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水利工程论文河流与城市生态系统摘要河流是城市生态系统的重要组成部分。本文分析了河流具有的供应水源、提供绿地、保护环境、旅游娱乐、交通运输等各项生态功能,指出保持河流的自然地貌特征、维持自然水文过程、控制河流水污染、综合规划河流是发挥河流在城市生态系统中作用的基本方法。关键词河流城市生态系统城市生态建设人类诞生伊始濒水而居,近水而种。河流与城市的发生、发展息息相关,河流或穿城而过,城市或滨水一侧。在远古时代河流就为城市提供了稳定的水源和肥沃的土壤,后来,随着水上交通工具的发展,河流成为了城市物资运输的重要通道在近代工业化阶段,河流对城市的作用更加重要,不仅成为水源地、动力源、交通通道,而且是污染净化的场所在现代,城市生态化成为城市建设的主流,在其生态建设过程中,河流显示出不可替代的意义。河流对城市的繁荣与衰落,对城市社会、经济、环境协调发展有至关重要的意义。1河流与城市生态城市生态建设就是城市模拟自然生态系统,创建一个物质循环畅通、能量流动高效、系统过程稳定、结构和功能协调的生态系统,为城市人口提供一个与社会和自然发展相匹配的、持续稳定的物质环境,保证城市人口的身心健康发展。河流本身所具备的物质静态和动态特性,为城市生态提供了一定的基础。1.1河流与城市水源水在人类生活中是必不可少的物质之一,许多城市人均用水量除工业用水已达到100L/d人以上,如此庞大的用水量从就近河流中引取,具有投资少,稳定性高等诸多优势。城市生产中所必需的大量的各类工业用水从就近的河流中解决,也具有明显低成本、高稳定的优势。地下水可以作为城市的水源,但是地下水安全性、卫生性、稳定性,经济高效性等方面都无法与地表河流相比,且城市地下水在很多情况下,大部分补给量仍来源于河流,河流水量的减少、水质的恶化均会影响到地下水量的时空分布和水质的时空分布,且大量使用地下水,将不可避免地引起地面沉降而加剧地质与洪涝灾害。尽管人类可以远距离调水,但是伴随而来的将是高的供水成本。可以预见,河流在未来仍是城市生产和生活用水的最佳水源。1.2河流与城市热岛效应人们由于固有的群居性或共同防御的需要而向城镇集中以来,就试图改变其周围的环境。在建设城镇的过程中,人们剧烈地改变地表下垫面性质。结果,地表上的幅射平衡改变了,空气动力糙率的变化影响着空气的运动工业和民用供热以及机动车辆大量排热,城市热岛效应强度正变得越来越大。河流水体的高热容性、流动性以及河道风的流畅性,对城市热岛效应减弱具有明显的作用,城市温度夏天剧烈升高和冬天的剧烈降低的幅度将在城市水体的抑制下变得较为温和。1.3河流与城市洪涝灾害城市洪涝灾害的发生频率与强度,近年来均明显增加,这与河流泄洪功能减弱密切相关。不恰当的城市开发使许多河流的河道越来越窄、河网越来越被分割,废物倾倒使河床越来越高,河流正常的自然地理过程被打乱,严重影响了河流本来所具备的泄洪功能,加剧了洪涝灾害。而城市化过程中,不透水面积增加和敷设排水管道,引起径流量增加,峰现时间提前和增多洪峰流量发生的频次,使城市区域水文特征发生显著的变化,这更需要河流有较强的排洪能力。1.4河流与城市绿化城市绿地诸多生态功能,受到城市绿地量微小的制约而不甚明显,城市绿化土地的机会成本高,使得城市绿地建设也受到土地的限制,且城市环境的变化也使得城市绿地建设和管理技术难度加大,而河流两岸、河心沙洲为城市绿地建设提供了有利的自然条件和社会经济条件,将河流两岸建设成为城市绿带,已经成为许多城市绿地建设成功的基础。伦敦的泰晤士河、巴黎的塞纳河便是成功的典范。可以说河流的绿化基地功能在未来会变得越来越明显。1.5河流与城市景观城市景观多样性对一个城市的稳定、可持续发展以及人类生存适宜度提高均有明显的促进作用。