城市水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)初探

隨著城市化的迅猛發(fā)展,大量基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、開礦采石作業(yè)和房地產(chǎn)開發(fā)擾動和破壞了原有地貌和植被,造成了嚴(yán)重的水土流失。但長久以來,人們一直認(rèn)為水土流失只發(fā)生在山區(qū),著眼于研究山區(qū)水土流失和防治,忽略了城市水土流失。我國政府針對深圳市1995年面臨嚴(yán)重的水土流失危害,首次提出城市水土保持問題[1].隨后,水利部在部分城市開展了水土保持試點工作,對城市水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)進(jìn)行探索,并且取得了一定的成績,積累了一些經(jīng)驗。但是,城市水土保持在我國是個新的工作領(lǐng)域,積累的經(jīng)驗不多,有相當(dāng)一部分中小型城市沒有成立專門的水土保持機(jī)構(gòu),城市水土保持工作也尚未擺上各地政府議事日程,尤其是大部分山區(qū)、丘陵區(qū)、風(fēng)沙區(qū)的各級城市,還存在著不同程度的水土流失問題,若不加強(qiáng)城市水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè),就會引發(fā)更嚴(yán)重的后果。

1 城市水土流失

城市水土流失主要指在城市化進(jìn)程中,發(fā)生在城市建成區(qū)、城市規(guī)劃控制區(qū)及城市周邊影響區(qū),由于自然因素和人為因素所引起的水土資源的破壞與損失。

1.1 城市水土流失的特點

城市水土流失是城市化過程中大規(guī)模的土地開發(fā)和基本建設(shè)帶來的負(fù)面效應(yīng)。與傳統(tǒng)的水土流失相比有其自身的特點。首先,城市水土流失的成因主要是人為因素。大規(guī)模開發(fā)建設(shè)活動會破壞原有的地表、植被和水系,產(chǎn)生大面積裸露的地表或坡面,造成土體移動,泥沙流失,河道、水庫及城市排水管網(wǎng)淤塞等.其次,城市水土流失后果嚴(yán)重。

一是流失量大,據(jù)有的城市測定,城市水土流失的土壤侵蝕模數(shù)高達(dá)數(shù)萬t至數(shù)十萬t;二是危害嚴(yán)重,山西省太原市郊區(qū)因開發(fā)建設(shè)忽視水土保持工作,19968月的一場暴雨使洪水挾帶的泥沙涌進(jìn)市區(qū),淤積厚達(dá)1m,造成失蹤和死亡6O人、直接經(jīng)濟(jì)損失2.86億元的重大災(zāi)害.另外,城市水土流失治理難度大。城市水土流失的治理涉及到水利、城建、國土、環(huán)保、園林綠化等多個部門,涉及面廣,需要各方的協(xié)調(diào)和配合,同時治理措施綜合化,功能多樣化。

1.2 城市水土流失對生態(tài)環(huán)境的危害

城市水土流失危害嚴(yán)重。具體表現(xiàn)為:一是造成環(huán)境污染,加劇城市生態(tài)環(huán)境惡化。工礦企業(yè),尤其是煤炭、煉焦企業(yè)生產(chǎn)使得已經(jīng)十分脆弱的生態(tài)環(huán)境日益惡化。山西省長治市大型煤礦潞安礦務(wù)局漳村礦,在規(guī)劃治理前,共堆積1O座大小矸石山,由于沒有水土保持防護(hù)措施,遇到大風(fēng)天氣,煤灰四處飛揚(yáng),嚴(yán)重污染了城市環(huán)境.二是加劇城市的“熱島效應(yīng)”,影響城市氣候變化。城市開發(fā)建設(shè)和人類活動,使城市原有地貌被不透水的硬化地面取代,增加了地表徑流和地面的熱輻射;城市中的工廠、機(jī)動車輛、家電等不僅造成大氣污染,而且釋放出廢熱氣,使得城市氣溫明顯增高。三是淤積道路,堵塞管道,污染城市。開發(fā)建設(shè)活動產(chǎn)生大量的松散堆積物,極易形成水土流失,淤積城市蓄排水利工程,降低城市水利工程效益和城市防洪能力,影響城市生態(tài)環(huán)境安全。另外城市水土流失使生態(tài)環(huán)境惡化,不僅影響城市市容景觀,同時也影響投資環(huán)境,阻礙和制約經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

