关于城市水环境若干问题的探讨

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　　宁波是一个水乡城市，自故以来宁波城乡水网密布。姚、奉、甬三江构成了宁波水系的总体骨架。在漫长的历史长河中，从某种意义上讲，宁波的河网水系支撑着宁波的经济，多少年来，区域内的河网水系为城市居民的生活和生产提供了就近水源，为减轻洪涝灾害提供通道和空间，为绿地的建设提供基地，为市民创造文体娱乐与亲近自然的空间等方面发挥了不可替代的作用，河流还成为城市交通、运输的主要手段，对宁波的兴衰有至关重要的作用。随着历史的发展，新的运输方式，新的灌溉方式，新的供水方式，新的生活方式逐步使河道原有的功能减弱，而随着城市的发展，使许多河道被污染，被废弃，被填埋，特别是在城镇地区更为严重，致使城市河网的综合能力日趋减弱。直至上世纪90年代后期，在水利部门的强烈呼吁和洪涝灾害的教训下，城市管理部门才逐渐认识城市水环境、城市河网对城市发展的重要性。其实，河流植入城市这块土地不仅仅是它的一些实用功能，更多、更重要的恰恰是她的生态内涵。

　　笔者认为城市规划面临的一个重要课题就是要充分挖掘城市河道的综合能力和文化内涵，赋予城市河道水环境的新功能。从水、桥、岸上做文章，从系统工程的观点做文章，从生态环境角度作水环境文章。

2 水环境的概念

　　在城市扩展过程中，维护区域山水格局和大地机体的连续性和完整性，是维护城市生态安全的一大关键。古代堪舆把城市穴场喻为"胎息"，意即大地母亲的胎座，城市及人居在这里通过水系、山体及风道等，吸吮着大地母亲的乳汁。水处在自然生态系统“七要素”中的中心地位，破坏水格局的连续性，就会切断自然的过程，包括风、水、物种、营养等的流动，必然会使城市这一大地之胎发育不良，以至失去生命。历史上许多文明的消失也被归因于此。因此，在研究生态城市建设的过程中，必须研究水环境体系。

　　水环境的涵义和内容随着社会经济、文化的发展和进步，而逐渐充实完善。水环境的概念有狭义和广义两种理解，狭义的“水环境”指的是水质，目前在城市环境规划指标体系中水环境分项指标主要指城市地表水COD平均值和饮用水水源水质达标率。广义的水环境正如《中国水利百科全书》中所解释：“水环境广义指水圈，而通常则指江、河、湖、海、地下水等自然环境，以及水库、运河、渠系等人工环境”。即包括自然状态下的水资源条件（水资源量、水资源时空分布及其特征等），又包括采用各种工程措施和非工程措施对水进行控制、调节、治导、开发、利用、管理和保护的程度。也就是可以减轻或免除水旱灾害的保障标准，供给人类生产、生活所必需的水源条件和保障能力。因此在研究生态城市时，水环境主要包括自然生物赖以生存的水体环境，抵御洪涝灾害能力，水资源供给程度，水体质量好坏、水利工程景观与周围的和谐程度等多项内容。

3 城市建设给水环境带来的问题

　　城市的可持续发展依赖于二类基础设施。一类是具有前瞻性的市政基础设施建设，包括道路系统，给排水系统等，如果这些基础不完善或前瞻性不够，在随后的城市开发过程中必然要付出沉重的代价。另一类是生态基础设施即生态环境。本质上讲，生态环境是城市所依赖的自然系统，是城市及其居民能持续地获得自然服务的基础，这些生态服务包括提供新鲜空气、食物、体育、休闲娱乐、安全庇护以及审美和教育等等。它不仅包括习惯的城市绿地系统的概念，而是更广泛地包含一切能提供上述自然服务的城市绿地系统、水环境及农业系统、自然保护地系统，它是一个城市生存的底座。这个底座的坚实与否，决定了一个城市与居民的生存状态。

