湿陷性黄土地区海绵城市建设研究

苗永贵

摘要：随着城市化进程不断推进，湿陷性黄土地区的土地利用面临着日益严峻的考验，而海绵城市建设正是为了应对这一挑战而崭露头角的创新理念。本研究的焦点在于探讨湿陷性黄土地区海绵城市建设的概念和原则，以全面理解如何在这一特殊地质环境下，通过综合性城市规划和水资源管理策略，实现可持续发展和生态保护的平衡。通过深入研究湿陷性黄土地区的地理特征、环境问题和可行性方案，本研究旨在为未来城市发展提供有益的指导，以确保湿陷性黄土地区城市的健康和可持续增长。

关键词：湿陷性黄土地区；海绵城市；水资源管理

引言：城市化是当今世界发展的主题之一，然而，城市化对水资源管理和生态环境也造成了一些不良影响。湿陷性黄土地区位于我国的西部，其地质特点决定了在城市建设过程中必须克服独特的挑战。这一地区在城市规划和建设中必须面对洪水、土地沉陷和生态环境保护等问题。为了应对这些挑战，海绵城市的概念应运而生，它旨在通过合理的城市规划和绿色基础设施的建设，提高城市的抗洪能力、水资源管理效率和生态环境质量。

1 城市化对水资源管理和生态环境的影响

1.1 水资源需求增加

城市化的持续推进带来了人口增加、工业化和农业发展，这些因素共同导致了对水资源的急剧增加需求。在本来就存在水资源短缺问题的湿陷性黄土地区，城市化进一步加剧了水资源紧缺的局面，产生了多方面的影响。首先，城市人口的增加使城市供水系统面临更大的压力。供水设施和基础设施需要不断升级和扩展，以满足不断增长的城市人口对清洁饮用水的需求。工业化的推进对水资源的需求也愈加显著。工业生产和制造业需要大量的水资源，从而引发了与水资源采集和供应相关的问题，如过度抽取地下水、水质污染等。同时，农业的发展同样加剧了水资源紧缺。现代农业生产对灌溉水的需求大幅增加，这对本已有限的水资源供应构成了额外压力。

1.2 生态环境破坏

城市建设的迅猛扩张常伴随着大面积土地的开发，这不可避免地导致了生态环境的破坏。特别是在湿陷性黄土地区，生态系统容易受到极大的影响，出现了一系列严重问题，对生态环境造成了负面冲击。土地的大规模开发导致了原本自然生态系统的破碎和丧失。树木被砍伐，湿地被填埋，这不仅破坏了野生动植物的栖息地，还中断了生态链条，影响了生物多样性[1]。另外，土地沉陷成为严重问题。城市建设过程中，地下资源的开采和水资源的过度抽取导致地下水位下降，土地沉陷不可避免。这不仅损害了土地的农业生产能力，还对城市基础设施和建筑物造成威胁，引发了安全隐患。

1.3 洪水风险增加

城市化过程中，大规模土地开发和城市扩张对城市的洪水风险产生深远影响。这一现象涉及多个关键因素，直接威胁城市社区和生活质量。在传统农村地区，自然地表可以吸收和排放雨水，减少了洪水风险。然而，城市地区的大面积铺设道路、建筑物和停车场等硬质表面会减少自然排水，导致雨水快速汇聚，难以迅速排除，从而增加了洪水风险。城市化过程中，绿地和湿地区域的减少削弱了自然洪水防御系统[2]。湿地和自然绿地可以吸收雨水，减少水流速度，帮助控制水位上涨。城市化导致这些关键生态系统的破坏和减少，使城市更容易受到洪水侵袭。最重要的是，这一趋势削弱了城市的抗洪能力。城市扩张通常涉及规划不足、不合理的城市发展，缺乏有效的洪水管理系统。当洪水来临时，城市可能无法妥善应对，导致灾难性后果，包括财产损失和生命安全威胁。

1.4 水资源浪费

城市化过程中，建筑和基础设施的发展往往未经充分考虑水资源的有效管理。缺乏高效的供水和污水处理系统，以及老化的水管网络，可能导致水资源的损失和浪费。漏水、管道损坏和非法取水等问题都会增加水资源的浪费。城市居民的生活方式也对水资源浪费起到了一定作用。高浪费水资源的行为包括频繁的浪费用水、长时间的淋浴、不合理的冲洗和不断运行的水龙头。这些行为不仅增加了个体的水费支出，还放大了城市整体的水资源浪费问题。最终，水资源的浪费对环境和社会产生了负面影响。过度抽取地下水可能导致地下水位下降，地质沉陷和土壤盐碱化。

2 海绵城市概念和原则

2.1 雨水管理

海绵城市是一种城市规划和管理理念，旨在更有效地处理雨水，降低洪水风险，提高水资源的可持续利用[3]。我国作为一个拥有众多城市的国家，已经采取了一系列措施来实现雨水管理的海绵城市理念。一个典型的例子是上海，这座城市位于长江口地区，常年面临着洪水和城市内涝的威胁。为了解决这一问题，上海采用了多种海绵城市技术。首先，他们建设了大规模的雨水收集系统，将雨水从建筑物和道路表面导入储水设施。这些设施可以存储大量雨水，用于城市绿地灌溉和景观设计，减少城市的用水需求。还有，我国的南水北调工程也可以看作是雨水管理的一种形式。这一工程将长江水引入北方干旱地区，减轻了北方城市的用水压力，实现了跨区域的水资源调配。

