城镇建设过程中地表形态资源的珍惜与合理利用

来源 :国土资源导刊 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wkylyf001
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘 要:研究目的:提出解决城镇建设过程中诸多问题的新理念——珍惜与合理利用地表形态资源。研究方法:文献检索法、比较借鉴法。研究结果:定义了地表形态资源,论证了地表形态资源是一种宝贵的自然资源,分析了城镇建设过程中存在的诸多问题,凸显出城镇建设中珍惜与合理利用地表形态资源的特殊意义,借鉴国外先进经验,坚持低影响开发(LID)的要求,以城市洪涝灾害防治为例,给出了城镇建设过程中地表形态资源仿真规划设计的型式与示范。研究结论:珍惜与合理利用地表形态资源是保障城镇可持续发展的关键。
  关键词:地表形态资源;合理利用;仿真规划设计;城镇建设
  “城镇化是现代化的必由之路,是转变发展方式、调整经济结构、扩大国内需求的战略重点,是解决农业农村农民问题、促进城乡区域协调发展、提高人民生活水平的重要途径。”[1] 2012年城镇化率,全国为52.57%,湖南省为46.65%。根据世界城市化的一般规律,我国仍处在城镇化率30%-70%的快速发展期,但将实现从数量型向质量型的转变。
  我国城镇化发展战略是:以城市群为主体形态,就是要以大城市为依托、以中小城市为重点,逐步形成辐射作用大的城市群,促进大中小城市和小城镇协调发展。不管怎样,未来城镇发展在资源节约的前提下,城镇规模的扩大是必然的。然而,在城镇建设过程中,一些生态环境问题越来越突出与严重,如城镇涝滞、高温酷热、干旱缺水、地下水超采及地面沉降、崩塌、滑坡与泥石流、环境污染等。造成这些严重问题的原因多种多样,但一个重要的原因是:地表形态资源意识淡薄,没有敬畏之心,没有好好珍惜与合理利用。
  1 地表形态资源是宝贵的自然资源
  所谓地表形态资源,是指地表起伏的形态及其自然附着物,是一种典型的自然资源。地表起伏的形态,如高山峻岭、丘岗起伏、辽阔高原、一马平川、河湖交错等;自然附着物,如山地丘岗地区的森林、高原上的草被、湿地上的植被等。尽管地表附着物,大多受到人类活动的影响,但是在此特别强调它的自然属性。正如土地利用强调的是其社会经济属性,而土地覆盖强调的是自然属性。
  为何说地表形态资源是一种自然资源?首先需明确自然资源的定义。《中国资源科学百科全书》给出的定义是:“自然资源是人类可以利用的、自然生成的物质和能量。它是人类生存与发展的物质基础。”这个定义的内涵是:(1)自然资源是自然生成物,而不是人类劳动的结果,这点区别于人文资源(社会经济资源);(2)资源的意义在于对人类来说具有利用价值,没有利用价值就不能称为资源;(3)自然资源存在物质与能量两种基本形式。
  因此,认为地表形态资源是一种自然资源,首先是因为地表形态资源是自然形成的,是大自然的恩赐,具体来说是由内营力和外营力相互作用而成。一般内营力(能量来自于地球内部)形成大的地表形态类型,并控制着地表形态的基本轮廓;外营力(能量来自于太阳能)则塑造地表形态的细节,并力图使地表形态展缓夷平。
  其次是因为对人类而言地表形态资源具有重要的利用价值。古代文明均发源于大河流域,如黄河流域、印度河-恒河流域、幼发拉底河与底格里斯河流域、尼罗河流域,是因为河流有灌溉舟楫之便、平原坦荡、交通通畅、土地肥沃。丘岗地区物产丰饶,是因为地表形态多样,组合良好……现在都在提出要打造宜居人居环境,亲水楼盘、山地别墅等售价明显要高,恰好是利用了其有利的地表形态资源的结果。
  2 城镇建设过程中珍惜与合理利用地表形态资源的特殊意义
