（水利工程专业论文）城市化进程中河流综合管理的理论及应用研究——以上海长宁为例.pdf

摘要 摘要 随着城市化进程的深入，世界各国的河流都经历了不同程度的干扰和损害，城市水环境受 人为活动影响最为严重，特别是人类大量的建设活动造成城市水体的大量消亡，河流水质的恶 化、形态结构破坏、水文条件变化以及水生生境退化等种种问题尤为突出，引起了国际上的广 泛关注。从环境科学、水利科学及生态学的交叉视角，采用理论与实践相结合的方法，寻求有 效的城市河流综合管理手段，具有重要的理论及现实意义。 论文回顾了城市化进程对河流生态环境的影响，全面剖析河流管理的发展历程及其趋势， 认为当前国外发达国家的河流管理已从单一注重河流的开发利用转变到包含河流环境管理更 广泛的目标，即通过流域管理的手段，借助新技术的应用，吸引公众的广泛参与，达到河流生 态、河流环境的保护和恢复的目的。 论文在理论与实践经验总结的基础上，构建平原河网地区城市化进程中的河流综合管理模 式：( 1 ) 建立社会化的水务管理机制：( 2 ) 坚持河流保护与城市发展同步协调；( 3 ) 提倡工程措 施与生态措施的综合利用；( 4 ) 构建水绿网络化的生态系统。提出城市河流长效管理以及城市 河流环境建设的具体措施：( 1 ) 严格执法监督，保护现有河流水面；( 2 ) 理顺沟通水系，重建水 系自然风格；( 3 ) 加强疏拓河道，提高河网调蓄功能；( 4 ) 提高水环境意识，增强河道截污力度； ( 5 ) 创建个性景观，提升城市景观质量。 论文以上海市长宁区作为研究对象，在历史资料收集、基础资料统计分析、现场调查的基 础上，采用定性和定量分析结合的方法，剖析了当前该区域河流管理主要的问题为：( 1 ) 引排 水不通畅，水体环境容量小；( 2 ) 污染负荷高，黑臭现象突出；( 3 ) 河网水系受损紊乱，破坏严 重。探讨了该区域改善河流环境，提高河流综合管理效率的根本措施：( 1 ) 包括河网水系构建、 河道疏浚、生态护岸工程、污染源截污治理的河流整治工程：( 2 ) 基于水利片的水资源综合调 度；( 3 ) 包括生物修复、水域保洁的水环境维护及长效管理。 关键词：城市河流；综合管理；城市化；上海市长宁区 摘要 a b s t r a c t d u r i n gt h ep r o c e s so f u r b a n i z a t i o n ，r i v e r sh a v es u f f e r e dd i f f e r e n td i s t u r b a n c ea n dd a m a g e ，w a t e r e n v i r o n m e n th a so b v i o u s l yi m p a c t e db yh u m a na c t i v i t i e sw h i c hl e a dl a r g ea m o u n tr i v e r sd i s a p p e a ra l l o v e rt h ew o r l d m a n yw a t e re n v i r o n m e n tp r o b l e m sh a v ep r o d u c e ds u c ha ss e r i o u sw a t e rp o l l u t i o n ， f i v e rs t r u c t u r ed a m a g e d ，h y d r o l o g yc h a n g i n ga n da q u a t i cl i v i n gc o n d i t i o nd a m a g e d ，s om o r ea t t e n t i o n h a sb e e np a i dt oc o m p r e h e n s i v er i v e rm a n a g e m e n ta n ds u s t a i n a b l er i v e rm a n a g e m e n t i ti so fg r e a t t h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c et os e e km o r ee f f e c t i v ec o m