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【關鍵詞】:海綿城市;生態城市;園林工程;可持續發展
引言
在社會經濟高速發展的今天,人們在享受科技發展帶來的舒適生活的同時仍在不計后果的破壞著我們的生存環境。可持續發展與建構和諧的生存世界是21世紀人們普遍重視的一個綜合性、全球性的問題。我國水資源分布不均,供需不平衡的問題長期以來一直嚴重影響著人們的正常生活,制約著社會經濟的發展。
在城市規劃建設中,對排水系統不夠重視,導致我國眾多城市的排水系統在雨季嚴重癱瘓,城市內澇災害頻發。城市道路,廣場等公共空間的建設以及工業企業的發展對原有生態環境造成嚴重破壞,濕地、湖泊面積的大面積減少,在豐水期暴露出嚴重的問題是城市蓄水能力下降,對雨水的利用率極低,而現有的市政排水系統顯然不具備這么大的排水能力,最終導致城市內澇。種種水問題的不斷積累,制約著城市的可持續發展。因此,要想解決城市內澇問題,提高雨水利用率,必須從源頭上應用“海綿城市”的理念,在城市建設中加大水資源的保護力度,促進城市的可持續發展。
1、“海綿城市”理念及發展現狀研究
海綿城市,是新一代城市雨洪管理概念,是指城市在適應環境變化和應對雨水帶來的自然災害等方面具有良好的“彈性”,也可稱之為“水彈性城市”。下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。在我國“海綿城市”是近兩年才提出的一個新概念,而在一些發達國家,“低影響開發雨水系統構建”的技術早已發展成熟。
早在20實際末,“雨水工程”項目就在瑞士得到大力推行。在我們平時的房屋建筑中,在屋頂都向下接有雨水管道,通過雨水管道將雨水直接排入下水道。在瑞士的“雨水工程”中,劃分到以每戶為一個單位,在室內建造蓄水池,將雨水引入蓄水池經過濾后加以利用。我們知道,瑞士的環境優美干凈,以“花園之國”著稱。通過“雨水工程”收集起來的雨水,在經過濾后,可以作為非飲用的生活用水使用,比如沖廁所、澆花等;因為雨水干凈,瑞士人甚至還可以用以清洗衣物和蔬菜水果等。在瑞士人的日常生活中,這個“雨水工程”基本上可以解決除引用以外的其他生活用水。可以看出,這個系統的初期投資并不高,但是卻很有成效,而且具有很高的實用性,實現了對雨水的多種利用。
新加坡擁有典型的熱帶雨林氣候,全年降水充沛,我們卻很少聽說在新加坡有城市內澇發生。即使在雨季,幾乎每天都有瓢潑大雨,城市內也沒有明顯的積水或內澇災害。這都要歸功于其科學的雨水利用和城市排水系統。
2 、“海綿城市”理念在我國的發展
在我國的城市地圖上,可以看到有很多藍線而且標注有“三點水”漢字,但是現在,有很多地方都已名不副實,不再是湖泊水系,而是大面積的水泥硬化的城市道路和居住區。現代城市的一個明顯的特征是:天然水系(如湖泊、濕地等)逐漸消失,取而代之的是鋪天蓋地的灰色水泥硬化地面。湖北省曾以“千湖之省”的著稱,而現在數以百計的大小湖泊早已不知所蹤。沙湖被填、官橋湖污染、南湖翻塘、東湖水華……武漢曾經懷抱100多個湖泊,全球少見,中國僅有。近幾十年來,武漢城市化發展迅速,高樓林立,城市灰色面積不斷擴大,GDP穩居全國二線城市前列。我們都看到了武漢迅速發展的光鮮外衣,有多少人真正注意到城市化背后的問題?在武漢快速發展的數十年間,平均每兩年消失3個湖泊,目前僅剩38個湖泊。于是,每到夏季暴雨時節,武漢市的市政排水系統就會受到嚴峻的挑戰,最終成為一個被戲言“看海”的城市。當然,武漢只是一個鮮明的例子,全國上下,失去“水彈性”的城市不在少數,而且正在不斷增加。