  2.1 地表形态资源是大自然的恩赐,应心存敬畏
  地表形态资源是地球长期演化的结果,多则几十亿年,少则几千万年与几百万年;是与当地自然环境相协调、相平衡的最佳状态;是大自然的恩赐,应心存敬畏。如洞庭湖区,水网密布,河湖交错,是与其作为一种碟形盆地、地势低洼的状况相适应的,这是该区地表形态资源的特点与优势,这样才能保障雨水季(期)不洪、枯水季(期)不旱。然而,在洞庭湖区围湖造田,掠夺了贮水场所,多水年份或季节,必然溃堤倒垸。人不给水以出路,水必给人以死路。还有洞庭湖区的一些城镇,在建设过程随意地把塘、湖、河道填掉以增加建设用地,必然暴雨一来,城区就一片汪洋,出现“到城区去看海”的调侃,导致严重的滞涝灾害。
  2.2 城镇建设过程中应特别珍惜与合理利用地表形态资源
  城镇景观显著地不同于农村景观。人们为了生产生活的方便,对地表形态资源进行适当的改造是必须的,但现实中,漠视该资源,更谈不上珍惜与合理利用。具体表现在以下几个方面:
  (1)过度的不透水铺装。这种现象较普遍,如大型停车场、活动广场、人行道、建筑物四周等,我国的城市大多采用不透水铺装,改变了自然的地表形态;降雨时雨水不能渗透到地下,没有一个缓冲的时间,于是雨水在低洼地带迅速汇聚,超过下水管道的排水能力,必然出现严重的城市内涝灾害;下水管道迅速把水排入河湖,导致河湖水位陡涨陡落,洪旱灾害时有发生;加上城市建设中随意填掉或侵占河道、湖泊、池塘、湿地等,使蓄水空间缩小,更是雪上加霜。北京“7.21”(2012年7月21日)涝灾记忆犹新(图1),武汉“7.7”景象(2013年7月7日)还历历在目(图2)。还有厦门市民在街道抓鱼,苦中求乐(图6);更有武汉市民在齐膝深的水中下棋,足见其淡定与见怪不怪(图7)。
  北京“7.21”暴雨涝灾造成了北京79人死亡,163处不可移动文物不同程度受损,经济损失共约116.4亿元。[2]与此同时,这场特大暴雨洪灾也席卷了河北省,保定、廊坊等9个设区市的59个县(区)遭受严重洪涝灾害,截止8月5日,266.92万人受灾,34人死亡,18人失踪,农作物受灾面积170.71千公顷[2]。武汉“7.7”暴雨导致武汉全市出现34处较大滞水点,雨水漫入临街店铺与民房,部分区域积水深达到1米,全城49处路段交通受阻,数百辆机动车因进水熄火抛锚。长江隧道也临时关闭[3]。稍作搜索,发现有“千湖之城”的武汉涝灾不断(图3、图4、图5)。   由于不透水面积的增大,导致地表径流不能足量、及时地渗透到地下,使地下水与土壤水不能得到有效补充,不能发挥“地下水库”的调节作用,从而导致有雨就涝,无雨就缺水甚至干旱。一些主要依赖地下水运转的北方城市,不得不靠过量抽取地下水来维持(人口的不断增加更加剧了此过程),使地下水位不断下降,从而导致一系列的问题,如地下水开采掉泵使开采成本不堪重负、地面沉降、海水入侵、地裂缝等。
  随意改变地形。如长沙市的一些房地产楼盘开发,本底是丘岗地形,山上郁郁葱葱,谷底平缓,山塘点缀其中,这是一种与当地气候、水文条件相平衡协调的状态。但极大多数房地产开发商,往往把山上的树木全部砍光,然后把它推平,再建房产,甚至一些别墅楼盘也是如此,这样一方面降低了楼盘的品质,另一方面破坏了地形资源,必能导致灾害的发生与生活成本的提高。
  (2)陡坡开挖。为了获得较多的建设用地,不惜在丘陵山地进行陡坡开挖,破坏了原有的地形资源与力学平衡,导致崩塌、滑坡等灾害时有发生,破坏景观旅游资源。这种现象在城市较普遍(图8),图9为长沙市世界之窗东边陡坡崩塌,在岳麓山去湖南大学北校区的入口处也有因陡坡开挖导致的崩塌。隶属于岳麓山景区的凤凰山与天马山,地形资源破坏严重,各种违章建筑都建到了山顶,脏乱差与社会治安问题突出,成为全国闻名的“堕落街”,大大损害了国家级风景名胜区岳麓山旅游资源质量(图10)。为了恢复地形资源及景观资源,不得不花巨资拆违恢复地形资源及其旅游景观(图11)。