p r e h e n s i v ec i t yr i v e rm a n a g e m e n tb y u s i n gt h em e t h o do ft h e o r ya n dp r a c t i c ef r o mt h ep o i n to fv i e wi nt h ef i e l d so fw a t e rr e s o u r c e ， e c o l o g ya n de n v i r o n m e n t a ls c i e n c e b a s eo nt h er e v i e wo ft h ei m p a c to fu r b a n i z a t i o np r o c e s so nr i v e re n v i r o n m e n ta n dt h ef u l l y a n a l y s i so ft h eh i s t o r ya n dt h ed e v e l o p m e n t a ld i r e c t i o no fr i v e rm a n a g e m e n t ，t h ea i mo fr i v e r m a n a g e m e n th a sc h a n g e df r o mc o m p l e t er i v e r s d e v e l o p m e n ta n du t i l i t y t om o r ee x t e n s i v e m a n a g e m e n ta i mc o n c l u d i n gf i v e re n v i r o n m e n tm a n a g e m e n t b yu s i n gt h ef i v e rb a s i nm a n a g e m e n t m e t h o d , n e wt e c h n o l o g yo nf i v e rr e g u l a t i o na n da t t r a c t i n gt h ep u b l i ci n t e r e s t st o j o i nf i v e rp r o t e c t i o n ， t h ep r o t e c t i o no f r i v e re c o l o g ya n df i v e re n v k o n m e n tc a nb er e a l i z e d b a s e do nt h es u m m a r i z i n go f t h et h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a le x p e r i e n c eo nf i v e rm a n a g e m e n t , r i v e r c o m p r e h e n s i v em a n a g e m e n ts y s t e mi np l a i nr i v e rn e t w o r kh a sb e e na d v a n c e d ：( 1 ) t oe s t a b l i s h s o c i a l i z e dw a t e rm a n a g e m e n tm e c h a n i s m ( 2 ) t ok e e pt h eb a l a n c eo fr i v e rp r o t e c t i o na n dc i t y e c o n o m i cd e v e l o p m e n t ( 3 ) c o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o no ft h ee n g n e e r i n ga n de c o l o g i c a lm e t h o d ( 4 ) t od e s i g nw a t e r - g r e e ne c o l o g i c a ls y s t e m t oi m p r o v et h em a n a g e m e n te