城市發(fā)展中水文水資源帶來的問題與解決對策

付博號

（河北省秦皇島水文勘測研究中心，河北 秦皇島 066000）

我國是世界上水資源短缺的國家之一，人均水資源擁有量不及世界平均水平的25%。城市作為人群密集、產(chǎn)業(yè)密集的區(qū)域，水資源短缺問題更為顯著。隨著城市建設進程的加快，人口密集度越來越高，建筑物數(shù)量顯著增加，地表建設日益密集，給水文水資源的自然流通帶來了極大影響。同時，居民用水、工業(yè)用水等數(shù)量驟然上升，廢水、污水等的排放量也愈加增多，給城市的水資源數(shù)量和質(zhì)量帶來了“雙重壓力”，造成了水污染、水資源告竭、水文破壞等一系列問題，嚴重制約著城市可持續(xù)發(fā)展。

1 城市水文水資源概述

1.1 城市水文水資源的特點

城市水文水資源主要有以下2個方面的特點：一是水文網(wǎng)絡的集約性。在城市發(fā)展中，為了實現(xiàn)對水文水資源的研究，會合理布設站網(wǎng)進行監(jiān)測，監(jiān)測設備、監(jiān)測技術等對各個水點、設點的水資源環(huán)境進行實時監(jiān)測，形成了由監(jiān)測手段、監(jiān)測方法、監(jiān)測設備、站網(wǎng)布設等組成的城市水文工作體系。二是水文監(jiān)測的動態(tài)性。城市水文處于時時發(fā)展變化中，因此對城市水文水資源的分析也需要注意時間這一關鍵因素。特別是在城市氣候發(fā)生突然變化時，諸如暴雨、洪澇等，這一動態(tài)性特征更為顯著。

1.2 水文水資源對城市發(fā)展的影響

水文水資源環(huán)境對城市發(fā)展的影響是多方面、多角度的，主要體現(xiàn)在功能性、生態(tài)性、經(jīng)濟性等方面。從功能性的角度來看，由于水資源在不同地區(qū)、不同時間的空間分布不均，具有顯著的區(qū)域特點，因此會對城市發(fā)展規(guī)劃造成束縛。城市要想擺脫水資源的束縛，完成城市發(fā)展的既定目標，就需要人為地對水文水資源進行改善。從生態(tài)性的角度來看，城市的發(fā)展往往是以水文破壞、水資源污染為代價，特別是在城市建設初期，為了快速實現(xiàn)城市發(fā)展的經(jīng)濟效益，不重視對水文水資源的保護，造成了一系列的生態(tài)問題。這些生態(tài)問題發(fā)展成為城市可持續(xù)發(fā)展的“攔路虎”，其長遠性和難以修復性更是嚴重沖擊著城市繁榮。從經(jīng)濟性的角度來看，水文水資源環(huán)境對城市經(jīng)濟發(fā)展存在著或多或少的約束力。當城市的水文水資源環(huán)境遭遇破壞時，勢必會影響城市正常的生產(chǎn)和生活，惡化城市的招商引資環(huán)境，給城市的經(jīng)濟發(fā)展帶來阻礙。

2 城市發(fā)展中水文水資源帶來的主要問題

2.1 干擾水文循環(huán)系統(tǒng)

隨著城市的日益繁榮，人口密集、工業(yè)發(fā)展、植被減少等造成熱島效應逐漸凸顯：城市空間范圍的溫度普遍要比鄉(xiāng)村、空地等區(qū)域的溫度高，且表現(xiàn)出明顯的“由城市中心向郊區(qū)氣溫逐漸降低”的特征[1]。由于存在這種熱島效應，在高溫下城市的水氣大量蒸發(fā)，影響空氣流動的自然規(guī)律。此外，城市發(fā)展中不可避免地會建立起高樓大廈，這些規(guī)模巨大的建筑對空氣流動造成了阻礙，加劇了城市熱島效應。由于非自然規(guī)律性的水氣蒸發(fā)，城市的降雨量顯著增多，進而對天然排水系統(tǒng)產(chǎn)生影響。此外，城市發(fā)展中會大范圍的建造房屋、美化道路等，削弱了地表的透水性能，下滲量極度降低。面對猛增的降雨量，地表徑流增加顯著，徑流系數(shù)變大，同時洪峰流量增加，超出了自然排水系統(tǒng)的處理范疇。在此背景下，城市發(fā)展對排水系統(tǒng)進行了改造，鋪設大量管網(wǎng)對降水進行引流，在疏通徑流的同時，也對地下水網(wǎng)造成了破壞。

2.2 造成水資源的污染和浪費

隨著城市居住人口、工業(yè)企業(yè)數(shù)量的迅猛增加，生活污水、工業(yè)廢水產(chǎn)量也急劇增多，這些污水的排放量已經(jīng)遠遠超出大自然對污水的處理能力。同時，汽車尾氣、工業(yè)廢氣等排放量與日俱增，給水資源帶來直接或間接的影響。這些廢水、廢氣的排放，不僅會影響城市發(fā)展的基本用水，還會對城市地下水造成破壞，最終可能導致城市用水緊張、城市水源污染等問題。城市發(fā)展中還伴隨著水資源浪費的情況，造成這一情況的原因是多方面的，城市排水系統(tǒng)的設計不合理、居民用水的隨意性等都會導致嚴重的水資源浪費，不利于城市水資源的高效使用。