  (3)加重污染,增加污染处理成本。自然界的土壤、植被、湿地均具有自净能力。城市是生产、生活十分集中的区域,也是物质流、能量流、信息流强度大的区域,点源与面源污染均突出,因此污染治理任务重、难度大、成本高。而在城市建设中不珍惜与合理利用地表形态资源,就不能充分利用自然界的土壤、植被、湿地的自净能力,必然会加重污染并导致污染处理负荷及成本的增加。
  以上所述后果也许还不全面,但足以凸显出城镇化过程中珍惜与合理利用地表形态资源的现实意义与紧迫性。作为一种新理念,更具有深远的意义。
  3 城镇建设过程中地表形态资源仿真规划设计及其应用
  如何珍惜与合理利用地表形态资源,因篇幅所限,在此不做全面论述,仅就当前影响大、关注广的城市涝灾的防治方面如何充分利用地表形态资源展开论述。
  据新华社北京(2013)7月21日电,我国力争用5年时间完成排水管网的雨污分流改造,用10年左右的时间,建成较为完善的城市排水防涝工程体系。这是我国面对因全球气候变化导致暴雨等极端天气频发造成了巨大影响与部分城市排水防涝基础设施建设老化、滞后等现实采取的措施。为此,住房城乡建设部已经编制了《城市排水(雨水)防涝综合规划编制大纲》,指导各地编制符合当地实际的综合规划,并将会同发展改革委,在审核汇总各地规划建设任务基础上编制全国城市排水防涝设施建设规划。城市排水防涝设施建设规划编制与实施,究竟会成为治标措施还是治本措施,其分野在于规划设计是否真正珍惜和合理利用了地表形态资源,是否采取了仿真(仿自然地表形态)的规划设计。如果在城市建设中,还是沿用以前的理念,建设工程完成若干年后,必然涝灾回归。
  3.1 国外地表形态资源仿真规划设计与应用典范
  说到城市涝灾的防治,人们往往会惊叹于一些发达国家宏伟的地下排水系统。建成于2500年前古罗马下水道(图12),现代罗马仍在使用。法国巴黎、英国伦敦的下水道系统均建于19世纪中叶,历经150多年的历史,巴黎、伦敦的规模及繁华已今非昔比,然而其下水道系统仍然十分有效地发挥着作用,而今巴黎的下水道系统还成为了著名的旅游景点(图13)。巴黎的下水道均处在巴黎市地面以下50米,纵横交错,密如蛛网,总长2347公里,约2.6万个下水道盖、6000多个地下蓄水池、1300多名专业维护工……难怪雨水到了地面便迅速了无踪影。由于巴黎下水道系统享誉世界,下水道博物馆已成为巴黎除埃菲尔铁塔、卢浮宫、凯旋门外的又一著名旅游项目。日本东京的下水道系统堪称现代化的典范,于1992年开工,2006年竣工,是世界上最先进的下水道排水系统,其排水标准是“五至十年一遇”,由一连串混凝土立坑构成,地下河深达60米[5]。
  当人们津津乐道于这些国家地下排水系统的宏伟、气派之时,却忽略了一个问题:现代的城市规模比过去不知扩大了多少倍,为何古老的地下排水系统还应付自如。个中奥秘恰 好在于城市的发展中,十分珍惜和合理利用了地表形态资源,坚持了低影响开发(LID)的要求,采用仿真规划设计,实现了对于生态的最小影响与最大化利用,合理布局下凹式绿地、植草沟、人工湿地、可渗透地面、透水性停车场和广场、渗透井与地下蓄水池等,利用绿地、广场、“地下水库”等空间蓄滞雨水,真正实现了蓄、滞、渗、净、用、排结合,实现生态排水与综合排水。
  3.2 国外地表形态资源仿真规划设计借鉴与示范