河流影响和丰富人类精神领域的最突出表现是其景观效应,或者说河流除作为物质资源水源外,还是一种刺激感观、活跃情操、平心静气的精神资源,是分布广泛而又作用突出的景观资源。河流及其自然特征,明显有别于以水泥和钢材为主要材料的街道、楼房和汽车等的城市景观,河流的物质特性、形态特性、功能特性的介入,将提高城市景观的多样性,为城市的舒适性、稳定性、可持续性提供了一定的基础。1.6河流与城市生物多样性城市物种多样性的保护已成为全球生物多样性保护的组成部分之一。河流与城市常见景观有较大差异,形成城市中特殊的生物生境,也形成城市中物种多样性较高的区域。河心沙洲和河流两岸的绿地,为较多种类的动、植物提供了栖息、生存和繁衍的场所同时河流本身又为城市带来了大量的水生动、植物生存的自然环境。河流已经成为城市生物多样性存在的重要基地。保护河流的物种多样性,对维持城市生态系统的持续、稳定和发展有支持作用。1.7河流与城市交通城市交通是城市建设密切关注的内容之一,城市交通用地紧张、城市道路环境容量狭小,已成为交通建设的制约。河流两岸的岸堤以及河流穿市而过的分布格局、大面积的开敞空间,为城市交通建设提供了路基,也为防止交通线两侧的大气、噪声污染提供了环境容量。国内许多河流两岸的交通线已经成为城市交通主干线,未来的城市交通建设如能充分利用河流空间,将起到节约投资、提高效率、保护环境的作用。另外,开发河流的水运功能也会在一定程度上缓解城市交通紧张的局面。1.8河流与城市文体娱乐城市中文体娱乐场所的稀少、自然区域的消失,已经严重影响了城市人口的生活质量,河流可为缓解这种局面起到一定的作用。水上各种运动的开展,可提供新的文体娱乐形式,河流两岸、河心沙洲的自然景观提供了亲近自然的场所,在城市人口单调的生活环境中,河流的自然特征,无疑具有很大的吸引力。总之,河流作为城市系统中的一种自然地理要素,其生态建设意义多种多样,已经和正在被城市建设者所关注,其生态功能的应用,也逐渐被引入到生态城市的建设中。2城市生态建设与河流开发应用2.1保持河流本来的自然地貌特征河流形态、河床地貌是河流发育过程中形成的一种自然特征,其过去、现在和将来严格受河流自然地理发育过程的控制,且经久不变地作用其中。人类开发利用河流资源包括利用河岸地貌资源,必须遵循其自然规律。城市河道地貌的变化,直接影响到城市生态建设。大量建筑在季节性的河道上建成,加剧了城市洪涝期间的灾害强度,如湘南地区99,洪水不仅推毁了郴江两岸的碍洪建筑,也使郴州市遭遇了建国以来最大的一场灾害,损失惨重河道的狭窄化使河流水文特征、泥沙输送堆积方式发生变化,加剧了河岸护理难度城市河道的人为改变,影响了城市地表水和地下水的时空分布,也影响到整个城市的水源状态,如兰州市50年代,黄河南北两个河道的合二为一,使得后来靠南河补给的地下水补给水减少,高矿化水侵入,致使自来水厂的大量水井供水量下降,供水水质不适合饮用,造成极大的损失,而原来的南河河道由于地势较低,平时是污水集聚地,洪水时是洪涝灾害的首先袭击之地。因此,维持城市河道地貌形态的本来面貌,对于一个城市系统整体的稳定性有至关重要的作用。2.2维持河流的水文特征河流水文循环是河流的时序特征,河流的流速、流量的季节性变化与河流两岸居民、河流两岸工农业生产及河流生物的季节变化节律相匹配,河流水文特征人为改变后的状态和依靠河流而生的生态系统节律不相匹配,直接导致城市生态系统的变化。最明显的例子是河流上游水库的兴建,使得河水温度变幅变小,河流流量均化。现以兰州市为例,冬日河水的温度变高,使城市起雾频率与强度加大,影响城市生活、生产与环境。而河流流量的均化,使得春季枯水季节出露的沙洲变小、消失,许多候鸟失去了家园,原来许多靠洪水生存的大片林地只能枯死,而原来河流季节性水量变化所抑制的许多有害生物物种却在较少变化的环境中时常爆发。这直接导致整个城市生态系统的改变。河流水文特性的变化经常地与河道地貌变化紧密相关,保持河道地貌在许多情况下也保证了河流水文特征。