經過近幾年暴雨對市政排水系統的挑戰,內澇災害的頻發,政府部門似乎意識加強“海綿城市”建設的重要性。當全市正竭力應對內澇災害時,我們發現了另一番景象:在青山區江灘,地面鋪裝采用的是透水地面和木制棧道,在旁邊還建有生態草溝,除一條應急防汛通道、兒童游樂場及健身場地外幾乎沒有硬化道路。雨水經過草地、透水地面和木制棧道后匯集到旁邊的生態草溝里面,在這里經過自然過濾吸收。由此可見,要解決城市內澇等水問題需要因地制宜,實施生態修復。
3、關于“海綿城市”理念在園林工程中應用的建議
3.1 可滲透地面
可滲透地面是指采用具有一定的吸水能力和透水性能的材料所鋪設的地面,雨水可透過此類地面往下層滲透,可在一定程度上解決地面積水問題。比如,在人們活動較為頻繁的廣場、公園一級道路等地面,采用透水瀝青地面、透水混凝土地面、青磚鋪地地面、透水洗米石地面;在二、三級公園道路根據需要采用面包磚地面、碎石地面、嵌草汀步路;在公園、游園、廣場建設生態停車場;屋頂實施立體綠化、垂直綠化等不同形式解決地表徑流問題。同時,通過設置一定的路面坡度,坡向道路兩側,如植物護坡等。這樣,在雨水較小時,可直接通過可透性地面將雨水滲往下層;在雨水較大的豐水季節,也可以通過路面向兩側的坡度向路旁的水渠排水,不至于使地面積水。
3.2下凹式綠地
山造勢,人工制造各種丘壑是我國目前的城市綠化建設中比較明顯的一個特點。當我們走在公園小路上可以看見,路旁很多用以綠化的喬木、灌木的底部都有一個人造的花壇圍著,高低不一,但共同點是都高出人行路面。在一些大面積的草地也是,人為的堆造一些小山或者丘壑,而人行道路則在這些小山丘壑的低谷出。我們應該反問一下設計者,這種綠化設計是否真的美觀實用?相信大家對這種景觀在暴雨季節的劣勢呼之欲出,在有此種景觀的小區居住的人們都知道,此種設計在雨季路面積水現象非常嚴重,在城市內澇災害發生時甚至有“行船”的諷刺。
為解決這類問題,結合“海綿城市”的理念,在此提出下凹式綠地的綠化建設方案。所謂下凹式綠地,顧名思義即在實施綠化建設時,綠地低于周邊道路的高度。在下雨時,具有一定的蓄水作用,同時使雨水透過綠地土壤緩慢滲入地下,不僅可以在一定程度上解決由于雨水過多引起的地表徑流和道路積水問題,還可以在補充一定量的地下水,減少了對雨水的浪費。
3.3、保護及修復天然水體,減少人工硬質水景
在城市建設高速發展的時候,各地的天然水景如湖泊、濕地等水系統都遭到了不同程度的破壞,嚴重影響了生態系統的平衡。天然水體的減少,也是導致城市蓄水能力下降,城市內澇災害不斷的重要原因之一。因而,保護以及修復天然水體,如水體凈化植物浮島、雨水濕地建設等也應是今后城市發展和園林建設的重點內容。
目前在園林建設中,大部分水體景觀都是人造的硬質水景,忽視了天然水體的作用,這與 “海綿城市”的理念相違背。眾多人工水景往往需要定期補水、換水,在日常運行管理中需要耗費大量的水、電資源,嚴重違背了可持續發展的理念。如果在園林景觀建設中,能夠合理利用天然水體,融入“海綿城市”的理念,利用天然水體的自我循環凈化能力,形成美麗的自然景觀,不僅可以節約大筆的運行管理費用,還可以有效的補充地下水,實現自然與經濟協調發展的目標,體現園林工程的綜合價值。
結語
“海綿城市”的理念符合可持續發展的戰略目標,符合我國國情。但“海綿城市”的建設在我國還在起步階段,對他人的經驗雖不能生搬硬套,但國外先進的案例于我們卻也有很強的借鑒意義。“海綿城市”的建設中,應結合他國的先進案例,總結經驗,因地制宜,總結一套適合我國特點的雨水利用系統,改善城市生態環境,促進城市的可持續發展。把“海綿城市”理念合理有效的融入到園林工程中應成為今后園林工程發展的方向,只有這樣才能真正體現園林工程建設的生態價值和經濟價值。
【參考文獻】:
[1]中華人民共和國住房和城鄉建設部.海綿城市建設技術指南:低影響開發雨水系統構建(試行)[R].北京:中華人民共和國住房和城鄉建設部,2014.