　　宁波市经过二十几年发展，中心城区和副中心城市扩大了，发展了，但发展过程中规划、建设方案、设计中缺乏水环境保护意识，未正确处理好用地紧张、马路经济与水网保护、生态保护的关系，伴随城市发展造成水域填占、水质污染、水土流失相当严重，城市河网水环境遭到破坏并急剧退化，加上河网水环境综合治理规划滞后，长期来填占河道现象非常普遍。在上世纪七十年代前，中心城区河网密布，70~80年出现大填河，至九十年代后期才开始抑制。从江东区来看，填掉了彩虹河、舟孟河、后塘河、大河头、新河头、以及后塘河以北诸多小河，使江东区河网率从七十年代的12%下降到3%。城市道路、桥梁建设过程人为缩窄河道，从鄞东南看，六条道路横贯东西，人为缩窄过水断面达50%以上，形成人为阻水屏障，另外城市开发建设，造成水土流失，使得河道淤积严重，平均淤积深度到0.8m。七、八十年代，在城市发展过程中，大量工业、生活污水直排入河，造成河水污染水质恶化，水生态环境遭到严重破坏。据2001年64个监测站资料分析，水质属I、II类的仅占29.7%，III、IV类的占62.5%，V类占7.8%，水质恶化，导致水网自净能力下降，河道水质富营养化现象普遍。镇海区内河水质达到水体近期功能目标的只有20%，鄞州区内河水质只有25%水体达到近期功能目标。

　　根据多年监测结果的数据表明，由于工业结构布局未能充分研究对生态城市的负面影响，我市的酸雨率大约在60%~70%之间，被国家列为酸雨控制区。随着一批高耗煤项目的新建和扩建，酸雨污染对区域水环境质量的影响日趋明显。

　　近几年，我市城区内河虽然经过整治，面貌有所改观。但城郊结合部河道水环境依然很差，生活垃圾仍不断地向河边倾倒，河道不断缩窄，造成排水不畅；农村由于受到面上农业化肥、农药及沿线工业的污染，水体富营养化，直接导致水葫芦的疯长，影响到河道行洪安全和城市水环境质量，给水生态环境带来极大的危害。又如宁海凫溪上游深圳城镇发展中建设一批化工、金属加工、塑料制品等企业，致使整条凫溪干流水质由原来II类变为劣于IV类，并很难在短时间内恢复成原有水质，导致凫溪1.76亿立方米水量无法很好利用，造成水资源浪费。

　　所以，如同城市的市政基础设施一样，城市的生态基础也需要有前瞻性，更需要突破城市规划的既定边界，城市水环境恰恰是生态基础的基础。因此，必须从战略高度重视水环境综合整治，使其纳入城市总体规划之中。

4 水利工程对水环境的负面影响

　　河流水系是大地生命的血脉，是大地景观生态的主要基础设施，污染、干旱断流和洪水是目前中国城市河流水系所面临的三大问题，而尤以污染最难解决。于是治理城市的河流水系往往被当作城市建设的重点工程。然而，人们往往把治理的对象瞄准河道本身，殊不知造成上述三大问题的原因实际上与人类活动，人们观念直接相关，而与河道水系本身无干。纵观以往几十年工作，有几种观念值得思考：

　　4.1观念之一：河道堤岸硬化及河底衬砌

　　目前，我市城市防洪工程、河道整治工程传统上以浆砌块石和砼工程为主体，采用硬化堤岸河底砌护。这些对行洪排水来讲是有利的，但由此带来水土隔离，将给自然生态带来了严重后果。曾经是水草丛生、白鹭低飞、青蛙缠脚、游鱼翔底，而今已是寸草不生，光洁的水泥护岸，就连蚂蚁也不敢光顾。水的自净能力消失殆尽，水－土－植物－生物之间形成的物质和能量循环系统被彻底破坏；自然状态下的河床起伏多变，基质或泥或沙或石，丰富多样，水流或缓或急，形成了多种多样的生境组合，从而为多种水生植物和生物提供了适宜的环境。我们认为，无论规划、设计者，宜从观念上来更新、减少这类负面影响。

　　4.2观念之二：裁弯取直

　　以前的水利规划中为加快洪水宣泄速度，曾有太多的裁弯取直，小浃江裁弯、规划中的杀鸡湾裁弯、余姚城区水闸下移以及城市建设使很多弯曲城区河道变成顺直，而古代"风水"最忌水流直泻僵硬，强调水流应曲曲有情。只有蜿蜒曲折的水流才有生气，有灵气。现代景观生态学的研究也证实了弯曲的水流更有利于生物多样性的保护，有利于消减洪水的灾害性和突发性。一条自然的河流，必然有凹岸、凸岸、有深潭、有浅滩和沙洲，这样的河流形态至少有三大优点：