3 城市發(fā)展中水文水資源問題的解決對策

3.1 合理規(guī)劃水資源的使用

優(yōu)化和完善城市水資源的保護，重在對水資源的使用進行合理規(guī)劃，實現(xiàn)水文水資源自然條件對城市發(fā)展的促進作用。首先，工業(yè)企業(yè)是城市用水的重要部門，對于耗能大、耗水多、污染性大的工業(yè)企業(yè)，建議將其進行外遷，并根據(jù)當?shù)刭Y源優(yōu)勢引進一批環(huán)境友好型企業(yè)，促進當?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)升級。其次，保護區(qū)域內(nèi)自然水資源環(huán)境，諸如湖泊、溪流、河道等，是城市水文環(huán)境的重要組成部分，在城市建設中應對其進行保護，避免填占水道、建筑用地占用湖泊河道等情況，保護大自然的河床地貌和河流生態(tài)環(huán)境。此外，對生活、生產(chǎn)和生態(tài)用水進行協(xié)調(diào)，優(yōu)化既有水資源在三類用水類型上的合理配置，對城鄉(xiāng)用水進行統(tǒng)籌規(guī)劃，提升水資源的使用效率。

3.2 發(fā)揮城市水文站對水文監(jiān)測的作用

通過在城市中合理布局和完善水文站的建設，能夠?qū)Τ鞘械乃Y源環(huán)境進行實時監(jiān)測，同時強化對地下水的觀測。水文站的建設是對城市水文水資源進行管理的基礎，通過對水文信息的采集，能夠?qū)Ξ數(shù)氐乃乃Y源情況進行全面梳理，為城市水文水資源的優(yōu)化與保護工作提供信息支撐。結合城市的發(fā)展定位、發(fā)展規(guī)劃、發(fā)展現(xiàn)狀等因素，對城市的水文站站點建設進行合理布設。完善水文站的實時監(jiān)測系統(tǒng)，盡可能引進現(xiàn)代儀器設備和現(xiàn)代技術手段，促進監(jiān)測信息的采集與傳輸。在此基礎上，根據(jù)水文監(jiān)測的目標，建立水資源決策支持系統(tǒng)，強化水資源預測預報工作的精度和敏感度，提升水資源實時預報的效率，從而為水資源的優(yōu)化配置、開發(fā)利用提供參考[2]。

3.3 利用科技手段綜合治理城市水資源

科學技術的發(fā)展為當代城市水文水資源的管理和治理提供了眾多方便、可行的手段，要加強對先進技術的應用，通過智能化、自動化的技術治理，提升城市水資源管理的全面性、高效性和科學性。具體來說，一是加強對節(jié)流作業(yè)的技術管理。以農(nóng)業(yè)灌溉為例，相較于傳統(tǒng)的灌溉方式，節(jié)水灌溉技術的使用在保障灌溉效果的同時，大大縮減了水資源的消耗。參考這一案例，可以將節(jié)流作業(yè)實踐到工業(yè)生產(chǎn)流域，通過開發(fā)新工藝、新技術，提高工業(yè)用水的使用率。二是加強對水污染源頭的治理。重視源頭的管理比污染后的治理更重要，加強對居民生活用水、農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水等的水源治理，通過凈化技術的應用，強化對廢水的凈化，達標后允許排放，避免污水對整個城市水文系統(tǒng)造成破壞，遏止對水文環(huán)境的進一步污染。

3.4 優(yōu)化污水治理和凈化水的再利用

目前城市發(fā)展中普遍面臨著水污染問題，要實現(xiàn)水文水資源的保護，需要重視對水污染的治理和凈化再利用。加大水污染治理的資金投入力度，優(yōu)化政府主導污水治理的格局，將各類企業(yè)不斷納入到污水治理工作中，通過各類融資方法，不斷拓寬資金渠道，從而建立起多方參與、利益與共的水污染治理體系[3]。強化對污水處理設備的管理，污水處理廠等需要對相關設備進行統(tǒng)一管理和定期保養(yǎng)，根據(jù)污水處理工作量，適當?shù)卦黾釉O備數(shù)量或引進超大型處理設備，以滿足城市污染處理需要。污水凈化再利用是緩解城市用水緊張的有效舉措，也符合綠色城市發(fā)展要求。對于符合凈化標準的凈化水，可以將其應用到農(nóng)田灌溉、工業(yè)冷卻、畜牧養(yǎng)殖等工作中，通過再利用的方式，減少直接排放給城市排水系統(tǒng)帶來的負擔，促進城市的可持續(xù)發(fā)展。