f f i c i e n c y , t h ep a p e ra l s op u t f o r w a r dt of i r m l yp r o t e c tt h ee x i s t i n gr i v e r sa n dl a k e s ，c o n t a c tt h eb e h e a d e dr i v e r st ot h en e t w o r k , d r e d g eu pa n dw i d e nt h e s er i v e r s ，i m p r o v ew a t e rc o n s e r v a t i o nc o n c e p to ft h ep u b l i ca n de s t a b l i s h u n i q u ew a t e r s c a p e c h a n g n i a go fs h a n g h a ii st a k e na sa ne x a m p l e t os t u d yi nt h ep a p e r t h ed a t ai nt h i sp a p e ra r e b a s e do nt h r e ew a y s ，i n c l u d i n gc o l l e c t i n gh i s t o r i c a l l i t e r a t u r e ，s e l e c t i n gt h ed a t af r o mr e l a t e d g o v e r n m e n to f f i c e s ，a n df i e l dm o n i t o r i n g ，e t c ，b o t hq u a l i t a t i v ea n dq u a n t i t a t i v em e t h o d sa r eu s e d t h e r e s u l t ss h o wt h a tt h em a i nr i v e rm a n a g e m e n tp r o b l e m si nc h a n g n i n ga r ea sf o l l o w s ：( 1 ) w a t e r d i v e r s i o na n dw a t e rd r a i n a g ea r en o tw e l l ( 2 ) w a t e rp o l l u t a n tl o a d i n gi sh i g h ( 3 ) t h ec o n s t r u c to f r i v e rn e t w o r ki sn o tc l e a r s o m em e a s u r e m e n t ss h o u l db et a k e nt oi m p r o v er i v e re n v i r o n m e n tq u a i l t y i nc h a n g n i n gs u c ha sr i v e rr e g u l a t i o np r n j e c tw h i c hc o n c l u d e sr i v e rn e t w o r kb u i l d i n g ，r i v e rd r e d g i n g u p ，e c o l o g i c a le m b a n k m e n tc o n s t r u c t i o n ，a n dp o l l u t i o nr e s o u r c ei n t e r c e p t i o ne t c ，i n t e g r a t e df l o w a u g m e n t a t i o nb a s e do nw a t e r c o n s e r v a t i o nz o n e ；l o n g - t e r mr i v e rm a n a g e m e n tw h i c hc o n c l u d e sr i v e r b i o r e m e d i a t i o na n dw a t e ra r e ac l e a n i n g k