2.2 绿色基础设施

绿色基础设施是海绵城市理念的核心要素，旨在构建更具生态友好性和可持续性的城市环境[4]。在我国，许多城市已经积极采用这一概念，以改善城市的生态系统容量。其中，绿色屋顶是一个重要的绿色基础设施，它将城市的屋顶空间转化为生态系统，提供许多益处。上海的世博会中心就采用了大面积的绿色屋顶，有效降低了城市的能耗和二氧化碳排放，同时改善了城市的空气质量。另一个重要的绿色基础设施是植被覆盖。南京的雨花台区通过大规模绿化项目，将城市的建筑物和街道覆盖以大片植被，这不仅美化了城市环境，还有助于减少洪水风险，提高空气质量，并提供了休闲和娱乐的场所。湿地公园也是绿色基础设施的重要组成部分。北京的亚洲奥林匹克公园是一个杰出的示范，它将一片废弃的煤矿地改造为一个拥有湿地、湖泊和植被的城市公园，提供了重要的生态功能，如水质净化和野生动植物栖息地。

2.3 生态恢复

海绵城市概念旨在通过采用可持续的生态恢复和保护方法来应对城市面临的水资源和环境挑战。在这个背景下，强调了保护湿地、自然河道和生态系统的重要性，以维护城市的生态平衡。这一理念的实施带来了众多积极影响。湿地保护是海绵城市的核心，湿地不仅提供了自然的雨水收集和过滤系统，还是多样性生物栖息地。例如，城市可以通过恢复湿地来净化雨水，减少洪水风险，并提供鸟类和水生生物的栖息地。这有助于维护城市的生态平衡，减少了城市的生态脆弱性。其次，保护自然河道有助于维护城市的水资源可持续性。城市可以通过恢复自然河道来改善水质，减少土壤侵蚀，并提高城市景观的吸引力。自然河道的保护还可以提供适宜的休闲空间，增加市民与自然互动的机会。此外，生态系统保护是关键的，因为它们为城市提供了各种生态服务，如空气净化、温度调节和食物生产。通过维护森林、草地和湖泊等生态系统，城市可以确保这些服务的可持续供应，从而改善市民的生活质量。

3海绵城市概念和方法

3.1智能城市和信息技术

智能城市技术为城市提供了更智能、高效的方式来监测和管理雨水、水资源和环境。一种典型的应用是通过广泛使用传感器网络和大数据分析来实时监测雨水的流动，以便更及时地应对降雨事件。这不仅有助于洪水预测和风险管理，还可以减少洪水对城市的不利影响。智能城市技术还可以用于优化供水和排水系统。通过智能监测和控制系统，城市可以更有效地分配水资源，减少浪费，提高供水系统的效率，并降低用水成本。这对于缓解水资源短缺问题以及改善水质具有重要意义。此外，城市可以利用地理信息系统来分析土地利用、交通流量、环境质量等数据，以更智能地规划城市基础设施和交通系统。这有助于提高城市的可持续性、改善居民的生活质量，以及减少城市的环境影响。

3.2社区参与和教育

通过积极的社区参与和有针对性的教育活动，城市可以实现更广泛的可持续发展目标，并确保居民理解和支持海绵城市理念。社区参与的一个示例是雨水管理合作项目。社区居民可以积极参与雨水管理，例如在自家屋顶安装雨水收集设施，将雨水导入周边的绿地或雨水花园。这不仅有助于降低雨水径流，减少洪水风险，还能改善社区环境，提供更多的休闲空间。同时，社区居民可以参与维护和保护绿色基础设施，如公园、湿地和植被，以确保它们持续发挥生态功能。除此之外，城市可以组织研讨会、讲座和培训，向居民传授海绵城市理念的基本知识，强调雨水管理、生态系统保护和水资源可持续利用的重要性。举例来说，城市可以开展学校项目，教育学生如何在校园中参与雨水管理，激发下一代的环保意识。

3.3跨部门协作和政策支持

海绵城市的构建需要多部门之间的密切协作以实现综合规划和可持续发展目标。这种协作涉及城市规划、水资源管理、环境保护等多个领域，并需要政府的政策支持来确保一致性和有效性。政府在海绵城市发展中政策支持是必不可少的，以鼓励城市采用海绵城市理念。政府可以制定税收激励政策，提供资金支持或减免建设许可费用，以鼓励城市采取可持续的雨水管理和绿色基础设施措施。例如，政府可以推出奖励计划，为采用雨水收集系统的建筑提供奖金或减免水资源费用。政策支持还包括建立规范和标准，以确保海绵城市项目的质量和效益。这种政策框架不仅鼓励城市改进现有基础设施，还促进了城市可持续性、生态平衡和韧性的发展。

结束语：

总之，湿陷性黄土地区的海绵城市建设研究具有极大的重要性，这一研究将在改善城市水资源管理、减轻洪水风险、提高环境质量、维护生态平衡和增强城市韧性等方面发挥关键作用。通过采用海绵城市理念，结合智能技术、绿色基础设施、社区参与和政策支持，我们可以实现更加可持续和适应未来挑战的城市发展。湿陷性黄土地区不再仅仅是城市面临的问题，而是机遇，可以借助创新和协作，实现更健康、宜居和可持续的城市未来。

参考文献：

[1]胡志平,温馨,张勋等.湿陷性黄土地区海绵城市建设研究进展[J].地球科学与环境学报,2021,43(02):376-388.

[2]李昌镐,侯精明,刘海松等.湿陷性黄土地区海绵城市建设湿陷性风险模拟评估研究[J].水资源与水工程学报,2021,32(01):220-225.

[3]马越,胡志平,姬国强等.湿陷性黄土地区海绵城市建设雨水渗蓄风险防控若干问题探讨[J].给水排水,2020,56(09):70-77+92.

[4]牛樱.自重湿陷性黄土地区海绵城市建设特点[J].城市道桥与防洪,2020(07):160-164+20.