性，可以为北方沿海城市水土保持工作提供借鉴和参考。

1 城市水土流失

水利部于1995 年8 月在深圳市召开了“部分沿海城市水土保持工作座谈会”，首次正式提出城市水土保持的概念，为全面开展城市水土保持工作提供了舆论上、理论上和工作上的准备。王冬梅等学者提出，城市水土流失是在城市这一特定区域，在城市开发建设过程中因人为活动扰动地表和地下岩土层，破坏原始下垫面结构或堆置废弃物、构筑人工边坡而造成的水土资源的破坏和流失[2]。王继增等学者认为，城市水土流失的空间范围可以界定为“城市建成区及其周边地区”。其中，周边地区大体上相当于城市郊区或城乡结合部，可以根据其产业类型、与城市中心区的经济联系、城市建设开发活动的影响程度特别是城市侵蚀景观等大致确定。另外，此处所指的城市是广义的城市，即包括建制镇在内[3]。

城市水土流失的空间范围是城市、建制镇的建成区或因城乡建设和发展需要必须实行规划控制的区域。与乡村水土流失相比，城市水土流失具有人为性、强度大、复杂性、地域性、突发性以及隐蔽性等特点，其类型复杂多样，造成的危害主要包括破坏土地资源、污染城市水体、影响城市排水防洪以及破坏城市景观[4]等方面。

2 天津市城市水土流失特点

2.1 人为因素主导

城市水土流失从产生、发展到危害，每一个环节和方面都具有显著的人为性[5]。根据天津市政府2016 年审议通过的《天津市城市总体规划（2015—2030 年）》要求，天津市将着力提升创新发展能力，全面构建对外、对内双向开放格局，与北京共同引领京津冀世界级城镇群建设，带动环渤海地区升级发展，将天津建设成为全球门户、创新之都、区域中枢和生态城市。2020 年常住人口城镇化率达到87%，户籍城镇化率达到70%，市域建设用地规模控制在4 407 km2以内，城镇建设用地规模控制在2 340 km2以内。

天津市本身属于平原区城市，水土流失轻微，长期以来人们的环境保护与水土保持意识较弱。近年来，大量的生产建设项目如房地产、轨道交通等项目开工建设，将更加人为性地加剧城市水土流失的产生和发展。这些项目建设一方面阻碍降水入渗，增加地表径流，加剧城市内涝灾害和河道淤积；另一方面其酿成的水土流失灾害又严重影响着城市经济文化的发展，形成城市区域人口、资源和环境之间极不协调的局面。

2.2 水土流失强度大

天津市行政区域国土面积11 916.85 km2。根据天津市水务局近3 a水土流失监测数据，2018—2020年以来，水土流失（水力侵蚀）总面积约占天津市国土面积的1.6%左右，并且呈现逐年减少的趋势（详见表1），每年减少约4 km2，天津市水土流失整体上以轻度为主，其面积占水土流失总面积的80%以上，而天津市城市和建制镇的建成区几乎不再产生水土流失。

表1 天津市水土流失动态变化

根据京津冀城市群的国土空间规划，天津市属于环渤海经济中心，城市发展不可避免地进行大规模的开发建设，包括市区及市郊（环城四区、滨海新区）范围内的城镇建设及经济（技术）开发区、房地产、工业园区建设。在这些建设过程中，水力侵蚀土壤侵蚀模数将会变为扰动前的8～10 倍[6]，水土流失强度由轻微变为中度甚至强烈，最终造成水土资源损失。

2.3 水土流失类型复杂

天津市属于北方沿海城市，其水土流失类型主要存在化学侵蚀（土地盐渍化）、水力侵蚀和风力侵蚀3种类型。天津市水力侵蚀面积主要分布在蓟州区境内北部山丘地，另外滨海新区、武清、静海、宝坻、宁河和蓟州区南部等平原区也有少量分布。但是通过监测发现，只有蓟州区有强烈及以上强度的水力侵蚀分布，其他区域水力侵蚀现状较轻微。天津市风力侵蚀主要分布在天津西北部，涉及宝坻区、北辰区和武清区，沙化土地面积很少且零星分布，主要为沙化耕地和人工固定沙丘。天津市土地盐渍化面积为5 384.73 km2，各行政区均有发生，主要分布在滨海新区、环城四区（即北辰区、西青区、津南区和东丽区）、静海区和武清区，盐渍化强度以轻度盐化（含盐0.1%～0.2%）为主，占全市盐渍化土地面积的41.8%；盐土（含盐＞0.6%）、中度盐化（含盐0.2%～0.4%）和重度盐化（含盐0.4%～0.6%）为辅，分别占全市盐渍化土地面积的25.5%、25.3%和7.4%。