e y w o r d s ：u r b a nr i v e r , c o m p r e h e n s i v em a n a g e m e n t ，u r b a n i z a t i o n ，c h a n g n i n gd i s t r i c to fs h a n g h a i i i 何落土学2 0 0 3 级工程硕士学位论文城市化进程中河流综合管理的理论及应用研究 1 1 问题的提出 第一章绪论 随着城市化进程的深入，世晃各国的河流都经历了不同程度的干扰和损害，城 市水环境受人为活动影响最为突出，特别是人类大量的建设活动造成城市水体的大 量消亡，河流水质的恶化、形态结构破坏、水文条件变化以及水生生境退化等种种 问题尤为突出。城市河流原有的社会、文化娱乐、景观、生态功能逐渐消失，河流 生态系统的恶化，己成为2 1 世纪城市化推进以及可持续发展面临的重大危机，并 引起全球各国的广泛关注。在这一背景下，城市水环境的保护和建设与有效的城市 河流综合管理已引起社会公众以及相关政府职能部门的普遍关注。 当前我国绝大多数城市河流普遍存在不同程度的河道淤积、水文条件不佳、水 质黑臭以及景观功能退化等问题，河流生态系统严重受损。城市河流管理水平对城 市综合功能强弱及城市生活舒适度有重大影响。近年来，国内很多城市花巨资着手 对一些城市河流生态环境进行大规模整治，但很大程度上仍然在沿用传统的规划治 理观念和技术方法，以防汛功能作为河流整治的目的，经治理过的河流明显地表现 为工程治河思想的产物，对河流环境和生态缺乏充分的考虑，治理效果与现代生态 城市的舒适性要求仍存在较大的差距o 。借鉴国际城市河流管理和治理的先进经 验，探求城市化进程中有效的河流综合整治和管理手段，是当前水环境管理研究领 域的重要课题。 上海感潮水网地区地处长江三角洲南缘，水道纵横，平原水网发达，具有典型 江南水乡的自然和人文景观。然而，城市化进程中为争夺有限的土地资源，将河道 排水改为管道排水、“软排水”改为“硬排水”，导致城市河流水面被人为侵占、村镇 小水体被填埋、河流天然调蓄功能萎缩以及城市排水管网与城市河道不配套的状况 相对突出。从上海近5 0 年来水网变化的初步分析看，上海近5 0 年来因城市建设和 改造引起的水面减少近2 7 ；许多中心城区如徐汇、黄浦等区水面率均低于3 的 上海城市防洪规划要求，城市防汛除涝面临巨大的压力。同时，城市化进程中带来 了大量的工业、生活污染源，河流水体遭受不同程度的污染，水环境质量差。 长期以来，在高度城市化进程中长宁区河网水系的破坏、河道淤积问题也较严 重，特别是河道水体环境污染问题突出，许多河道常年出现黑臭现象。不但危及了 区域防洪排涝，同时也严重影响了生态环境质量和城区市容景观形象，成为影响长 宁区社会经济与环境保护可持续发展的主要限制因素之一。城市化进程中人类活动 给长宁城市河流带来的众多不利影响，给区域河流综合管理提出了严峻的挑战。 伟洛土辟2 0 0 3 级工程硕士学位论文城市化进程中河流综合管理的理论及应用研究 因此，选择上海长宁区作为平原河网地区城市化进程中河流综合管理的典型案 例，全面剖析长宁区河流综合整治和管理的特征及问题，探讨城市化进程中城市河 流综合管理的有效方式，对于城市生态河流的建设，促进城市河流可持续发展都具 有突出的理论和现实意义，对于长宁区城市河流环境整治和长效管理具有较强的实 践指导意义，也为其他地区的城市河流管理提供借鉴和参考。 1 2 国内外研究现状与发展趋势 随着对河流恢复和管理的不断重视以及公众环境意识的持续提高，自2 0 世纪 8 0 年代起，西方发达国家的河流管理发生重要变革，逐步改变原来的注重防洪排 涝、工程治河的河流管理方式，转而将河流生态系统作为一个管理整体，重视河流 的环境效应，采取“环境改善”或“生态治河”理念对受人类活动严重干扰的河流 进行管理。河流管理思想的重要特征是：摒弃经济高速发展时期所形成的“唯效率 主义”河流管理观念，尊重河流系统的自然规律，注重河流自然生态和自然环境的 恢复和保护，使河流的综合服务功能得到充分的发挥。日本在全国范围内开展了“多 自然河川建设”活动，并取得了一定的进展；德国、瑞士等国家提出“重新自然化” 概念，将河流修复到接近自然的程度；英国采用了“近自然”河道设计技术：荷兰 强调河流生态修复与防洪的结合，提出了“还河流以空间”的理念0 3 。 