關(guān)于城市水土保持工作的思考
來源: 水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)網(wǎng) 上傳日期:2018-07-24 打印本文章 【字體】 大 中 小蒲勇平
(長江水利委員會(huì)水土保持局 武漢 430010)
摘要:城市水土保持是水土保持生態(tài)建設(shè)的重要組成部分,隨著我國城市化進(jìn)程的快速發(fā)展,開展城市水土保持,有效防治城市開發(fā)與建設(shè)中的人為水土流失,維護(hù)和改善城市生態(tài)環(huán)境,必將成為今后水土保持工作的一個(gè)重要內(nèi)容。城市水土流失具有流失地塊零散、面小量大、突發(fā)性、災(zāi)難性、治理難度大等特點(diǎn)。由于特殊的位置、環(huán)境和作用,與農(nóng)村水土流失相比,城市水土流失的危害影響范圍更廣,危害程度更高。城市各類開發(fā)區(qū)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、周邊采石場、取土場是城市水土流失的主要策源地。城市人為水土流失治理應(yīng)分不同區(qū)域、不同階段,有針對性地采取與城市環(huán)境相協(xié)調(diào)的防治措施。
城市化進(jìn)程是一個(gè)國家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的必然結(jié)果和重要標(biāo)志。伴隨著我國經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的快速發(fā)展,近年來,城市建設(shè)步伐全面加快,規(guī)模不斷擴(kuò)大。城市作為人工生態(tài)系統(tǒng),是對自然環(huán)境改造最為強(qiáng)烈的區(qū)域,在城市開發(fā)建設(shè)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程等人為頻繁活動(dòng)中,不可避免地要占壓、擾動(dòng)和毀壞原有的地貌、植被,產(chǎn)生大量的固體廢棄物,若不加以有效防治,必將導(dǎo)致強(qiáng)烈的人為水土流失和城市生態(tài)環(huán)境的大破壞,誘發(fā)一系列的環(huán)境問題。為此,在城市發(fā)展中,迫切需要開展城市水土保持,有效防治開發(fā)建設(shè)過程中產(chǎn)生的水土流失,促進(jìn)城市人工生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。
城市水土保持提出時(shí)間較短,目前,尚無統(tǒng)一規(guī)范的概念,綜合國內(nèi)外水土保持學(xué)者、專家的觀點(diǎn),城市水土流失和城市水土保持可以分別概述為:城市水土流失是指在城市特定的環(huán)境條件下,由于大規(guī)模的土地開發(fā)和基本建設(shè)而形成的人為水土流失,是城市化進(jìn)程的必然產(chǎn)物。城市水土保持既是在城市特定的環(huán)境條件下,預(yù)防和治理城市水土流失,維護(hù)和改善城市生態(tài)環(huán)境的綜合性防治措施。
1. 水土流失特點(diǎn)
與原生的水土流失相比,城市水土流失具有以下特點(diǎn):
1.1 流失地塊零散
城市水土流失是城市開發(fā)建設(shè)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的派生物,流失地塊主要為城市開發(fā)建設(shè)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)依法劃定的水土流失防治責(zé)任范圍,分別分布于城市的不同區(qū)域和地段,重點(diǎn)為城市開發(fā)建設(shè)區(qū)。如:房地產(chǎn)開發(fā),水土流失主要集中城市不同區(qū)域的項(xiàng)目區(qū)范圍內(nèi);城市周邊采石,主要位于城市邊緣的石質(zhì)山地的部分地段;街道改擴(kuò)建,主要為呈線性分布的施工路段。
1.2 面小量大
與廣大農(nóng)村水土流失相比,除大規(guī)模的城市遷建外,一般的城市水土流失面積所占比例較小,在整個(gè)城市中也只存在于局部區(qū)域和地段,一般不到城市總面積的10%。但由于城市開發(fā)建設(shè)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的大挖大填,動(dòng)用土石方量大,棄土石渣量大,因而,由此產(chǎn)生的流失量卻十分驚人,城市水土流失主要表現(xiàn)為棄土棄渣的流失、新生斜坡和裸露地表的土壤流失,據(jù)各地調(diào)查推算:在高強(qiáng)度降雨的作用下,城市人為形成的>25°的棄土斜坡侵蝕量是同等坡度荒坡的10倍以上。在不采取任何防御措施的情況下,棄土棄渣場和新生斜坡的侵蝕模數(shù)在2~10萬t/km2.a,是同一區(qū)域農(nóng)村同等流失面積的數(shù)倍至數(shù)十倍。