　　其一，它们为各种生物创造了适宜的生境，是生物多样性的景观基础。

　　其二，减低河水流速，蓄洪涵水，消弱洪水的破坏力。

　　其三，尽显自然形态之美，为人类提供富有诗情画意的感知与体验空间。

　　4.3观念之三：河道拦坝蓄水

　　至少从战国时代开始，我国祖先就已十分普遍地采用作堰的方式引导水流用于农业灌溉和生活，秦汉时期，李冰父子的都江堰工程是其中的杰出代表作。我市也有很多地名以堰为名，最著名的是唐朝的它山堰，但这种低堰只作调节水位，以引导水流，而且利用自然地势，因势利导，决非拦截河道，这样既保全了河流的连续性，又充分利用了水资源。事实上，河流是地球上唯一一个连续的自然景观元素，同时，也是大地上各种景观元素之间的联结元素。通过大小河流，使高山、丛林、湖泊、平原直至海洋成为一个有机体。拦腰水坝已经给这一连续体带来了很大的损害，并已引起世界各国科学家的反思。当水流穿过城市的时候，人们往往不惜工本拦河筑坝，以求提高水位，美化城市，从表面上看是一大善举，但实际上有许多弊端，这些弊端包括：

　　其一，变流水为死水，富营养化加剧，水质下降，如不治污，则往往臭水一潭，丧失生态和美学价值。

　　其二，破坏了河流的连续性，使鱼类及其它生物的迁徙和繁延过程受阻。

　　其三，影响下游河道景观，生态环境破坏。

　　其四，丧失水的自然形态，水之于人的精神价值决非以量计算，水之美其之丰富而多变的形态，及其与生物、植物及自然万千的相互关系，城市居民对浅水卵石、野草小溪的亲切动人之美的需求，决不比生硬河岸中拦筑的水体更弱。城市河流中用以休闲与美化的水不在其多，而在其动人之态，其动人之处就在于自然。

　　其它对待河流之态度包括盖之、填之和断之，则更不可取。治河之道在于治污，而决不在于改造河道。

　　4.4 观念之四：水利工程的单一性

　　传统的水利往往比较单一，以单一的工程建设为主，缺乏与周边环境、周边功能的协调，水利工程往往以“傻、大、粗”而出名，缺少美学观点。传统水利立足在农村，与城市接触较少，设计时往往只考虑水利工程满足了人们对于水的各种不同的需求，但是水体自身的需求常被忽视。水的需求是它喜欢留在一个完整的、健全的生态系统之中。人们为了控制水流，或者改变了自然的水生态系统，或者把水从生态系统中分割出来，放到了一个在空间由人工设定的特定的或规则的形状中，再用人工材料如混凝土、金属、塑料等材料为水体制作出的某种人工环境。当水体在改变的生态系统中或在某种人工环境中，水体脱离了生物群落，自净能力降低，稍有外界干扰因素的出现，比如污水加入，水体的腐败就将是时日早晚的问题。

　　在自然河流的横断面上，浅滩与深潭相间，也显示出多样性的变化。改造过的河床常用输水性能好又便于施工的梯形断面等规则断面，使得水流流速均一化。另外，河道疏浚工程，往往忽视原有河道断面的生态合理性，也使得河道断面出现均一化倾向。这些都可能使生物群落失去栖息生长的条件。需要强调的是，河流形态的多样化是生物物种多样化的前提。河流形态的规则化、均一化，会在不同程度上对生物多样性造成影响。

　　以往的治河工程着眼于河流本身，往往忽略了河流湖泊与岸上生态系统的有机联系，忽视了河流周围的生物群落的存在，也常常忽视了整治后原有生物群落的恢复。

　　渠道或改造过的河道断面、江河堤防迎水坡面采用硬质材料，如混凝土、浆砌块石等，使得植物难以生长，进而又影响到鱼类、两栖类动物和昆虫的栖息，而这些动物又是鸟类的食物，于是食物链就此中断。

　　在城市水域整治的景观建设中，往往将水流置于诸如楼台亭阁等混凝土与砌石形成的人工环境之中，目的是使人们赏心悦目，取悦于人的感官。这种人工环境也使河流失去了自身的美学价值和生机勃勃的河流的生命。

5 城市水环境治理对策

　　水环境治理与保护是一个政策性强，涉及面广、关系复杂的系统工程，必须按照可持续发展战略和系统科学思想，将水环境整治融入社会经济发展中，实施生产过程控制和末端治理相结合、开发与保护相结合、流域与区域相结合的协调共进的总体战略模式。根据近年来参加这方面工作的体会，要抓好城市水环境整治，宜从以下几方面着手：