天津市在城镇建设过程中产生的城市水土流失几乎囊括上述所有水土流失类型。土地开挖、弃（土）渣乱堆乱弃为水力侵蚀提供丰富的物料基础，地表硬化加速地表径流的形成和流速；土质颗粒裸露、人为扰动造成地表疏松又为风力侵蚀提供物质载体；地表坑洼易涝、排水不畅，在强烈蒸发作用下，产生地表积盐，形成盐渍化土壤。因此，天津市城市水土流失治理难度艰巨，需要综合考虑各种水土流失类型，统筹布置水土保持措施，才能达到有效治理的目的。

2.4 水土流失危害隐蔽性和突发性

一般乡村水土流失发生发展会有明显的迹象，如水力侵蚀发生时，地面往往是由分散的细流逐步集成股流将泥沙带走，其侵蚀过程清晰可见；风力侵蚀发生时，地面固体颗粒会随着风力的加大而产生蠕动、跃移，甚至会有沙尘暴等现象。城市水土流失往往发生于城市建成区及周边建设控制区域内，这些区域通常地表硬化，建筑物众多，降雨形成的地表径流都由地下排水管道排走，而空气流动形成的风经过建筑物的阻挡分割也会产生涡流等现象，难以发现水土流失的直接侵蚀过程，并且化学侵蚀（土地盐渍化）更具有一定的隐蔽性，也正因为如此，在城市水土流失发展的初期，往往难以引起人们的重视。

城市范围内人口密集、财富集中和基础设施较好，但因城市地面大面积的硬化使地下水得不到有效补充，雨水不能下渗，给城市排水造成压力，特别是部分老城市市政排水系统设计标准低，绿地、洼地面积小，雨水调蓄能力弱，若遇突发性大而集中降雨，水流容易形成集中汇流，路面及低洼区域汇集大量积水、大量淤泥及杂物堆积，造成城市内涝，严重影响人民的生命和财产安全。

3 天津市城市水土流失影响因素

3.1 土地开发利用过度

随着天津市城市化进程的不断加快，在市域及城郊范围内不断开发房地产、经济（技术）开发区和工业园区，用地规模迅速增长，在土地开发过程中，会对土地进行大规模平整操作，存在破坏原地表水文系统和植被的活动，当这种状况逐步发展成较大规模时，会造成城市地形地貌的改变，部分河流或天然的水体被强制改造、填平，以致暴雨径流在地面的停留时间大大缩短而洪峰流量更为集中，导致水土资源的污染及流失。这些项目在建设过程中，其基础施工、线路管道开挖扰动会造成原表层土体结构破坏，施工产生的临时堆土或弃渣土体结构松散、黏度小，抗风蚀、水蚀能力差，为水土流失提供了丰富的物料来源；施工过程中形成的坑洼地表以及含盐量较高基坑排水，由于缺乏完备的排水系统，又成为土地盐渍化发生的基础。

3.2 水土保持监管滞后

据不完全统计，天津市每年开工的生产建设项目约200 项，多数集中于市域或市郊城市规划区域内，基本上为房地产项目，由于生产建设单位水土保持意识不足，对于水土保持工程破坏严重，土地开发建设期间既不考虑生态恢复，也不采取有效措施治理水土流失，一些闲置土地更未能得到及时恢复，造成土地裸露，在破坏城市面貌和景观的同时，还加剧城市水土大量流失。城市建设效益的发展速度不断加快，这种速度远高于水土保持监管工作的推进。虽然现在天津市已经相对完善了水土保持法律法规，相继出台了《天津市水土保持规划》和“区域水土保持评估办法”“用地清单水土保持管理办法”“生产建设项目水土保持监管办法”等一系列法规标准，并运用“天地一体化”监管平台对全市范围内生产建设项目进行了监督管理，但是由于人力和财力的投入有限，水土保持监管工作相对于城市发展速度仍存在手段有限、相对滞后的问题。