1.3 突發(fā)性
城市的基礎(chǔ)性建設(shè)和開發(fā)建設(shè)導(dǎo)致了城市地貌的“再塑”,再塑地貌中的挖損、堆墊形成了許多新的高陡邊坡和松散堆積體,由于其組成物質(zhì)復(fù)雜,種類繁多,物理和化學(xué)性質(zhì)差異大,無論是否碾壓處理,短時(shí)間內(nèi)難以達(dá)到自然穩(wěn)定,在暴雨的作用下,極易失穩(wěn),造成突發(fā)性的滑坡、崩塌等災(zāi)害,尤以山區(qū)、丘陵區(qū)城市最為突出。
1.4 災(zāi)難性
由于城市是一個(gè)地方的政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心,人口密集、基礎(chǔ)設(shè)施和固定資產(chǎn)集中。城市的水土流失面小量大,多以滑坡、崩塌、泥石流等突發(fā)性災(zāi)害的形式出現(xiàn),水土流失所引發(fā)的危害一旦形成,將對城市的安全構(gòu)成巨大威脅,帶來一系列的災(zāi)難。
1.5 治理的艱巨性
城市水土流失治理是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,在對流失地塊采取相應(yīng)的工程和植物措施防治時(shí),需考慮與主體工程的開發(fā)意圖、城市總體規(guī)劃、城市品位相協(xié)調(diào)。由于城市人口密度大、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),水土流失可能造成的危害嚴(yán)重,城市發(fā)展有統(tǒng)一的綠化、美化要求,水土保持防治不僅要措施選擇合理,而且必須達(dá)到穩(wěn)定性強(qiáng)、標(biāo)準(zhǔn)高、外觀與周邊景觀相一致。因此,城市水土保持必須有符合城市人文、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的防治思路,科學(xué)的規(guī)劃和合理的設(shè)計(jì),工程治理也不同于一般的原生水土流失,不僅相應(yīng)的投資高,而且治理難度也較大。
2 危害
受其特殊的環(huán)境、地位和作用的影響,與農(nóng)村的水土流失危害相比,城市水土流失的危害影響范圍更廣,危害程度更高。
2.1 誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害
城市開發(fā)建設(shè)由于大量的土石方開挖、回填,形成許多高陡邊坡和切坡,以及松散的棄土、石、渣堆積體,在高強(qiáng)度暴雨的誘發(fā)下,極易造成滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害,危及城市基礎(chǔ)設(shè)施和人民生命財(cái)產(chǎn)安全。
2.2 影響城市防洪安全
嚴(yán)重的水土流失造成大量的泥沙淤積、堵塞城市河道、橋涵、排洪渠、下水道等排洪設(shè)施,致使城市排洪設(shè)施被破壞、排洪泄洪能力降低,同時(shí),由于城市工程建設(shè)改變了城市降水下墊面狀況,城市熱島效應(yīng)、凝結(jié)核效應(yīng)、阻障效應(yīng)增強(qiáng),徑流下滲量減少、地面糙度下降。從而使城市的降水歷時(shí)延長、強(qiáng)度增大、雨量增多,地面徑流量增大、匯流時(shí)間縮短、流速加大,沖擊力增強(qiáng)。一方面,城市防洪設(shè)施的功能下降,另一方面,來水又對城市防洪提出更高要求,從而使城市的防洪安全問題更加突出。
2.3惡化城市生態(tài)環(huán)境
城市是現(xiàn)代文明的標(biāo)志。城市水土流失的產(chǎn)生和發(fā)展,大面積的裸露土壤、大量的棄土棄渣的隨意堆放、極易產(chǎn)生滑坡、崩塌的高陡邊坡、切坡的存在,每遇暴雨,棄土、棄渣隨雨水肆意流動(dòng)、沉積,不僅對城市安全構(gòu)成威脅,而且影響了城市市容景觀,惡化了城市的生態(tài)環(huán)境,十分不利于城市生態(tài)環(huán)境的建設(shè)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。
2.4 淤積下游江河水庫,威脅周邊區(qū)域的生態(tài)安全