1 2 1 美国河流管理 美国河流管理方面的立法历史可追溯到1 8 9 9 年制定的河川港湾法( r i v e r sa n d h a r b o r sa c t ) 。1 ，其中r e f u s ea c t 章节要求政府加强对航运河道的污染控制。这是 美国历史上对河流污染控制最早的立法”( c e c b ，2 0 0 3 ) 。 1 9 世纪末，美国的商人、工业家、托运货主与社区共同结合推动航道治理。 他们提出由联邦拨款修建和治理芝加哥经伊利诺伊和密西西比河到墨西哥湾的航 道，加深密西西比河下游和密苏里河航道，改良阿肯色和哥伦比亚河。1 9 0 1 年各 地民间的内河航道组织联合成立全国河流与港口协会( t h en a t i o n a lr i v e r sa n d h a r b o r sc o n g r e s s ) 。自1 9 0 6 年开始，它成为全国内河航道发展计划最强有力的推动 者。这一时期河流管理主要集中于修建航道、提高河流航运能力。 1 8 4 9 1 8 5 0 年密西西比河大洪灾以及1 9 1 2 - 1 9 1 3 年洪灾的再次发生，促使了1 9 2 8 年美国防洪法( f l o o dc o n t r o la c t ) 的制定，该法提出河流改善工程及密西西比河 及其支流的防洪堤的建设，并规定拿出专项资金用于防洪堤的巩固和改善。1 9 3 6 年的防洪法拓展了1 9 2 8 年的防洪法，防洪被确认为全国的责任，从而美国农业部 也开始关注用于减少洪灾或河岸侵蚀的防洪工程。1 9 4 3 - 1 9 4 4 年美国的洪灾泛滥促 2 弼落上学2 0 0 3 级工程碗士学位论文城市化进程中河流综合管理的理论及应用研究 使1 9 4 4 年防洪法进一步加强洪水控制力度，并引发此后大规模的大坝建设。这一 时期的河流管理倾向于防洪工程，即采取工程措施减少洪水灾害”3 。 1 9 4 8 年，美国颁布水污染控制法，标志着水污染控制工作在美国的全面开 展。1 9 世纪五、六十年代美国水污染日益严重，原有的水污染控制已不能满足要 求，直接或间接导致了7 0 年代美国e p a 的成立以及联邦水污染控制法修正案 ( f e d e r a lw a t e rp o l l u t i o nc o n t r o la c t a m e n d m e n t s ) 的颁布，推动美国水污染控制进 入一个新的阶段。19 7 7 年，水污染控制法再次进行重大修订，在考虑水体污染 的基础上，将修复水体的物理、化学和生物完整性也作为重要保护目标。1 。 2 0 世纪7 0 年代美国河流水资源管理模式发生了转换，与自然相协调的河流可 持续性管理理念得以确立。g e r a l d 等( 1 9 9 3 ) 对密西西比河流域洪水进行了反思，提 出了与经济、生态、文化可持续性相融合的河流管理新模式。 经过一个多世纪的发展，美国河流管理逐渐从注重河流航运、防洪功能，转而 关注河流系统的生态特征及其众多功能，目前乃至今后美国河流管理的关注重点和 发展方向主要可归纳为以下几个方面： ( 1 ) 流域管理理念的强化：流域管理已成为美国2 l 世纪的河流水质管理战略。 美国对1 9 9 3 年密西西比河流域洪水进行反思，从而提出与经济、生态、文化可持 续性相融合的河流管理新模式，并将其作为取得水环境管理目标的一个重要手段： 在实践方面，美国各州正在大力推行综合性的“流域保护方法( w a t e r s h e dp r o t e c t i o n a p p r o a c h ，w p a ) ”，该方法有别于以往以污染治理为中心的河流水管理，代表了美 国未来河流管理的方向”3 。 ( 2 ) 生态完整性的注重：河流管理的最终目的在于恢复河流生态系统的整体生 态功能，而不是仅将重点放在污染源控制上，因此在河流管理决策过程中，除了传 统的污染因子外，还需考虑河流的生态因素。基于这一思路，美国1 9 7 7 年清洁 水法中提出河流管理不仅只考虑水体污染，也把修复水体的物理、化学和生物完 整性作为重要的河流管理目标。 ( 3 ) 公众参与的深入：公众对健康河流的需要是河流管理的重要原因，而恢复 河流生态系统健康则是河流管理的主要目标，在实现这些目标的过程中，公众参与 的作用至关重要。