  国外发达国家城镇化起步早、发展快、水平高。城镇化造成区域内不透水面积大增,使其对雨水的滞留能力降低,降雨径流大增,同时洪峰现时间缩短、波型变陡、洪峰流量显著增大,因而使城市洪涝风险度增加。又由于城市经济的迅速发展和城市承灾体的脆弱性,因而使得洪涝灾害日趋频繁,损失显著增加,危害范围放大,内涝损失比例增加等。面对如此严峻的形势,再单纯采用传统方式的防洪除涝措施面临很大困难。一是工程征地阻力日增,这是因为市区内房屋密集,地价高涨,征地困难,费用倍增;二是面对城镇化后洪峰流量倍增,洪水漫溢出槽现象日益频繁的现实,以往行之有效的拓宽、裁直河道、加高堤防等办法,已难以继续采用,这是因为市区河道两岸的土地已经高度利用;三是若从根本上改建现有河道和下水道,不但所需经费将十分庞大而难以承受,而且其发挥效益所需时间太长,不能满足当前的迫切需要[4]。于是,更新观念,因地制宜利用地表形态资源,采用仿真规划设计与新设施已十分重要与迫切。   3.2.1 基于流域整体视角与地形学方法的城市洪涝灾害防治
  首先要采用水动力学方法分析城市所在的(子)流域的汇流与出流状况,摸清洪涝发生规律,放在流域整体背景下统筹城市洪涝的防治(表1)[6]。同时,根据城市地形和河流水系等,合理确定城市的排水分区;建成区面积较大的城市,可根据本地实际将排水分区进一步细化为次一级的排水子分区(排水系统)。系统考虑从源头到末端的全过程雨水控制和管理,与绿地、竖向、水系、景观、防洪等相关专项规划充分衔接。
  3.2.2 城市洪涝防治新设施
  美国在20世纪五六十年代城市化迅速发展,开始建造雨水贮留设施以应对因城市化增大的暴雨径流,70年代进一步发展为建造特大型地下雨水贮留池。日本20世纪70年代以来连续遭受几次大水灾(1974年多摩川、1975年石狩川、1976年长良川),1977年6月开始实行“城市综合治水对策”(图14),开始从防灾、保护水环境、水资源等几个方面全面安排治水措施。日本的“城市综合治水对策”分为硬措施和软措施两部分,其中为减轻城市洪涝灾害而采取的新设施主要为流域贮留设施,其次为流域渗透设施,二者统称为流出抑制设施[7,8]。目前,流出抑制设施已经在发达国家得到了较普遍的推广。
  (1)流域贮留设施
  流域贮留设施包括在城区外建造的较大的贮留工程和城区内利用现有建筑物如公园、广场、运动场、停车场及楼房间空地建造的较小规模贮留设施。
  较大规模的贮留设施有:①游水地、治水绿地。前者是将邻河的大片荒地用堤防围起来形成的,设有溢水道与河流相通,来洪水时临时贮存一部分溢过来的洪水以减轻河道的负担。平时游水地就是公园,供人们在里面休息娱乐。后者是利用市区内绿地,也可以是城市设施如学校、公园、住宅区的绿地空间建成的多目的游水地。
  ②调解池。设置调解池是为了调解城市化造成的水道中增大的径流量。设在地面的、作为河流管理设施的称为防灾调解池;而调解下水道、泵站来流,作为下水道管理设施的称为下水道雨水调解池。防灾调解池可以利用丘陵地区的谷地筑坝而成,在平坦的地方也可以挖地而成,其水面低于地面;下水道雨水调解池一般在地下用混凝土筑成。
  ③地下贮留。一是可以利用部分下水道贮留,下水道是按规划暴雨设计的,发生局部暴雨时可用来贮留部分水量。下水道贮留水是用在其出口设置堰、闸门或在蓄水池用泵站控制容量的。二是当市区很难找到可利用的土地,小规模的贮留设施又容量有限时,在公园、道路、体育场等公益设施的地下,甚至利用住宅楼的地下室建造的雨水贮留设施。因为不希望增加排水量,影响现有排水设施的运行,特别是新建筑物一般均要求设置雨水贮留池。
  ④大型地下河工程。由于城市化速度的加快、防洪标准的提高,特别是沿海大城市须贮留雨水的量太大,空地又少,只好向地下深层发展,开挖巨大的地下贮水隧道,简称地下河。