城市水土流失,不僅對城市本身帶來許多危害,同時(shí),大量棄土、棄渣的隨意堆放、泥沙的下泄,導(dǎo)致了城市下游的江河河床抬高、水庫庫容淤積,城市周邊區(qū)域的生態(tài)環(huán)境遭到破壞。如重慶市城區(qū)周邊洋河溝水庫因泥沙淤積和建設(shè)單位傾倒建筑垃圾,已被淤積填平。云南省昆明市西山區(qū)的城區(qū)后緣面山,由于盲目采石,迎滇池的正面山體千瘡百孔,自然景觀曾遭受到極大破壞。
3 城市水土流失主要策源地
城市水土保持涉及城市開發(fā)建設(shè)的眾多區(qū)域和多個(gè)方面,是城市建設(shè)的衍生物,必將隨城市的發(fā)展而變化。人為水土流失重點(diǎn)區(qū)域因不同類型的城市、不同城市的各個(gè)發(fā)展階段而有所側(cè)重。但就近階段大多數(shù)城市而言,主要包括各類開發(fā)區(qū)、城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及城市周邊采石、取土場施工。
3.1 開發(fā)區(qū)建設(shè)
包括住宅小區(qū)開發(fā)、商業(yè)區(qū)開發(fā)、工業(yè)區(qū)開發(fā)和商住區(qū)開發(fā)等。近年來,隨著城市化進(jìn)程的加快,長江流域房地產(chǎn)開發(fā)發(fā)展迅速。在房地產(chǎn)開發(fā)區(qū),由于擾動(dòng)地表強(qiáng)烈、大挖大填、棄土石渣量大,水土流失嚴(yán)重,尤以山區(qū)、丘陵區(qū)類型的城市最為突出。在房地產(chǎn)開發(fā)中,棄渣的堆放場地、工程開挖裸露的地表均是水土保持的治理區(qū)域。
3.2 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)
城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)主要包括:新建、改擴(kuò)建公路、街道,立交橋、天橋架設(shè),天然氣管道、煤氣管道鋪設(shè),學(xué)校、醫(yī)院、廣場建設(shè)等。在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中,特大型、大型城市水土流失防治情況較好,但中、小型城市問題十分突出。雖然單個(gè)工程規(guī)模較小,開挖面不大,棄土、渣也相對較少,但由于數(shù)量較多,施工單位等級較低,水保意識(shí)不強(qiáng),為縮短工期,降低成本,隨意棄渣現(xiàn)象均不同程度地存在。零星分布的裸露開挖面以及棄土、渣匯聚所造成的水土流失對城市生態(tài)環(huán)境的破壞也十分驚人。
3.3 城市周邊采石、取土場施工
城市周邊的山體是城市景觀的重要組成部分,是城市自然生態(tài)的重點(diǎn)區(qū)域。由于城市開發(fā)的巨大需求,加之緊鄰城市和便利的交通條件,在城市周邊進(jìn)行采石、取土現(xiàn)象十分普遍,由此不僅使城市的天然屏障遭到破壞,影響城市的整體景觀,而且對城市的生態(tài)安全構(gòu)成巨大威脅。
4 防治重點(diǎn)區(qū)域及要求
4.1 開發(fā)建設(shè)區(qū)
“三通一平”階段
城市建設(shè)的“三通一平”階段,是指城市建設(shè)過程中的通路、通電、通水和場地平整施工期,由于本階段為城市建設(shè)的高峰期,大部分土石方開挖、回填集中在該階段進(jìn)行,因此,也是城市建設(shè)水土流失最為嚴(yán)重的時(shí)期。對于本階段的治理應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下幾個(gè)方面:
一是高邊坡防護(hù)。對于開挖和堆積形成的高陡邊坡,應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際、城市建設(shè)的需要,分別采取植物護(hù)坡、工程護(hù)坡或植物與工程相結(jié)合的護(hù)坡類型。從城市景觀、生態(tài)環(huán)境優(yōu)美和穩(wěn)定性考慮,一般邊坡采用工程與植物措施相結(jié)合的護(hù)坡形式。對于城市綠化和美化需要采用植物措施的,可采用掛網(wǎng)噴播的方式進(jìn)行草皮防護(hù)。對于可能形成滑坡、崩塌的邊坡,應(yīng)確保邊坡穩(wěn)定,進(jìn)行單項(xiàng)設(shè)計(jì),采取上部排水、打樁、漿砌石防護(hù)等綜合防護(hù)措施。
二是棄渣的處理。本階段工程開挖的土石方應(yīng)盡可能作為填方加以利用,對于挖填平衡后產(chǎn)生的棄渣,應(yīng)依據(jù)城市的地形條件和今后發(fā)展的需要,統(tǒng)一規(guī)劃,棄渣場的防護(hù)按其容渣量和地形,可采用擋渣壩、攔渣墻和植草皮等措施,在棄渣場的防護(hù)中還應(yīng)注意其周邊和棄渣場內(nèi)部的排水問題。對于確因地形條件限制和施工難度較大許順坡對方的棄渣,應(yīng)在其下部修建擋土墻,并在棄渣面上進(jìn)行草皮和植樹進(jìn)行防護(hù)。