广泛的公众参与是美国流域保护和管理的一个鲜明特色，通过不 同层次的公众参与，可充分调动公众保护河流的积极性。r y a l l ( 1 9 9 8 ) 指出美国已 逐渐增加公众在河流管理过程中的参与力度，从河流规划及相应项目筹划开始，就 强调公众的参与和协作，这也是今后河流管理发展的重要方向之一。 ( 4 ) 新技术的运用：现代河流管理需要运用先进的科学技术和管理手段，从而 仰癌大母2 0 0 3 级工程硕士学位论文城市化进程中河流综合管理的理论及应用研究 加强河流信息系统的监测管理，改善河流生态环境，充分发挥河流功能，实现河流 的可持续利用。目前美国河流管理中充分地综合运用计算机模拟、数据库、g i s 、 i n t e r n e t 等现代新技术，并表现出逐步普及的趋势。开发新技术进行河流水质、栖 息地监测，建立和管理河流环境信息系统，并将河流环境信息应用到河流管理中， 将成为现代河流管理的发展方向之一。 1 2 2 澳大利亚河流管理 澳大利亚河流管理经历了三个主要阶段，即开始阶段、工程阶段以及环境阶段， 目前正处于环境阶段，强调从生态保护的角度科学合理地进行河流管理。 ( 1 ) 开始阶段( 1 8 5 1 年1 9 3 0 年) 1 8 5 1 1 8 6 1 年维多利亚金矿的发现使得澳大利亚人口出现了快速增长，从而带 来对水源的广泛需求，这一时期丈量的水坝建设及使用对河流生态环境产生了重大 影响。此后，越来越多的人定居维多利亚，振兴了区域经济，同时也带动了河流航 运业的发展。水路运输在1 8 7 0 1 8 8 0 年达到高峰，到1 9 世纪3 0 年代，公路及铁路 交通的发展，使得河道航运业持续萎缩。这一时期河流管理的另一侧面就是，从 1 9 0 1 年起以灌溉农田、提供水源为主要用途的大规模水资源开发。以维多利亚州 为例，1 9 0 5 年通过了维多利亚水法，并成立了t h es t a t er i v e r sa n dw a t e rs u p p l y c o m m i s s i o n ( s r w s c ) 来监察灌溉和水资源开发。一战后兴起水库建设的热潮， 在全国范围内出现众多水坝，在此期间，河流被作为灌溉的主要水源系统，受到了 一定程度的改造。 这一阶段河流管理主要以居住者向河流获取水源为基本特征，以灌溉、防洪以 及水土保持等作为河流利用与管理的重点。 f 2 ) 工程阶段( 1 9 3 0 s 一1 9 8 0 s ) 1 9 3 0 年后洪水灾害以及河岸侵蚀等现象日趋突出，澳大利亚转而寻求防洪堤 建设、河岸植被清除、河道渠道化等工程措旋应对这一问题，这类措施通常被称为 河道整治工程( r i v e ri m p r o v e m e n tw o r k s ) 。为了控制河道河床及河岸侵蚀，1 9 4 8 年河流与海滩整治法( r i v e ra n df o r e s h o r e si m p r o v e m e n t a c t ) 颁布，同期以控制、 整治及维持河流为目的的地方团体河道整治工程企业联盟( r i v e ri m p r o v e m e n t t r u s t s ) 形成，其主要任务为河道清淤、河道拓宽、植被清除等。 这阶段政府在河流管理中居领导地位，河流管理以河道整治工程项目( r i v e r i m p r o v e m e n t w o r k ) 为主，通过供水工程、防洪工程、灌溉工程以及河床、河岸侵 蚀的控制工程等提高河流防洪排涝能力、控制河流侵蚀，并采取清除河岸植被、截 弯取直等系列措施以提高水利效率。 4 饰落土警2 0 0 3 级工程硕士学位论文城市化进程中河流综合管理的理论及应用研究 ( 3 ) 环境阶段( 1 9 8 9 - 至今) 2 0 世纪七、八十年 弋河道工程建设开始受到越来越多的置疑。由维多利亚t 9 4 1 年至1 9 9 1 年间的河道整治历程，可以看出这一时期采用的技术没有本质变化，但 对环境的认可度已逐渐提高。从2 0 世纪8 0 年代中期开始，河流环境因素开始得到 重视，如1 9 8 9 年维多利亚水法认可了环境因素，同期澳大利亚开展了首次河流状 况调查。