　　5.1转变观念，拓宽思路，以综合整治出发，抓好规划

　　规划是龙头，这是众所周知的。现代城市的目标是生态型的，因此水环境整治规划必须以生态型、高起点、前瞻性为目标。城市河网水环境整治宜以“满足、恢复、改善、拓展”为原则，做到安全、资源、环境有机结合，保持同社会经济发展和人民生活水平提高以及城市、镇村发展规划相协调。在具体工作中应遵循自然、历史规律，不宜过大过多破坏自然习惯，即遵循水的自然运行规则。

　　处理好总平面布置，即根据流域综合规划、水资源规划、城市总体规划及功能区划分规划等，研究分层、分类水系走向、沟通的布局，使之具有可能性和可行性，应着重研究河网水系的通、流问题，即水体进出流动、补水办法和措施。

　　要十分注重城市扩大、下垫面条件改变情况下，城市雨水调蓄问题，确保一定的水面率。就宁波市来讲，我们认为中心城区≥6%，规划城区与农村控制在8~10%是合理的。在竖向布置上，除空间、景观协调外，还必须注重地面竖向标高的控制，一般以城市防洪、排涝标准下的洪水位加超高决定。强化治污措施，通过纳污能力分析，提出治污要求，最终消除污水直排水体、使水质达标。此外还必须重视总平景观布置和河道功能拓展问题，使城市河网水环境最终达到“岸清水绿、通、流、游”。

　　5.2 改变设计理念，克服单一性的传统观念，强化生态、环境要求，搞好水工程的设计

　　传统的水利设计一般注重单体工程，近年来虽开始注重与周边环境协调，但从现代水利、城市水利角度衡量，尚存在欠缺，因此有学者提出，水利进城、要搞好城市水里，为生态城市建设服务，要研究建立生态水工学，不无道理。笔者认为水环境工程设计宜围绕“满足、恢复、改善、拓展”原则，改变设计理念，跳出单一水利工程设计的旧思路，从综合整治角度搞好设计。对骨干河网布置、断面尺寸选择上，通过水力计算，结合流域、城市防洪、城市总体规划、水资源规划确定，以达到满足安全要求；对支、细河网设计，宜从河网率、城市雨水调蓄之间关系着手，做到通、蓄兼顾。在线路上，骨干河道不宜过分强调笔直，而提顺直为妥，细化支河，以保持自然弯曲，适当整治，使之总平设计达到“排得出、引得进、水流畅、河道顺、环境美”。对断面结构选择上，宜以“软硬”结合为前提，按不同区域、不同位置、不同地质，从纵、剖、面、立四方面进行比较，以做到亲水性、安全性、协调性（所谓“软”指得是大斜坡、生物护坡；“硬”是指刚性体护岸）。为达到这个要求，水工设计者宜认真研究河网、水环境及周边城市功能，对不同的功能区（商住、学校、公园、园区、农村）对水环境要求进行断面布置和选择，以达到环境、生态和谐的目的。对于为满足行洪安全的骨干河道、支河、细化河网的护岸问题，除遵循因地制宜，区别对待的原则外，还应根据地质条件、地块条件和环境条件的要求，若按重力挡墙设计时，建议从亲水性角度考虑护岸墙顶高程，不宜太高，高程宜控制在正常水位以上0.2m左右，当然山区河道另当别论。

　　5.3河道清淤经常化河道底污泥疏浚不仅可使蓄水量得到有效的恢复，而且可大大减少水体的有机污染，是河网水体变清。从我市实践看，这条是综合整治中行之有效的措施之一。

　　5.4湿地在城市生态系统中的作用十分重要，因此，在水环境整治设计中要合理进行保护，结合地块开发，功能区划分和防洪、排涝、蓄水要求，协调处理湿地保护。

　　5.5流水不腐、户枢不蠹。搞好水环境整治，水体搞活是关键措施之一。除规划中要有通、流总体安排外，具体措施中要十分注重调水、配水和补水工程设计，在截污、治污的基础上，通过合理配水和补水，使河网水体活起来，达到恢复和改善水质的目的，为恢复自然生态奠定基础。

　　5.6加强河道环境管理十分重要，根据我市实践，采用市场化操作，专业队伍承包管理维护水面洁净是个有效办法。但这个措施是建立在人们素质提高、截污、除污、垃圾集中处理的基础上。对于面广量大的农村或城郊河网，面污染治理、垃圾集中处理更须政府和群众的共同努力，这里有一个社会理念的改变问题。农村生态环境保护和治理规划和实施，对源头进行控制，可有效地促进城市周边水环境的改观，这是搞活城市水环境的又一个基础条件。