3.5 培養(yǎng)社會各界的節(jié)水意識

在智慧城市發(fā)展的過程中深入開展水文水資源的保護，需要社會各界的參與。從根本上來說，需要樹立起全民節(jié)約用水、保護用水、抵制污染的意識。只有這樣，才能在社會群體中形成強大的保護水文水資源的合力，建立起城市發(fā)展與水文水資源相和諧的生態(tài)。應加強對節(jié)水意識的普及和宣傳，通過水污染、水資源不足等現(xiàn)實的傳播，讓人們對水文水資源的現(xiàn)狀有所了解，激發(fā)人們在日常生活中節(jié)約用水的自發(fā)性、積極性和主動性。必要時可以結合定價出售的策略，根據(jù)用水量制定階梯收費制度，督促人們養(yǎng)成節(jié)約用水的良好習慣和生活作風。鼓勵各類節(jié)水設備在社會上的應用和普及，諸如節(jié)水馬桶、節(jié)水水龍頭等，加大對其的宣傳和推廣，通過給予優(yōu)惠、發(fā)放禮金券等辦法，推動該類節(jié)水設備在市場上的快速普及。

3.6 城市良性水循環(huán)系統(tǒng)的建立

為了保障在城市發(fā)展的過程中水資源得以健康合理地利用，必須建立一個良好的城市水循環(huán)系統(tǒng)，這就需要相關部門以城市發(fā)展規(guī)模的有效控制作為出發(fā)點，適當降低城市內(nèi)部的資源消耗水平，從而控制城市內(nèi)部獨有的熱島效應。在具體的發(fā)展過程中，相關部門要以城市發(fā)展過程中的自然、經(jīng)濟和生態(tài)方面的實際狀況作為出發(fā)點，將其發(fā)展規(guī)?？刂圃谝粋€合理的范圍內(nèi)，而這其中的主要內(nèi)容便是控制人口數(shù)量的合理增長。在城市規(guī)模持續(xù)擴展的過程中，要采用更為新型的建筑材料，進一步增加總體透水面積，城市內(nèi)部綠地面積和透水面積的不斷增加，能夠確保徑流量的有效下滲。而城市內(nèi)部廣泛分布的綠地會在蒸騰和光合作用的影響下大量吸收二氧化碳，并有效降低雨水徑流的速度，從而有效調(diào)控城市系統(tǒng)內(nèi)部的地下水含量。就目前我國城市的發(fā)展狀況來看，在綠地覆蓋率以及總體面積方面均沒有達到相關標準要求，并且透水性較差建筑材料的大范圍使用，導致城市內(nèi)部的地下水控制效果不夠理想。如此一來，為了進一步擴展城市的綠化面積，城市在擴張建設的過程中需要進一步引入草皮磚、多孔瀝青等具備較高透水性的材料。草皮磚作為一種全新的建筑材料，其開孔率基本維持在20%～30%，并且其中的空隙可以用來種植各種草木，更加適用于停車場、行人道以及小區(qū)內(nèi)部的綠化，能夠做到在維持人車正常通行的同時，顯著地延長雨水的徑流時間，并且雨水徑流中所含有的各種重金屬元素都能夠得到及時的凈化，可以在今后的城市發(fā)展中大范圍應用。

3.7 強化水資源管理

雖然我國的城市發(fā)展經(jīng)過了產(chǎn)業(yè)結構的多次調(diào)整，但其中仍舊存在一定數(shù)量水資源消耗較高的企業(yè)。為了保障城市可持續(xù)發(fā)展，水資源消耗過大的企業(yè)需要進行合理的外遷，或者通過技術方面的改造，進一步降低其生產(chǎn)過程中的能源消耗。同時，城市在進一步擴張規(guī)模的過程中，需要避免侵占湖泊以及河道。簡單而言，城市需要在保障河流湖泊生態(tài)系統(tǒng)處于正常狀況的前提下，結合當?shù)氐某鞘邪l(fā)展現(xiàn)狀，認真規(guī)劃落實湖泊河道的相關保護條例以及工作方案，確保湖泊水系不會因為城市的持續(xù)發(fā)展而產(chǎn)生水資源方面的負面影響。此外，進一步加大輿論宣傳力度，加強城市發(fā)展過程中各種湖泊河道非法侵占的新聞曝光力度，借助社會范圍內(nèi)的廣泛監(jiān)督，樹立良好的水資源保護意識，能夠在有效遏制各種水資源非法破壞行為的前提下，促進城市和水資源二者的同步健康發(fā)展。

4 結語

在城鄉(xiāng)一體化、鄉(xiāng)村振興等時代大背景下，人們對水資源的需求量與日俱增。由于水資源的自我調(diào)節(jié)能力有限，且具有一定周期性，城市發(fā)展進程中的人為干預很可能對其造成不可逆的損害，帶來水文循環(huán)紊亂、水資源污染、水量枯竭等一系列問題，影響水文水資源的自然穩(wěn)定性，造成城市發(fā)展與水源保護對立的結局。對此，要不斷深化保護水文水資源的意識和觀念，通過建立水文水資源站、增強專業(yè)技術研發(fā)、完善管網(wǎng)布局、嚴格治理污染水源等，科學、全面地解決城市發(fā)展給水文水資源帶來的問題，促進城市建設與水資源保護的“雙向推動”和可持續(xù)發(fā)展。