關鍵詞:黃土高原;水土流失;城市內澇
中圖分類號:TU986
文獻標識碼:A文章編號:16749944(2017)01007407
1引言
黃土高原多年來的水土流失和風沙問題,一直困擾著當今中國,這不僅是民生問題,更是關乎我國西部地區經濟發展社會進步的重點問題。
1973年我國在陜西省延安市的安塞縣建立了安塞水土保持綜合試驗站,是科技部國家重點野外臺站和中國科學院生態系統研究網絡終點站,為我國黃土高原地區生態保護問題提供了有效的實驗支持和科學依據。多年來關于黃土高原水土保持和生態環境建設,我國做出了巨大努力,曾與多國合作共同開展研究。為有效防治黃土高原水土流失我國先后實施了一系列水土流失重點防治工程。
近年來,國家進一步加大財政投資,為黃土高原水土流失綜合防治和生態狀況提供了重要的支持。據《中國科學報》統計,截至2011年,黃河流域累計治理水土流失面積近23萬km2,從20世紀90年代末黃河流域土地植被覆蓋率低于10%增長到約30%。
眾所周知,黃土高原是西北地區最為棘手、最難治理的區域,它的困難不僅是由于涉及面積區域之廣,更在于氣候自然條件的影響下其獨特的地理特征,與我國其他地區有所差異。黃土高原地區的治理關乎整個西北地區的經濟發展以至整個中國的經濟發展。
2黃土高原區域地貌分析
黃土高原是世界上最大的黃土堆積區,也是世界上獨一無二的自然地理區域,位于中國中部偏北。黃土高原地區的黃河流域西起日月山,東至太行山,南靠秦嶺,北抵陰山,橫跨山西省、山西省、甘肅省、青海省、寧夏回族自治區與河南省等黃河中游七省的50個地(市),317個縣,全區總面積約64.2萬km2,其中水土流失45.4萬km2。黃土高原平均每年輸入黃河的泥沙量達16億t,是我國甚至全世界上水土流失最嚴重、生態環境最脆弱的地區。
2.1黃土高原成因與分類
2.1.1黃土高原區域位置
黃土高原具有特殊的自然生態特征。它是世界最大的黃土高原,在中國中部偏北,包括太行山以西、秦嶺以北、青海日月山以東和長城以南的廣大地區,面積約40萬km2,海拔1000~1500 m。除少數石質山地外,高原上覆蓋深厚的黃土層,黃土厚度在50~80 m之間,隴東、陜北厚達150 m,最厚的地方達200 m。由于歷代戰亂、盲目開荒放牧及亂砍濫伐導致高原的植被遭到嚴重的破壞,加之黃土的土質疏松,水土流失極為嚴重,形成“千溝萬壑”的黃土地貌(圖1)。
2.1.2黃土高原歷史成因
新生代早期,全球性氣候變暖,我國各地區包括黃土高原的早第三系地傭喑屎旎蚯澈焐,說明當時氣候比較炎熱。早黃土形成于不同的氣候條件下,因而有不同的外觀顏色。綜合黃土高原黃土剖面顏色在垂向上的變化,自下而上大體可以分為4個主要顏色段:第一段,淺紅黃色段;第二段,棕黃色段;第三段,灰黃色段;第四段,褐黃色段。黃土顏色自下而上由紅黃―棕黃―灰黃―褐黃的變化。
更新世時期,干旱氣候開始顯著。到全新世,黃土高原則明顯地旱少雨的氣候所控制,北部向沙漠化方向演化。在整個第四紀時期內,黃土高原的古氣候環境的主要變化時期是中更新世早期,中更新世晚期和晚更新世末期。
黃土高原環境的變遷,有其自然的因素,這與全球氣候變化有關,但也有人的因素,如黃土高原森林的砍伐,草地的破壞,土地利用不合理造成的土壤侵蝕,導致高原自然環境惡化。文物工作者和地質科技人員曾經在寧夏回族自治區涇源縣、彭陽縣等地發現的古生物化石研究證實,約在6000萬年前,黃土高原被水所覆蓋,現在的山峰則是當時水中的孤島。