根据1 9 8 6 年的全国河流生境条件的调查以及1 9 8 8 年维多利亚内陆河道的 环境状况调查结果，河流环境退化已成为澳大利亚河流的主要问题。基于这一原因， 1 9 9 6 1 9 9 9 年河流恢复和修复成为澳大利亚河流管理的重点，同时澳大利亚于1 9 9 9 年出版了澳渊河流恢复导则。 这一时期河流管理倾向于从利用并结合生态保护的角度进行河流管理，关注河 流环境条件和状态，并结合生态条件评价溪流状况。而此时的河流环境改善措施主 要包括：河岸带的植被再植、河流的结构调整、河流自然弯曲形态的重新恢复、河 道内生境的恢复等。 澳大利亚河流管理经历最初的河道开发阶段以及河道整治工程阶段，逐渐演变 到目前更关注河流恢复和保护的环境阶段。今后澳大利亚的河流管理将日益关注流 域管理、河流恢复以及河流环境信息利用。 ( 1 ) 流域管理：澳大利亚是对流域管理最为重视的国家之一，流域管理是澳大 利亚水资源管理的一个重要特色和实践经验。墨累一达令河流域( m u r r a y d a r l i n ) 是澳大利亚最大的流域，其水资源管理体现了经济社会发展以及水资源状况的变化 对加强流域管理的客观要求，一定程度上带动了流域管理的发展4 1 。 ( 2 ) 河流保护和恢复：河流生态恢复不能只限于某些河段的恢复或者河道本身 的恢复，而应着眼于生态景观尺度的整体恢复。基于这一思想，自2 0 世纪9 0 年代 开始，河流恢复和修复成为澳大利亚河流管理的焦点之一，各类河流恢复和修复方 式被用于澳大利亚河流管理过程中，咀用于恢复受到人类活动影响的河道。 ( 3 ) 河流环境信息利用：河流管理的开展应基于对河流水质、河流水文、河流 生物等的深刻认识，河流环境信息可为河流管理提供基础的本底资料，从而为河流 管理提供决策依据；目前澳大利亚已开始将河流环境信息运用于河流管理中，并取 得了一定的进展。如何对河流环境信息进行有效收集，并将其用于河流管理中，将 是今后河流管理的重要发展方向。 1 2 3 日本河流管理 河流管理在日本已有较长的历史，然而直至2 0 世纪后半叶，日本的河流管理 每落土学2 0 0 3 级工程硕士学位论文城市化进程中河流综合管理的理论及应用研究 目标仍是减少洪涝灾害，而从未考虑河流的自然环境特征以及美学景观价值。1 9 世纪7 0 年代后日本河流管理政策发生巨变，河流提供的环境完整性及舒适性才逐 渐成为日本河流管理政策的中心目标。 f 1 ) 二次大战前：河道工程的兴起 自明治维新时期开始，日本大开门户，从西方国家引入先进的科学技术，同时 也包括大量河流管理措施以及先进的防洪技术。1 8 8 5 年大规模洪灾的发生是日本 河道工程发展的转折点，此前的河道工程都以航运以及灌溉为主，而这一事件的发 生使得明治政府意识到开展以防洪为目的河道工程的重要性。1 8 9 6 年帝国会议上 通过了河川法，河道防洪工程在更大的范围内开展。由于日本处于雨季频繁的 亚洲，有较多的洪涝灾害，日本政府建造了大量高而连续的防洪堤，并开始了拓宽 河道、河床清淤等工程。到1 9 世纪3 0 年代，日本多数河流的改造工程己近完成， 此后3 0 年内，这些防洪工程取得了预期的效果，洪涝灾害大幅下降。 ( 2 ) 二次大战后：洪灾及水资源问题的暴露 2 0 世纪4 0 年代- - 5 0 年代，日本洪涝灾害严重，带动了大量出于防洪及水资源 开发目的的河流改造和大坝建设工程的开展，先进技术的发展更是加速了河岸固 化、水泥化的进程。1 9 5 7 年，s u m i d ar i v e r 的污染底泥疏浚，是二战后日本第一个 水环境项目。此后的2 0 世纪6 0 年代防洪工程快速发展，在经济高度发展的时期， 日本河流管理根本未能考虑环境因素。1 9 6 4 年日本对河川法进行根本性的修改， 将过去以治水对策为核心的旧法修改为水资源开发利用与治水并重的新法，此后河 流项目的中心转为出于水资源发展目标的大坝和栅栏建设等。由此日本河道的人工 化越来越严重，生物消失，河岸景观失去其自然特征，河流生态系统受到严重破坏， 其中以城市河流更为显著，河流不再是为人类提高休闲娱乐空间的场所。 ( 3 12 0 世纪7 0 年代后：公众环境意识的日益增强 二战后重建时期日本社会经济获得快速发展，生活水平的提高使得人们对公共 事业的关注也发生转变。