  小规模的贮留设施:利用公共、公益设施,如花园、校园、广场、运动场的空地建成的贮留设施,一般贮水深度限制在30~40cm,并要求雨后半小时内排干,以不影响其使用功能。住宅区内如利用停车场贮留雨水,贮水深度限制为10㎝,儿童公园为20㎝,校园运动场、楼间空地一般为30㎝,公园水池、高校运动场可为50㎝。各居民户贮留可采取在屋前房后建造贮水渗透池、渗透桩、渗透厢等贮留与渗透结合的型式。
  大规模专用贮留设施的构造型式可分为:①坝式(通常坝高小于15m);②下挖式;③地下式。小规模的(利用现有设施的多是④较浅的下挖式。各种构造型式的示意图见图15。
  (2)流域渗透设施
  在建造流域雨水贮留设施的同时,为保护水资源,防止地面沉降,又发展出许多渗透雨水的设施,它们分别是渗透井、渗透桩、渗透池、渗透厢、渗透U子沟和透水性铺装等。它们的型式见图16。集合住宅区和居民户均可利用楼前屋后的空地建造成排的渗透桩,再用渗透管与渗透厢相连接,渗透不完的水流入下水道。道路旁设渗透U字沟,也和下水管道连接起来,使屋顶和路面的雨水尽量渗入地下(图17)。
  我国正处在城镇化高速发展之中,必然会遇到与发达国家类似的城镇化迅速发展过程中洪涝灾害所造成的新情况、新问题。因此,借鉴和学习发达国家减轻城市洪涝灾害的新设施,具有重要意义。但又必须根据我国城市市情(经济基础相对薄弱、基础设施不完善、人口密度等),遵循因地制宜、先易后难的原则来建设各种设施。目前迫切需要对各城市的土地利用状况、土壤的渗透能力、各种设施的可能设置情况、实施后的运行效果等进行分析评价,搞好现场试验,进行规划设计,并把它纳入城市总体规划和建设规划予以实施。同时,要把借鉴学习与研究创新相结合,设计和建设符合我国城市特点的新设施,要更好地解决这些设施对环境的影响问题和维护管理问题。
  4 结语
  (1)所谓地表形态资源,是指地表起伏的形态及其自然附着物。地表形态资源是一种典型的自然资源,这是因为地表形态资源是自然形成的,是大自然的恩赐;对人类而言地表形态资源具有重要的利用价值。
  (2)城镇建设过程中不珍惜与合理利用地表形态资源,主要表现在过度的不透水铺装、随意改变地形、陡坡开挖等,导致了洪涝灾害、干旱缺水以及因地下水过度开采掉泵使开采成本不堪重负、地面沉降、海水入侵、地裂缝等;导致崩塌、滑坡、泥石流等灾害,破坏景观旅游资源;加重污染,增加污染处理成本等等。诸多问题及其严重性,凸显出城镇建设中珍惜与合理利用地表形态资源的特殊意义。
  (3)以城市洪涝灾害防治为例,借鉴国外先进经验,坚持低影响开发(LID)的要求。城镇建设过程中,珍惜和合理利用地表形态资源,应采用仿真规划设计,从而实现对生态的最小影响与最大化利用,合理布局下凹式绿地、植草沟、人工湿地、可渗透地面、透水性停车场和广场、渗透井与地下蓄水池等,利用绿地、广场、“地下水库”等空间蓄滞雨水,真正实现蓄、滞、渗、净、用、排结合,实现生态排水与综合排水。   (4)基于流域整体视角与地形学方法的城市洪涝灾害防治要求,首先要采用水动力学方法分析城市所在的(子)流域的汇流与出流状况,放在流域整体背景下统筹城市洪涝的防治;同时,根据城市地形和河流水系等,合理确定城市的排水分区。系统考虑从源头到末端的全过程雨水控制和管理,与绿地、竖向、水系、景观、防洪等相关专项规划充分衔接。仿真地表形态资源的防洪除涝新设施主要为流域贮留设施与流域渗透设施,系统地介绍了其布局与设计型式。
  (5)珍惜与合理利用地表形态资源是保障城镇可持续发展的关键。
  参考文献:
  [1] 国家发展和改革委员会主任徐绍史. 国务院关于城镇化建设工作情况的报告——2013年6月26日在第十二届全国人民代表大会常务委员会第三次会议上[EB]. http:\\www.npc.gov.cn, 2013-06-27 .。
  [2] 暴雨侵袭成灾:城市在反思更在行动[EB].人民网, 2012-08-10.