在距今6000萬年前,地殼發生劇烈斷塊式上升與下降,到了距今24萬年前,六盤山、月亮山等發生劇烈的上升運動。此后,隨著山區間歇式繼續上升,廣大的丘陵區均沉積了厚度不等的風成黃土,在盆地中心或山麓地帶則有沖積礫巖和黏土,大量的黃土堆積,覆蓋了山坡丘陵,形成了現代黃土高原的地形地貌。
2.1.3黃土高原分類
根據地貌的形成過程和特點,可分為以下幾個部分。
(1)隴中高原。一稱隴西高原,位于六盤山以西,是一個新生代的拗陷盆地,屬盆地型高原,海拔1500~2000 m。地形破碎,多梁、峁、溝谷、壟板地形。
(2)隴東、陜北高原。包括六盤山以東,呂梁山以西,渭河北山以北,長城以南的地區。也是一個盆地型高原,海拔800~1200 m。經強烈侵蝕,除少數殘留的黃土塬外,大部地區已成為破碎的梁峁丘陵。其間只有少數基巖低山突起在高原之上,狀似孤島。
(3)山西高原。包括五臺山、恒山以南,伏牛山以北,太行山以西,呂梁山以東的地區。它由一系列褶皺斷塊山與陷落盆地組成。山地有呂梁、恒山、五臺、中條及太行等山,盆地有大同、忻縣、太原、臨汾、運城等。除河谷平原外,大部地區海拔在1000~1500 m,石質山地構成高原的主體,黃土堆積僅限于盆地及山間谷地,分布范圍約占全區面積的40%。
(4)渭河平原,一稱關中平原。位于渭河北山與秦嶺之間,西起寶雞,東至潼關。
2.2黃土高原地形地貌
2.2.1陜北黃土高原自然地理概況
(1)地形地貌。黃土高原由黃土丘陵、黃土臺塬和石質山組成,地面地形破碎,地形落差普遍,一旦遇上大雨或暴雨,黃土受坡度的影響特別容易坍塌,故不利于水土保持。
從地形上來看,黃土高原北方是我國內蒙古高原,東面是華北平原,西邊是廣大的西北內陸地區和青藏高原,黃土高原大面積地區黃土覆蓋,境內形成了黃河中游重要的自西北向東南流向的黃河支流,主要有渭河、涇河、洛河、汾河。這些河流匯入到黃河,形成一些小平原,平原地帶土壤肥沃,農業發達,特別是渭河平原和汾河谷地,是黃土高原人口最密集,農業最發達的地區。
(2)氣候水文。黃土高原的位置位于我國東部沿海和西北內陸之間,處在我國來自太平洋的東南季風和暖濕氣流向西北吹送的通道中,故氣候帶有明顯的過渡性,為我國東南沿海溫暖濕潤的季風氣候向西北內陸干旱氣候過渡的半濕潤、半干旱的溫帶大陸性氣候。區內從東南向西北依次為暖溫帶半濕潤氣候、半干旱氣候、干旱氣候。
(3)土壤植被。黃土是第四紀以來經過風的吹揚、搬運、堆積形成的,黃土疏松多孔,粉沙質,質地均一,垂直節理發育,因而易被沖刷,加之其所在的黃土高原地區降水在年內降水高度集中,多暴雨,特別容易造成嚴重的水土流失。廣大的地面被長期沖刷形成眾多的溝谷,溝谷切割地表形成黃土高原特有的黃土塬、黃土墚、黃土峁。這幾種黃土地貌的共同特點是黃土層的邊緣被流水強烈沖刷、切割,不同之處在于黃土塬頂部平坦、黃土墚頂部狹窄成長條,而黃土峁是孤立的黃土丘,根本原因在于它們處在不同的發展階段。在黃土高原這種干燥、半干燥的氣候條件下,這些粉塵相互之間的結合并不緊密,所以黃土具有多空隙、結構疏松的特點,并且垂直節理發育明顯。