三是臨時(shí)堆渣、裸露地表的臨時(shí)防護(hù)。對于施工建設(shè)過程中的臨時(shí)堆渣,可采用擋土墻、草皮進(jìn)行臨時(shí)防護(hù);裸露的施工場地可依據(jù)工程進(jìn)度安排,采用植草皮或在汛期鋪草墊等措施加以防護(hù)。
土地閑置階段
城市開發(fā)建設(shè)中,處于閑置階段的土地,由于暫時(shí)未加以利用,地表裸露,易于產(chǎn)生水土流失。為控制本階段水土流失的發(fā)生,應(yīng)考慮采取一些必要的臨時(shí)措施加以防治。對于裸露的地表,可播撒一些草籽或鋪設(shè)草皮加以防護(hù);對于堆積的土石料,應(yīng)修建臨時(shí)性的擋墻,也可結(jié)合土地開發(fā)利用規(guī)劃,采取永久性的防護(hù)措施工程措施。
施工階段
城市開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目施工期同“三通一平”階段相比,水土流失較輕,但又大于土地閑置階段。水土流失的來源主要為尚未覆蓋和新開挖裸露的邊坡及地表、臨時(shí)堆料以及不規(guī)范施工產(chǎn)生的隨意棄土、渣。工程產(chǎn)生的棄渣應(yīng)安排專門的棄渣場堆放,并按照“先擋后棄”的原則,采取防護(hù)墻、攔渣壩等措施進(jìn)行防護(hù);在施工過程中應(yīng)對堆放沙石土料和工程開挖面采取必要的臨時(shí)措施,避免水土流失的發(fā)生;工程建設(shè)水土保持方案中考慮的綠化帶、行道樹應(yīng)及時(shí)鋪設(shè)草皮和栽植樹木。
4.2 城市周邊土石料場
城市周邊的土石料場是水土流失最為嚴(yán)重的區(qū)域之一,對于現(xiàn)存的城市周邊采石、取土場盡快取締并加以治理十分必要和迫切。在防治規(guī)劃設(shè)計(jì)中,采石、取土場的治理應(yīng)注重與整個(gè)城市景觀的結(jié)合,將采石、取土活動(dòng)影響區(qū)作為治理范圍加以綜合規(guī)劃、因地制宜采取措施加以防治。其措施包括行政手段、技術(shù)措施等。首先應(yīng)由其所屬的縣級以上人民政府出臺(tái)禁采規(guī)定,全面進(jìn)行停產(chǎn)關(guān)閉,并依法明確防治責(zé)任人,落實(shí)治理經(jīng)費(fèi)。然后再因地制宜地制定防治方案。城市周邊土石料場的恢復(fù)治理工作一般難度較大,防治方案應(yīng)以植物措施為主,并輔以攔渣壩、擋土墻等必要的工程措施,通過植被恢復(fù),達(dá)到防治水土流失,改善城市周邊生態(tài)環(huán)境的目的。
4.3 排水系統(tǒng)
城市開發(fā)建設(shè)破壞了下墊面的植被、土壤,改變和重塑了地形地貌,造成降水歷時(shí)延長、強(qiáng)度增大、降雨量增多,同時(shí),由于下墊面為多為房屋和街道等不透水地面為主,地面的平均滲透率減少,由此,十分易于發(fā)生洪災(zāi)。因此,在城市開發(fā)建設(shè)過程中后期,應(yīng)按照城市防洪要求,合理規(guī)劃布設(shè)排水系統(tǒng),確保城市防洪的需要。在城市排水明渠的兩側(cè),結(jié)合城市綠化、美化的需要,考慮城市景觀的和諧,采取鋪設(shè)草皮、栽植綠化樹、風(fēng)景樹等進(jìn)行排水溝渠、穿城河流兩側(cè)及邊坡綠化覆蓋,即達(dá)到控制水土流失的目的,又為市民增添一些休閑娛樂的場所。
城市水土保持生態(tài)建設(shè)開展時(shí)間短,雖然各地在實(shí)踐中均取得了一些成效,總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn),但需要研究和思考的問題還很多。重視實(shí)踐與理論相結(jié)合,從理論到實(shí)踐,再從實(shí)踐到理論,特別是加緊對城市水土流失的機(jī)制、影響因素、監(jiān)督管理、防治對策、預(yù)測分析和動(dòng)態(tài)監(jiān)測等方面的研究和探討,將對提升城市水土保持生態(tài)建設(shè)的水平,加速水土保持事業(yè)的全面發(fā)展起到有效的推動(dòng)作用。
[作者簡介]蒲勇平(1966-),男,山西省霍州市人,高級工程師,長江水利委員會(huì)水土保持局,從事水土保持監(jiān)督管理工作。
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