2 城市水土保持

2.1 城市水土保持的特點

城市水土保持是針對城市水土流失提出來的,以保護(hù)城市水土資源,改善和美化城市環(huán)境為目的的,相對于傳統(tǒng)的水土保持有自己的特色.其一:在防治原則上強(qiáng)調(diào)以預(yù)防為主,預(yù)防、監(jiān)督和治理相結(jié)合,工程措施與生物措施相結(jié)合;其二:在防治目標(biāo)上不僅要控制水土流失,保障生產(chǎn)建設(shè)安全運(yùn)行,而且強(qiáng)凋城市生態(tài)環(huán)境的綠化和美化,注重生態(tài)效益和社會效益;其三:在防治措施上,以防治水土流失為根本要求,科學(xué)配置水土保持措施,使其符合城市綠化和環(huán)境美化的要求。另外,搞好城市水土保持需要大量的資金投入。城市水土保持投入比農(nóng)村水土保持高許多倍,除了工程本身要求標(biāo)準(zhǔn)高、質(zhì)量高之外,工程費用構(gòu)成也很高。

2.2 城市水土保持的內(nèi)容

城市水土保持是水土保持的一種特殊形式,其特殊性主要體現(xiàn)在以城市功能為目的的水土資源的保護(hù)、城市環(huán)境綠化和美化等方面,具體體現(xiàn)在城市水土保持的內(nèi)容上。主要有:監(jiān)督和防治城市開發(fā)建設(shè)活動(房地產(chǎn)開發(fā)、旅游開發(fā)、修建公路、舊城拆遷等)和開辦礦山、企業(yè)造成的水土流失;城市規(guī)劃區(qū)內(nèi)退化劣地的生態(tài)修復(fù)和重建,包括閑置開發(fā)區(qū)的生態(tài)恢復(fù)治理、裸露山體缺口(采石場、遺留邊坡、廢棄石場等)的復(fù)綠治理、原有侵蝕劣地的生態(tài)修復(fù);城市開發(fā)建設(shè)中的建筑垃圾和城市生活垃圾處理;城市開發(fā)中有關(guān)水土資源保護(hù)的城市綠化美化;城市沿海(河、庫)岸防護(hù)林,水源保護(hù)區(qū)的水源保護(hù)林建設(shè)、管理及山地生態(tài)風(fēng)景林的保護(hù);城市化開發(fā)地中的給排水問題和城市水系統(tǒng)建設(shè)中的淤積和污水達(dá)標(biāo)排放問題[lO].

3 城市水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)

“城市水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)”是相對農(nóng)業(yè)區(qū)水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)而言,即城市建成區(qū),城市規(guī)劃控制區(qū),城市規(guī)劃控制區(qū)以外的影響城市的周邊區(qū)域,對人為活動和自然因素造成的水土流失所采取的預(yù)防和治理措施,使城市水土資源可持續(xù)利用,保證城市經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展[11].簡言之,就是把水土保持,生態(tài)環(huán)境建設(shè)機(jī)制納入城市規(guī)劃和建設(shè)之中。

3.1 城市水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)的目的和意義

城市水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)是為了解決在城市化過程中,因自然因素和人為活動造成水土流失而導(dǎo)致的城市生態(tài)環(huán)境惡化,城市整體功能衰減等一系列問題,主要是指減少城市水土流失,減小城市水土資源的污染,調(diào)節(jié)氣候,凈化空氣,改善城市環(huán)境,保護(hù)生物多樣性,優(yōu)化生存條件,使城市資源得到合理開發(fā)和可持續(xù)利用。

城市是由社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境3個基本要素相互作用、相互依賴、相互制約而構(gòu)成的復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng),三者的協(xié)調(diào)發(fā)展是城市可持續(xù)發(fā)展的本質(zhì)。環(huán)境是人類賴以生存的條件,又是發(fā)展生產(chǎn)、繁榮經(jīng)濟(jì)的物質(zhì)源泉。社會生產(chǎn)歸根結(jié)底是從環(huán)境中獲取資源,加工為人們所必需的生產(chǎn)生活資料,為人類創(chuàng)造物質(zhì)文明和精神文明.生態(tài)環(huán)境是城市生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ),城市要獲得持續(xù)性發(fā)展,必須有良好的環(huán)境基礎(chǔ)。城市水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)是以保護(hù)、改善和美化城市環(huán)境為目的的,因而在城市可持續(xù)發(fā)展中具有重要的意義。

3.2 城市水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)的措施

城市水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)的措施可分為管理措施和技術(shù)措施,根據(jù)解決的對象和內(nèi)容不同,水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)的措施布設(shè)層面不同。根據(jù)近年來的城市水土保持治理經(jīng)驗,歸納出如下的治理措施。