這樣的黃土層比較透水,顆粒小又決定了黃土容易溶于水,黃土的這些特性,使黃土高原特別容易受流水的侵蝕作用。地表光禿,缺少植被的保護。植被具有良好的涵養水源,保持水土的作用。大面積的植被覆蓋對防止水土流失,保持土壤肥力,調節氣候具有重要的作用。而目前我國黃土高原森林覆蓋率不足10%,遠低于世界平均水平,高原絕大部分面積是支離破碎的黃土,風沙漫卷,暴雨來臨泥沙俱下,加劇了水土流失。
(4)資源基礎。黃土高原煤炭資源豐富,人類的修路、開礦等工程建設破壞地表。黃土高原人口眾多,煤炭資源特別豐富,開發煤炭資源是當地經濟發展的重要內容。但這些經濟活動不可避免地破壞地表,甚至導致永久性的不可恢復。
2.2.2黃土高原人文地理概況
(1)人類活動。自秦漢以來黃土高原經歷了三次濫伐濫墾。 第一次是秦漢時期的大規模“屯墾”和“移民實邊”開墾。這次大“屯墾”使晉北陜北的森林遭到大規模破壞。
第二次是明王朝推行的大規模“屯墾”,使黃土高原北部的生態環境遭到空前浩劫。據考證,明初在黃土高原北部陜北(延安、綏德、榆林地區)和晉北大力推行“屯田”制,竟強行規定每位邊防戰士毀林開荒任務。從這里不難看出,明代推行“屯田”制對環境破壞之嚴重。
第三次大墾荒是清代,清代曾推行獎勵墾荒制度,墾荒范疇自陜北、晉北而北移至內蒙古南部,黃土高原北部和鄂爾多斯高原數以百萬畝計的草原被開墾為農田,使大面積的土地沙化,水土流失加劇。
并且黃土高原地區存在著顯著的人地矛盾,人多地少,生a方式落后。黃土高原農墾歷史悠久,人口眾多,隨著人口的不斷增長,人多地少的矛盾日益突出,加劇了人類破壞性和毀滅性的開發。導致森林日益減少,土壤日漸貧瘠。
現在,黃土高原地區總人口1.08億人,其中農業人口7333人,占總人口70%以上。據 2008 年統計,國民總產值1.85萬億元,農民人均純收入3196元。人口密度為167人/km2,相當于全國平均水平的122.9%,人地矛盾更加突出。
(2)河流交通。黃土高原地區面積大于1000 km2的直接入黃支流有48條,其中水土流失嚴重、對干流影響較大的支流有洮河、湟水、莊浪河、祖歷河、清水河、渾河、楊家川、偏關河、皇甫川、清水川、縣川河、孤山川、朱家川、嵐漪河、蔚汾河、窟野河、禿尾河、佳蘆河、湫水河、三川河、屈產河、無定河、清澗河、昕水河、延河、汾川河、仕望川、汾河、涇河、北洛河、渭河、伊洛河32條支流,以及內蒙“十大孔兌”。
總的來說有的地方交通發展不錯(如汾水谷地等),但是大部分地區交通不發達。西安、太原、寶雞等地是鐵路樞紐。
(3)民俗文化。黃土高原群山連綿,溝壑縱橫,北有橫山、北于山,西有子午嶺,東南有黃龍山,形成一馬蹄形。地勢西北高,東南低。石器時期氣候濕潤,經考古發掘仰韶文化遺址內容十分豐富。相傳少典族居住在陜甘交界處,與有喬氏互通婚姻,生下黃帝和炎帝。黃帝居姬水,為姬姓;炎帝居姜水,為姜姓。他們中許多部落順著河流移動,發展到黃河中游,后來稱華夏族。
以陜北黃土高原為例,陜西剪紙形式多樣:一是單色剪紙,二是色紙拼貼剪紙,三是點彩剪紙,四是滲染剪紙,五是紙塑窗花,六是剪紙熏樣。陜北以單色剪紙為主,造型簡潔質樸、注重夸張變形,傳承著古老的審美情趣和造型觀念。在內容上多以動物花草為主。據說孔圣人教化天下,唯獨遺漏了陜北,所以創造性極強,喜怒哀樂表現的淋漓痛快,極具個性。在陜北的靖邊、安邊、定邊,人們稱“三邊剪紙”,剪紙變成了另一種風格,纖細入微,小巧玲瓏,小中見大,刻畫精到。打出的 “ 樂樂 ” 細如針尖,剪出的線細如發絲,剪紙粗獷,又不同江南的工巧、寫實。據考證,三邊原是邊關重鎮,朝廷常派南方將領在此地鎮守,他們帶著家眷在這里生活,也帶來了水鄉的民間文化,與當地古拙的民間藝術相結合,產生了獨特的三邊剪紙(圖2)。
