城市水文效应的治理措施

余世民

（安徽省安庆水文水资源局，安徽 安庆 246000）

近年来，随着我国城市化进程的不断加快，城市常住人口激增，在这样的情况下，城市建设规模不断扩大，钢筋水泥取代了原有的绿色生态，导致城市水文功能迅速下降，不但对水资源质量产生了影响，而且使城市内涝等问题的发生可能加大，严重影响着城市的经济效益和社会效益。为了能够有效地改善上述情况，本文对城市水文效应产生的原因以及应对策略进行了研究。

1 城市水文效应概述

1.1 水循环概念

水循环指的是地球上的各种水在自然环境或社会活动中产生的活动和作用，主要分为自然水循环和社会水循环两种循环形态。

自然水循环就是地球上的各种水在自然环境下完成的循环程序。地球上的水都处于不断转化的过程中，由于太阳对地球的辐射以及地球自身的地心引力影响，导致水在、液、气三种形态中互相转化，并完成循环过程

社会水循环就是水资源在人类社会生产生活过程中进行的循环，人类进行社会活动需要使用大量的自然水体，并在使用过程中出现消耗或者污染，然后再次进行蒸发回到自然环境中，从而形成社会水循环[1]。

1.2 城市化对城市水文的影响

由于城市化进程不断加快，城市建设速度与日俱增，大规模的钢铁高楼取代了原有的植被覆盖，导致城市的降水情况出现了很大的变化，城市表面水体的蒸发量和需水量也随之变化。而且砖地、广场、道路等区域的建设导致城市地面硬化情况不断加重，地表水难以进行及时的下渗，不但影响到了城市排水而且还危及到了城市生态健康。最重要的是城市化进程导致城市水文效应的变化，比如洪水汇集流速变快，流量变大，而且汇聚的时间大大缩短，洪峰出现时间不断提前（见图1）。

图1 城市化对城市水文的影响

2 城市水文效应产生的原因

2.1 城市常驻人口的迅速膨胀

随着城市化进程的加快，城市常驻人口迅速增加，如表1所示，2021年我国部分城市常住人口增长量激增（见表1）。这就使得城市日常生产生活过程中的需水量也在不断的增加，根据调查显示，城市的耗水量本就比农村的耗水量高五倍以上，城市人口不断增加，就必须要保证这些新增人口的日常用水[2]。为了达到上述目标，保障居民正常生活，就势必要加大地下水的开采，这就会导致城市地下水资源濒临枯竭，而且还会造成地面沉降等状况。而且人口增加导致居住需求也在不断增加，大量建筑的施工建设对城市水文产生了极大的影响。

表1 2021年我国部分城市人口增量（单位：万人）

2.2 城市废水废物废气的排放

虽然近几年很多污染型工业已经逐步向郊区或者无人区转移，但是城市中仍存在着大量的未转移高污染工厂。这些工厂日常会排放出大量的废物和废水，工业废物、废水在降雨后随着雨水排入河流，会对水资源状况造成极大的负面影响。虽然就目前污水排放总量的趋势变化来看，污水排放数量有所下降，但是排放总量依旧十分庞大（见图2）。另外，工厂在生产过程中排出废气会形成酸雨，当降水落入土壤中会导致土壤酸化，使天然水体受到污染，加重了我国水资源的匮乏程度[3]。

图2 2013～2020年我国工业废水排放情况（亿立方米）

2.3 城市化对下垫面产生的影响

由于城市化进程中要进行大量的建筑施工，比如公路、广场、居民建筑等，建筑总量不断增加，对城市下垫面产生了极大的影响，不但改变了地表水下渗情况，导致城市内涝，而且下垫面状态会影响到地面径流的流量和速度，地面径流的速度加快对地面产生激烈的冲刷，又导致水土流失等生态问题[4]。最重要的是，城市下垫面的改变使得城市热岛效应产生，导致城区升温速度不断加快，普遍高于郊区的气温，从而影响到城市的降水（见图3）。