3.2.1 制定城市水土保持規(guī)劃加強(qiáng)管理和監(jiān)督

城市水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)要結(jié)合城市發(fā)展規(guī)劃及現(xiàn)狀,做出城市水土保持規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)規(guī)劃,以指導(dǎo)城市水土保持工作的逐步實施,避免走先破壞后治理恢復(fù)的老路。在城市的總體規(guī)劃布局中,要充分考慮規(guī)劃范圍內(nèi)的水、土資源的承載能力,以不影響和破壞區(qū)域范圍內(nèi)的水、土資源平衡為限。城市水土保持規(guī)劃要注意搞好幾方面的結(jié)合[12]:一是同創(chuàng)建文明城市、衛(wèi)生城市相結(jié)合;二是同城市開發(fā)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相結(jié)合;三是同建設(shè)生態(tài)環(huán)境,提高市民生活質(zhì)量,旅游、觀光、休閑相結(jié)合;四是同發(fā)展城市、城郊經(jīng)濟(jì)相結(jié)合。

水保部門要認(rèn)真做好水土保持宣傳工作,增強(qiáng)全民城市水土保持的意識;制定出適應(yīng)城市水土流失的水土保持法,以法律法規(guī)條文形式強(qiáng)化城市水土保持,并在此基礎(chǔ)上,健全城市水土保持監(jiān)督體系,實行“開發(fā)一片、建設(shè)一片、保護(hù)一片”的方針[13];城市水土保持是一項投資較大,效益長遠(yuǎn)的社會公益性事業(yè),需要全社會各部門的關(guān)心支持,相關(guān)部門應(yīng)密切配合共同把關(guān),把城市水土保持工作落到實處;各級黨政領(lǐng)導(dǎo)要高瞻遠(yuǎn)矚,既要關(guān)注城市的近期發(fā)展,又要考慮城市的長遠(yuǎn)利益,把改善城市生態(tài)環(huán)境、居民生活環(huán)境及提高區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展能力列為重要目標(biāo),進(jìn)行系統(tǒng)、科學(xué)、嚴(yán)密的規(guī)劃,兼顧經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會效益,扎扎實實搞好城市水土保持工作。

3.2.2 建立城市水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測預(yù)報系統(tǒng)

水土流失監(jiān)測預(yù)報模型是定量化開展監(jiān)測、評價水土流失環(huán)境危害和水土保持設(shè)施防治效益的核心[14].近年來隨著地球信息技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,監(jiān)測工具和監(jiān)測手段得到進(jìn)一步改善,但很少有成熟的微觀監(jiān)測模型可供應(yīng)用和全面推廣,尤其是監(jiān)測定量化方面的困難。在監(jiān)測領(lǐng)域,最為急迫的需要之一就是發(fā)展我國自己的侵蝕監(jiān)測預(yù)報模型(包括區(qū)域監(jiān)測模型、城市水土流失監(jiān)測模型)。全國水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)的建設(shè),將成為近年我國水土保持監(jiān)測發(fā)展的框架。監(jiān)測信息管理技術(shù)、觀測技術(shù)的研究和應(yīng)用推廣,將與該項建設(shè)密切結(jié)合,進(jìn)一步推動我國水土保持監(jiān)測業(yè)務(wù)的開展,更好地支持國家和地方的水土保持規(guī)劃、治理與監(jiān)督工作,服務(wù)于各種公益性需求[10].

3.2.3 完善排水系統(tǒng)解決城市缺水問題

在開發(fā)區(qū)內(nèi)按照城市建設(shè)排水標(biāo)準(zhǔn),興建排水管網(wǎng),使洪水能暢通排至外部河道,排水口匯人外部河道前還需設(shè)置沉沙池,減輕泥沙對外部河網(wǎng)的淤積,雨污管網(wǎng)分開,開發(fā)區(qū)周圍如果是農(nóng)田,還應(yīng)該恢復(fù)原來的農(nóng)田排水系統(tǒng)[15].對于缺水城市,可以通過下水道將大部分降水收集起來再利用,軟地面降水下滲通過森林凈化作用,將純凈水補(bǔ)充地下水。工業(yè)與生活污水經(jīng)處理后再次利用,通過城市生態(tài)系統(tǒng)真正實現(xiàn)水循環(huán)利用,使生態(tài)系統(tǒng)水分基本達(dá)到平衡狀態(tài),從根本上解決城市水土保持問題[16].