3黃土高原現狀分析
3.1山體滑坡
黃土高原地區由于地質地貌條件復雜,山、塬、丘陵面積分布廣泛,滑坡災害較多。目前黃土高原水土流失面積約50萬km2,其中土壤侵蝕模數大于5000 t/km2的嚴重土壤流失面積約14.5萬km2,是當今世界上水土流失最為嚴重的地區之一。為了建設良好的生態環境,防止滑坡侵蝕發生,必須加強滑坡侵蝕的研究。
3.3.1滑坡形成原因
(1)大氣降水、地表水、生產生活用水的入滲,河湖水倒灌,地下水等在山體內,增加了坡體重量,增加了下滑力。同時,浸泡軟化易滑地層,使抗剪強度大幅度降低而產生滑動。
(2)工程活動可以破壞坡體。在坡體上由于建筑、傾倒、填方、筑堤等增加荷載引起邊坡超載,增加荷載使坡腳壓力增大,使斜坡支撐不了過大的質量而失去平衡,沿軟弱面下滑。
(3)地震使斜坡承受的平衡應力發生改變,還會造成地表形變和裂隙增加,降低巖土的力學強度,觸發滑坡的滑動和促進滑坡體的形成。
3.1.2滑坡預防措施
滑坡可造成嚴重的工程事故,因此,在工程建設中應采取積極措施加以預防。其防治原則是及早發現,預防為主;查明情況,對癥下藥;綜合整治,有主有次;治早治小,貴在及時;力求根治,以防后患;因地制宜,就地取材;安全經濟,正確施工。
3.2水土流失
《漢書?溝洫志》對黃河水沙有“河水重濁,號為一石水而六斗泥”的記述。黃河年均輸沙量為16億t。世界上年均輸沙量超過1.0億t的大河中,黃河的年輸沙量及平均含沙量均位居首位。長期以來嚴重的水土流失所造成的溝壑縱橫的特殊地貌以及黃土自身抗侵蝕性弱等特殊因素造成了黃土高原獨特的水土流失格局,水土流失區多年平均侵蝕模數為4100 t/km2(圖3)。
圖3典型泥石流示意
3.2.1水土流失自然因素
黃土高原土壤侵蝕具有明顯的區域分異特征,這種區域分異特征是自然因素和人為因素的綜合反映。
(1)地質與地貌因素。黃土地貌類型主要有黃土塬、黃土梁、黃土峁和各類溝谷。在以黃土塬為主的地貌類型區,土壤侵蝕方式以溝蝕為主,溝蝕量可占小流域侵蝕總量80%以上。在以黃土梁峁為主的黃土丘陵區中,晉西、陜北等地坡面侵蝕和溝谷侵蝕都很嚴重,但溝谷地的產沙量仍占主要部分。隴中地區谷間地面積較大,坡度較小,坡長較大,土壤侵蝕方式以坡面侵蝕為主。長城沿線和高原北部地區,間地、丈地、掌地、墑地等地貌類型分布廣泛,它們目前正受溝谷溯源侵蝕影響,形成以坡間為主的獨特現代侵蝕類型區。無定河上游及其以北的黃土丘陵區,地表有零星沙丘覆蓋,溝谷中廣泛出露中生代石砂巖和泥頁巖,風蝕、水蝕和重力侵蝕很活躍。坡度陡峻是黃土高原地貌的又一重要特點。坡度的陡緩不僅決定土壤侵蝕的強弱,在臨界坡度以下土壤侵蝕以面蝕和溝蝕為主,超過此坡度則重力侵蝕活躍,發生滑坡、滑坍、瀉溜侵蝕。
(2)氣候因素。黃土高原的年降水量變化為200~700 mm,具有由東南向西北遞減的特點。黃土高原降水的季節變化很大,主要集中在夏季,其次是秋季。大部分地區5~9月份的降水量占年總量的70%以上,其中又以7、8月降水量最多,可占年總量一半左右。該地區暴雨歷時普遍較短。暴雨多發生在6~8月份,空間分布有由東南向西北遞減特點。這些特點對土壤侵蝕特征的時空變化產生了深刻影響。