  [3] 武汉遭遇50年一遇降雨. 潇湘晨报,2013-07-08,A07版.
  [4]毛德华,李景报,龚重惠,彭际作. 湖南省洪涝灾害研究[M]. 长沙: 湖南师范大学出版社,2000.
  [5]最牛的城市排水系统. http://wenku.baidu.com/view/535d9b46b307e87101f6967a.html
  [6]William J.Petak, Arthur A. Atkisson(向立云,程晓陶等译).自然灾害风险评价与减灾政策[M]. 北京:地震出版社,1993
  [7]铁灵芝, 廖文根, 禹雪中. 国外减轻城市洪涝灾害新设施发展综述[J]. 自然灾害学报, 1995,4(增刊):228~234.
  [8]铁灵芝, 丁龙江, 廖文根. 城市防洪除涝新设施规划设计方法研究[A]. 本书编辑委员会. 城市与工程减灾基础研究论文集(1995)[C]. 北京:中国科学技术出版社,1996.223~231.
  ※基金项目:2012年国土资源科技项目(湘财建指[2012]284号);湖南省自然科学基金重点项目(12JJ2026)、教育部2012年高等学校博士学科点专项科研基金(20124306110009)、湖南省重点学科建设项目(2011-001)。
其他文献
为给航行中船舶防避热带气旋提供参考,利用西北太平洋1977—2018年的热带气旋资料,分别统计分析了热带气旋近中心最大平均风速、10级和7级大风圈的半径、10级和7级大风圈最大
基础测绘处1在4小时内准备好全省、重点灾害发生地的各种类基础地理信息资料、单位。如相关资料应急保障服务中心没有掌握,在2小时内与相关单位协调好提供相应资料。2负责受理涉密基础地理信息资料的补办申请。3监督应对突发事件的相关部门在突发事件处置完成后,按规定程序将涉密成果销毁并报备。
为提高锚泊安全评价精度,保障船舶锚泊安全,针对传统锚泊安全评价方法未考虑评价等级界限的不确定性和模糊性等问题,将正态云可拓理论应用于锚泊安全评价中。采用层次分析法
国内钢混组合梁桥面板普遍采用钢筋混凝土结构,因其自重大、易开裂、需现浇模板等原因,已不满足桥梁快速化施工和环保的要求。钢混合成桥面板是将钢板和混凝土通过复合剪力键
本文研究了铁基粉末冶金材料的摩擦学性能,研究结果表明:硫化铁基粉末冶金材料基体中均匀分布着软质FeS相,改善了材料的摩擦学性能,实际铁基材料侧板的极限载荷是25MPa,达到
防范化解新时期社会重大风险任务繁重而紧迫,应当从社会发展实践和学术理论探索的结合中谋求突破,深入剖析社会重大风险的缘起历程,清晰界定社会重大风险的内涵特征,系统策应
本文收集了我国部分内河船舶噪声状况的资料,介绍了图外船舶噪声许用标准,并对船舶噪声的各种控制方法作了较详尽的介绍。本文汇集的这些资料,可供船舶消声设计时参考。
"和谐世界"理论是在全球化发展和国际问题不断出现的情况下,中国以积极主动的姿态参与国际政治经济新秩序的建构,在全球治理实践过程中运用创新思维的结晶。该理论倡导和谐的
发表庭外言论是律师采取的一种诉讼策略,意在通过塑造公众舆论影响庭内裁判结果。《中华人民共和国刑法修正案(九)》将律师庭外不当言论入刑不仅在刑法哲学上有违谦抑性要求,在
近年来,随着经济社会的发展和财政收入的增长,各级财政部门逐渐加大了对行政事业单位专项资金的投入力度。为了推进全面实施预算绩效管理工作,进一步提升预算执行的有效性,充