3.2.4 妥善處理、綜合利用城市生活垃圾和同體廢物

首先,通過合理規(guī)劃和環(huán)保宣傳等手段,減少生產(chǎn)建設(shè)及市民生活過程中廢棄物和垃圾的排放量;其次是廢棄物的再利用,通過對廢棄物的轉(zhuǎn)化,以達(dá)到“化害為利,變廢為寶”的目的。例如太原鋼鐵公司在對約1000m3的廢棄渣治理過程中,大搞綜合利用,走出了一條“以渣養(yǎng)渣、以渣治渣、綜合治理、變廢為寶”的好路子,在治理水土流失、改善城市環(huán)境的同時,還盈利1.14億元[17].第三,將城市廢棄物的處理與近郊水土保持工作結(jié)合起來[13].例如在近郊選擇適宜的洼地和溝道,經(jīng)過處理后填充廢棄物,既妥善處理了廢棄物的堆放問題,又解決了破碎地表易受侵蝕的問題。

3.2.5 加大植樹種草工作增加城市綠地面積

對城市棄渣堆積區(qū)、貧瘠廢棄地,以保持水土、改良土壤為主要目的。栽植適應(yīng)能力較強(qiáng)、能固氮、根系發(fā)達(dá)、易成活的樹種或草種;對于短期內(nèi)無法上馬工程建設(shè)備用地,應(yīng)采取臨時性綠化措施;對于公路兩旁以及城市邊緣廢棄地等,應(yīng)通過一定的技術(shù)措施,合理利用土地選擇適宜的樹種、草種,進(jìn)行綠化保護(hù),以增加城市綠地面積,防止水土流失發(fā)生;對城市空閑地、裸露地、工程開發(fā)恢復(fù)地要及時植樹種草,提高城市植被覆蓋,確保城市足夠的公共綠地和生態(tài)用地,同時對城市住宅、庭院、墻面、屋頂及建筑物進(jìn)行綠化美化,防止水土流失,改善城市生態(tài)環(huán)境.

另外,對于旅游風(fēng)景區(qū)需要在旅游淡季抓緊對被破壞的植被進(jìn)行生態(tài)修復(fù)和裸地補(bǔ)綠,在保護(hù)原有植被的基礎(chǔ)上,擴(kuò)大和恢復(fù)植被的覆蓋度,提高景區(qū)的森林覆蓋率,減少園地和坡地的水土流失[15].總之,盡可能用軟覆蓋代替城市的硬覆蓋,通過增加雨水人滲來增加土壤蓄水容量和控制裸露地面的水土流失[18].這樣在防治水土流失的同時,城市生態(tài)環(huán)境也得到大大改善,城市的整體形象將大有改觀,帶來的社會效益不可估量。

3.2.6 水土保持工程措施

城市的水土流失治理除采用生物措施外,也應(yīng)采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧绕涫窃谝话闵锎胧╇y以奏效的區(qū)域,應(yīng)根據(jù)具體情況采取攔渣、護(hù)坡、土地整治、防洪排水、防風(fēng)固沙、泥石流防治等工程措施來控制水土流失,這也是對生物措施的必要補(bǔ)充和完善,更有利于發(fā)揮其兩項措施的綜合效益.如在開采場設(shè)立棄渣場,專門用來堆放廢渣、棄土,并在堆放場四周砌擋土墻,防止棄渣流失;沿開采面邊緣開截水溝,周圍開設(shè)排水溝,形成完整的排水系統(tǒng),并在排水口沒置沉沙池,將泥沙流失盡量控制在開采區(qū)范圍內(nèi)。在路堤、路塹開邊溝,坡頂和挖方邊坡平臺上開截水溝,組成路基排水系統(tǒng),截排坡面徑流;因地制宜,設(shè)置集流槽、縱(橫)向排水溝、集水井、碎石滲溝及塑料排水管等及時排除路面積水,防止地表徑流對路面的沖刷[19].

4 城市水土保持工作展望

現(xiàn)代化城市發(fā)展過程中產(chǎn)生的諸多生態(tài)環(huán)境問題,使城市建設(shè)者必須重新審視人與自然生態(tài)的和諧關(guān)系,無論是建設(shè)山水城市、園林城市、還是花園城市,都須強(qiáng)調(diào)開發(fā)建設(shè)中的水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)。城市化是社會發(fā)展的趨勢,而城市建沒必須伴隨著城市水土保持的開展而進(jìn)行,水土保持監(jiān)督管理保證城市化有序地進(jìn)行,規(guī)范各項建設(shè)工程按照現(xiàn)代化秀美城市的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)開展水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)。未來城市水土保持的發(fā)展中心是理念與管理的創(chuàng)新,知識與技術(shù)的創(chuàng)新,將會出現(xiàn)城市水土保持與城市林業(yè)、城市園林、城市生態(tài)建設(shè)等眾多學(xué)科的交叉滲透相互應(yīng)用的新局面。城市水土保持工作應(yīng)在不斷探索的基礎(chǔ)上,更新理念、豐富內(nèi)涵、強(qiáng)化管理,使水土保持的預(yù)防監(jiān)督、治理開發(fā)、監(jiān)測預(yù)報,依法行政和科研示范成為一個統(tǒng)一的整體,力爭全面提升城市水土保持生態(tài)環(huán)境建沒的水平,加速水土保持事業(yè)的發(fā)展。