(3)土壤因素。黃土高原地區分布最廣的黃綿土,它常與黑壚土呈復式區分布。黃綿土是該區最主要的耕作土。黃綿土的形成過程一方面是黃土耕種熟化過程;另一方面又是侵蝕為主的地質地貌過程。目前除了少數地勢平坦、侵蝕微弱的地點外,黃土高原絕大部分地區的土壤都屬于侵蝕性黃綿土。
(4)植被因素。黃土高原的植被種類較多,現有的森林主要分布在高原東南和巖石或土石山區,大面積的黃土地丘陵區和黃土塬區僅在村鎮附近有零星的樹木,非耕地上只有稀疏草灌。子午嶺是黃土高原上黃土覆蓋區森林植被保存較好的唯一地區,近幾十年來同樣遭到嚴重破壞。全區森林植被如此匱乏,土壤侵蝕劇烈發展就是不可避免的了。除森林植被外,該區的草灌覆蓋度不高,天然草場的覆蓋度只有25%~65%,其中,山區草地的覆蓋率較高,黃土丘陵和黃土塬區較低。由于過度放牧和濫墾、濫伐、濫挖(挖藥材)等影響,大部分草場都向沙漠化方向發展。
3.2.2人為因素
長期以來,黃土高原的人為破壞方式主要有3種:一是陡坡耕墾;二是濫砍、濫伐、濫樵和濫牧;三是亂挖、亂堆、亂放。其結果是破壞植被,破壞土體結構和破壞原有地貌形態。
(1)陡坡開墾。黃土高原地區的人口迅速增加,人口增長必然導致天然林、次生林的破壞和耕地的擴大。尤其是陡坡地的不斷開墾也迅速加劇了該區的水土流失。
(2)礦產資源開發利用。礦產資源開發對振興國民經濟具有重大意義,但對生態環境特別是土壤侵蝕和河流泥沙將帶來深刻影響。黃河中游大型煤田,地處多沙粗沙產區,又多處于暴雨中心地帶,水土流失本來就非常嚴重,而煤炭的大規模開采,鏟除地表原有的稀疏植被,占用破壞土地,移動大量巖石土體,造成地表土層松動,地下砂巖性物質堆積地表,這些新翻動的巖土,在風雨作用下極易風化成碎屑,并伴以滑坡、崩坍等重力侵蝕,必將加劇水土流失。
(3)開發項目建設。隨著區域工業化發展,人類活動強度增大,人為踐踏、施工建設等,再加之人們的環境保護意識薄弱及管理混亂,使地表植被覆蓋率下降,土壤抗蝕能力減弱以及棄土棄石亂堆亂放,可動沙源增加,所有這些都加劇水土流失。
在道路建O的施工期間,路基填挖方、取棄土、軟土路基處理和橋梁建設等是公路建設的關鍵工程。鐵路、公路建設可能損壞原有的水土保持設施,破壞當地生態環境而加劇地區水土流失;開挖坡度大或地質構造不良地段后,開挖面或填方處邊坡,在雨水沖刷下易產生崩塌、滑坡而造成水土流失;施工不當或使用大量炸藥爆破,造成地層松動,埋下隱患;以及施工過程中大量土、石隨意堆放,在暴雨沖蝕下也極易產生水土流失。開發建設項目嚴重水土流失造成大量泥沙淤積河床水庫,降低了水利設施壽命和防洪效率,加劇洪澇災害。特別是近數十年來由于不合理的人類生產活動造成的水旱災害、滑坡、崩塌、泥石流等,給國家經濟和人民生活造成了嚴重的危害。
在人行步道和庭園中更應該增加透水鋪面的設計,這樣沒有高載要求的基面我們可以更加注重美觀性,利用許多石塊、卵石、木頭和許多綠色景觀相結合,不但具有良好的透水效果,更有優美的庭院意境。