城市生态建设中,评价河流水文变化对城市的影响,可为许多大型水利工程尽量减小或者通过管理来弥补其负面影响有建设性的意义,也为城市许多生态问题的治理提供依据。2.3严格控制河流污染由于城市化进程的加快,河流的水污染从污染类型到污染强度都在加大,中国大陆80以上的河流受到污染,许多大江大河的城市段已达不到Ⅲ类水水质标准,鱼虾生物基本绝迹,而代之以适应污染的各类底栖微小生物类群,河流水体的颜色、气味均不同程度的恶化,部分河流甚至成为污水通道。城市景观由于水质受到污染,景观质量下降,严重影响了河流两岸居民的身心健康。水质污染导致河流及其两岸的生物多样性下降,特别是一些对人类有益的或有潜在价值的物种消失。河流的生态功能一定程度上依赖于河流水质的清洁,河流如果成为城市排污场所,意味着河流生态功能的消失,河流只剩下排污的功能,对城市的生态建设将是致命的威胁。2.4综合规划,协调河流与城市建设的关系河流作为城市的一个自然地理要素,是城市规划与建设中必须考虑的一个重要因素,而城市建设反过来对河流也有显著的影响。沿河的土地利用方式既受河流的影响,也对河流的各种功能产生作用。在城市规划与建设中既要尊重河流的自然规律,也要充分开发河流的各项生态功能,使其更好地为城市发展服务。这就要求综合规划河流,对河流进行适当的功能定位,在功能定位的基础上协调各类功能,让河流的自然规律与城市发展相匹配,保证城市的可持续发展。3结论河流具有供应水源、提供绿地、保护环境、自然保护、旅游娱乐、交通运输等各项生态功能,对城市生态建设有重要意义。河流的自然地理规律是河流生态功能发挥的基础。尊重河流的自然规律、维持河流的地貌和水文特征、保证河流水质、协调城市建设与河流的关系,是城市生态建设过程中的基本方法和出发点。参考文献1周淑贞。城市气候学M。北京气象出版社,19932072152杨凯,袁雯。环境水文与城市M。北京气象出版社,199313173吴雅琴,胡秋发。洪水对自然生态系统影响简析J。湖南水利,1998,(2)30314英M.J.霍尔。城市水文学M。南京河海大学出版社,19891432,1431945李佩成,薛惠锋。论景观水资源J。水科学进展,1995,6(4)336340OnRiverAndUrbanEcologicalSystemAbstractRiver,asanimportantcomponentofurbanecologicalsystem,hasmanyrolesinurbanecological,Inacity,notonlycanitbeusedaswaterresource,greeningplace,naturalarea,trafficspace,butalsoitcanenhancetheurbanspeciesandlandscapediversityandcanreducetheeffectsofhotislandandfloodwater,Forimprovingthesignificanceofurbanriverinurbanecologicalconstruction,thenaturallandformandhydrologymustbemaintained,thewaterpollutionmustbecontrolled,therelationbetweentheurbanriverandtheurbanconstructionmustbeharmonized.Keywordsriverurbanecologicalsystemurbanecologicalconstruction
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奋斗不息上传于2013-12-12

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