3.3 城市化的负面影响

城市化会引起大量人口涌入城市，城市下垫面立体化，加上其粗糙程度增加，从而引起城市热岛效应，城市热岛效应也是城市水土流失不可忽视的影响因素。自2003年起至今，天津市总人口数由1 000万增长到1 600万左右，城市人口密度加大，建筑物日益密集，生产和生活用能不断增加，也就造成城市热岛效应的范围和强度不断加大。

城市热岛效应会引发一系列问题，比如城市区域气温升高，蒸发量高于乡村地区；风力加大，风速高于周边区域；污染加重，污染物质由乡村地区吹向城市区域等，加上其他因素的影响，会致使城市区域降雨多为短历时集中暴雨且频繁发生，再加上城市化建设过程本身造成的水土流失问题，会使城市水土流失程度更为严重且危害频发。

4 天津市城市水土保持措施

4.1 源头控制

科学合理规划城市建设活动，保护城市水土资源，这是防治城市水土流失的根本，也是城市水土保持“源头控制、预防为主”原则的显著体现。在城市开发建设前期，就应充分考虑土地资源承载能力，合理控制城市人口规模和用地情况，制定一套既能够确保城市基本功能和空间布局，又能将水土流失问题控制在合理范围内的城市水土保持规划，这将有助于从源头控制城市水土流失的发生；提高水土保持监督管理投入，加大城市水土保持的监管力度，切实实行“事前、事中、事后”的水土保持监管体系，将水土保持的有关规定和要求以法律法规形式贯穿于城市的规划管理和各项开发建设中，这将有助于城市水土保持的全面贯彻和实施；提高全体居民生态保护和水土保持的意识，将卫生城市与文明城市相互融合，切合实际推动水土流失防治工作顺利落实，完善生产建设过程中水土保持预防和保护措施的建设，加强水土保持和生态保护的宣传工作，扩大其影响力度。

4.2 注重生态

天津作为国际化都市，要坚定走好生态优先、绿色发展之路，在城市化进程中，本着“适地适树”的原则，通过“选地适树，选树适地，改地适树，改树适地”等途径，对一切能够用绿色植物覆盖的地面进行植被建设和绿化美化工程，根据生态学自然演替的规律，尊重自然，适应自然，维持生态系统的稳定，使城市生态环境步入良性发展的轨道。对于城市建设过程中产生的抛荒地、植被破坏区域，要进行生态环境重建和修复，为生态系统稳定提供基础；对于无法立即使用的城市建设备用地或者生产过程中裸露时间过长的地表，要应用先锋树（草）种进行临时绿化，为生态群落自然演替提供途径；对于正在开发建设中的地块要采取小区道路绿化、绿色屋顶、下沉式绿地、植草沟、植被缓冲带等措施，扩大生态空间，构建物种多样性丰富、景观斑块异质化稳定的生态景观格局；对于城市周边裸露地带、废弃地也要加强生态建设，改善城市周边生态系统，将天津建设成生态环境友好的现代化区域中心城市。

4.3 全面防护

对城市建设的地块要全方面多维度进行水土保持管理，将水土保持理念贯穿于始终。在工程设计阶段，要综合考虑水土保持工程措施、植物措施和临时防护措施设计，特别是护坡护岸，透水铺装、渗井、蓄水池、调节池、渗管渠等雨水集蓄利用和径流排导措施，确保地下排水管道系统的通畅性，这对解决城市水土流失问题至关重要；对于土地盐渍化区域还要考虑洗盐、排盐措施，选择耐盐碱植物，提升工程生态质量。在工程建设准备以及施工阶段，要保障水土保持措施有效落实，不偷工减料，对基础开挖产生弃渣要做到“先挡后弃”，并做好临时苫盖和临时绿化。在工程运维管理阶段，要保证水土保持设施运行完好，城市化建设隐蔽性工程比较多，这就更加需要加强对已建成的水土保持设施进行维护，防止破坏，以此来提高城市水土保持工作的水平和质量。

5 结语

随着中国城市化建设的快速发展，城市水土流失日益加剧，对城市水土流失的研究再次成为热点。城市水土流失既有普遍存在的特点，也有不同区域的特性。本文以天津市为例，通过对城市水土流失的特点和影响因素进行分析，探讨了北方沿海城市建设水土保持措施和对策，提出在城市发展规划的基础上城市水土保持应源头控制、注重生态和全面防护的防治策略。加强城市水土保持是城市高质量发展的内在要求，是建设人与自然和谐共生的必然趋势。