(3)透水管路。在城市中我們往往沒有辦法單純利用綠化和透水路面來供雨水入滲,此時就需要人工設施來加速降水滲透地表以下,目前常用的設施可分為兩種:①水平式“滲透排水管”;將基地降水集中與滲透排水管中后,再慢慢往土壤內入滲至地表中,達到輔助入滲的效果。透水管的材料大多是蜂巢管、網式滲透管、尼龍紗管、不織布透水管等等,利用毛細現象將土壤中的水引導入管后,再緩緩排出。②垂直式“滲透陰井”。它是垂直式輔助入滲設施,不僅有較佳的儲存滲透效果,也可作為“滲透排水管”之間的連接節點,可阻攔排水過程中產生的污泥雜物,定期清除來保持排水通暢。
5.2.2城市水循環間接措施
(1)雨水花園。雨水花園也可稱之為景觀滲透水池,它兼具庭院景觀效果和儲集滲透兩個優點的措施。做法通常是將水池分為高低水位兩部分,低水位部分底層用不透水材料砌成,高水位四周可以用自然滲透土壤設計來做,下暴雨時可暫時儲存高低水位間的雨水,然后讓雨水慢慢滲透回土壤,水岸四周通常種滿水生植物作為庭院景觀一部分。當然,這些植物的選擇也是有規律可尋,我們可以選擇如美人蕉、香蒲等植物,不僅具有很好的景觀效果,也同時具有凈化水質的作用,這樣就能夠使雨水花園起到更加重要的作用,并很好地將他們應用在凈水和水的再循環利用中(圖5)。
圖5雨水花園做法結構
5.3海綿城市建設
建設海綿城市,首先要了解海綿城市的特點和建設方法。海綿城市主要解決保障水體和水質的循環和合理應用。傳統市政模式認為,雨水排的越多、越快、越通暢越好,而這樣的傳統“快排式”模式并沒有考慮到水的循環利用。海綿城市遵循“滲、滯、蓄、凈、用、排”的六字方針,較之與傳統模式有以下4個優點: 排水防澇洪能力建設; 徑流污染控制;水資源合理利用;生態水景景觀營造。
5.3.1海綿城市建設的必要性
海綿城市的建設,不僅是為了響應國家號召,更是根據城市現狀提出的可行性方案。建設海綿城市,可以大大降低城市內澇積水的問題,也改變以往城市“快排式”的水處理方式,增加水的利用循環,保障了水資源的節約與生態平衡。因此,建設海綿城市是非常有必要的,它有利于改善城市生活環境,增加水循環率,更加有效地減緩城市內澇。
5.3.2海綿城市建設的可行性
我國城市發展速度較快且人口密集,而對于土地的開發也有些過度,“城市的規模像攤大餅一樣的發展”對于自然的破壞強度也更大,因此修復就更難,代價更大。建設海綿城市首先要避免幾個誤區,如“只重視地下不重視地上”、“只重視灰色不重視綠色”或“只重視綠色不重視灰色”。海綿城市建設首先應做好全局戰略規劃,應從法律體系、財稅政策、管理機制、技術與產業體系、人才培養、公眾參與等環節綜合考慮實施。
6結語
構建海綿城市的經濟效益不可小覷。海綿城市建設注重對天然水系的保護利用,大大減少了建設排水管道和鋼筋混凝土水池的工程量。調蓄設施往往與城市既有的綠地、園林、景觀水體相結合,“凈增成本”比較低,還能大幅減少水環境污染治理費用,降低城市內澇造成的巨~損失。相對新城區,老舊城區確實面臨空間條件有限、改造難度大等問題。但相比建設大型地下調蓄池、大規模改造雨水管線等方案,多添置一些“海綿體”反而更具可行性。
而針對黃土高原地區水資源問題可以應用海綿城市概念及技術,將該地區水資源合理利用起來,并保持和諧生態環境。可以根據以往建設城市方案進行改進和借鑒,建設獨具特色的“海綿”黃土高原。
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