图3 热岛效应示意图

2.4 城市化对汇水方式的影响

城市化影响到了地表径流的正常流动状态。这是因为径流的汇水方式主要受自然地貌的高度以及形态的影响，高低错落的地势会导致径流从上向下汇集，在此过程中将地表水渗透到地下，尤其是林区、湿地等渗透性比较强的区域会接受较多的径流水量，避免造成洪涝灾害。但是随着城市化进程，各种水坝、水闸工程的建设抬高了原本的水位，影响了地表径流和雨水的正常下渗，而且城市地面给排水系统的建设代替了自然雨水及径流的循环，从而影响到原有的地表水运动距离、速度和时间，极易引发洪水灾害[5]。

3 城市水文效应应对策略研究

3.1 扩大城市辐射范围 缓解人口压力

为了减轻城市的用水压力和住房压力，从而减少对水文环境造成的影响和破坏，必须扩大城市功能的辐射，缓解人口压力。城市之所以会吸引越来越多的常住居民，是因为城市能够为人们带来更好的生存空间。为了缓解人口涌入带来的压力，应该明确大小城市的不同职能，中心城市将非核心功能下放给周围城市，调节人口流向，缓解人口压力，从而减少对城市地下水的开采。

3.2 控制城市工厂排放 减轻环境污染

随着城市的建设，越来越多的工厂重工业投入生产，这些工厂在生产过程中的废水、废气等废物，对城市水文造成一定的负面影响。对于污染程度极高的工厂，要及时予以关停，如果工厂污染可控，则可以将其转移到下风口、河流下游以及城市郊区地带等，防止污染排放对城市居民聚居区的水文造成影响，并针对不同行业的污染排放进行治理，从污水排放占比来看，化工厂以及纸制品、煤矿开采行业的占比较大。要设置污染物排放标准，对工厂排放情况进行及时的审查，通过奖惩机制完成对工厂污染排放的控制[6]。

3.3 增加城市植被 降低热岛效应

只有保证城市内部有足够多的植被覆盖，才能够对城市水文起到积极的作用。我们需要进行城市绿化，增加城市范围内的植物数量和植被面积，减少不必要的地面建筑施工。在进行必要的地面铺设时，要注意尽量不要完全依靠混凝土和沥青等建筑材料，应该加设一些生态绿化，即使是在停车场等区域，也可以适当的添加植被装饰，缓解地面硬化。而且在城市建设过程中，除了绿化带以外，还要留下更多的绿化通风通道，也就是“绿楔”，从而减轻城市的热岛效应[7]。

3.4 分析流域特点 调整规划方案

为了能够对城市水文治理进行相应的规划，必须精准分析该流域的地质水文特点。在进行建设区域划分时，要注意水源流域的分布情况，避免在设计施工中影响到流域的原有状态，而且在水利工程的建设过程中，要尽量避开对原有径流地势的改变；在优化城市产业布局的过程中，应该针对城市内部不同区域的水资源情况和承载能力进行设计，污染性企业应该规划在河流下游；应该加强对河流两岸的生态环境保护，避免工业或生活污水排放导致污染，从而保证居民生产生活和城市建设用水[8]。

3.5 建立健全治理体系 完善水文系统

建立健全治理体系，要求城市建设各机构、各环节参与到城市水文效应治理工作中来。通过建设人工湿地、截流调节池等水文系统配套设施，有效地改善城市水文。成立专门的水文管理机构，提高工作人员的专业能力和综合素质，对污染治理、水土保持等情况进行全面管理，贯彻落实生态保护理念，发挥政府的指导作用，通过多种先进的科学技术手段和充足的资金供应，改善城市水文效应的。

4 结语

在城市化建设速度不断加快的今天，机遇与挑战往往是并存的。为了能够更好地保护城市生态，必须要加强对城市水文系统的管理。通过扩大城市辐射范围，控制工厂污染排放，减少城市下垫面面积以及建立健全水文治理体系等方式，不断改善城市水文状况和城市居民的生存空间。