自1 9 世纪6 0 年代开始，反对大坝建造的活动在很多大坝 附近的村镇和居住区频繁发生。随着公众环境意识的日益增强，河道管理政策也发 生了快速变化。 1 9 7 3 年通过水库地区发展特殊措施法( a c to ns p e c i a lm e a s u r e sf o rr e s e r v o i r a r e a d e v e l o p m e n t ) ，提出减少大坝、水库建设影响，改善居民生活环境；1 9 7 7 年， 河流管理部门认识到传统的防洪堤等防洪措施不能防治新的洪灾，从而提出综合防 洪措掩政策( p o l i c i e sf o rc o m p r e h e n s i v ef l o o dc o n t i o lm e a s u r e s ) ；2 0 世纪8 0 年代 开始，意识到快速城市化和工业化对河流在城市水质、生态上的损害，河流管理者 不断认识到保护景观和生物多样性的重要性，恢复河流的环境特性在日本河流管理 僻 鲁上学2 0 0 3 级工程硕士学位论文城市化进程中河流综合管理的理论及压用研究 中显得越来越重要，从而使得河流委员会于1 9 9 5 年提出未来河流改善政策( f u t u r e p o l i c y f o ri m p r o v e m e n to fr i v e re n v i r o n m e n t ) ；1 9 9 7 年的河川法( r i v e ra c t a m e n d m e n t s ) 的再次修改使得河流管理政策的快速变化达到高潮。同期日本对“多 自然型河流治理法”进行了广泛研究，强调用生态工程方法治理河流环境、恢复水 质、维护景观多样性和生物多样性。自2 0 世纪9 0 年代初开始实施“创造多自然型 河川计划”，提倡凡有条件的河段应尽可能利用木桩、竹笼、卵石等天然材料来修 建河堤，并将其命名为“生态河堤”，在1 9 9 1 年全国就有6 0 0 多处试验工程兴建。 通过对日本河流管理演变历程的深入剖析，可看出日本河流管理经历了从关注 经济效益到综合管理豹过程。今后日本河流管理的重点和发展方向主要体现为： ( 1 ) 公众参与，以人为本：满足公众对河流的需求是河流管理者的重要目标， 而公众参与是日本河流管理工作中“以人为本”原则的重要体现。主要表现在河流 管理工作中尊重流域内居民的参与权，充分反映居民的要求，为广大居民创造良好、 安全的河流生态环境，将河流环境视为公众舒适性的体现； ( 2 ) 河流管理，注重整体：日本河流研究者认为河流管理对象应全面包含河流 水量、水质、河流水循环、河流水滨空间、河流与河畔居民社区关系等众多方面， 因此在河流管理中注重河流生态系统的完整性，将流域及其组成作为一个整体进行 管理。 ( 3 ) 河流恢复，尊重自然：除了尊重河流的自然属性之外，还重点体现在对于 人类以外其他生命的尊重；不断调整人类的生产生活方式，对河流进行生态恢复和 修复，尽量减少对河流生态系统、河流水循环、河流生物群落的干扰和影响。 1 2 4 国内城市河流管理 我国大多数城市的河流管理可分为4 个阶段，即解放前的原始水利用和低级防 御阶段、2 0 世纪5 0 7 0 年代的河流初级开发与治理阶段、2 0 世纪8 0 9 0 年代的防洪 除涝与工程治河阶段以及2 0 世纪9 0 年代末开始至今的环境保护和综合治理阶段 9 一l o 解放前大多数城市的河流管理以开发水资源、河道航运等为主，对河道基本没 有治理，处于原始水利以及低级防御阶段；解放后到2 0 世纪7 0 年代，开始了河道 的初级开发和治理，较多的通过建设水库、水坝等提高抗灾能力和改善灌溉条件， 如北京在此期间建设水库、城市引水分洪等基础工程，对河道进行标准偏低的初步 治理，上海则为提高抗灾能力、改善农业灌溉条件，对航运通道进行维护和拓浚： 而发展到2 0 世纪8 0 年代以后，进入了工程治河阶段，全国各大城市普遍开展大规 模以工程措施为主、防洪排涝为目的的河道整治。这些河流整治措施一方面发挥了 仰落太学2 0 0 3 级工程硕士学位论文城市化进程中河流综合管理的理论及应用研究 其安全功能，提高了河道的防洪排涝能力，同时也对河流生态系统的自然特征造成 了一定程度的破坏。 自2 0 世纪末开始，国内城市河流管理开始认识到人类活动、城市化过程等对 河流环境的干扰和破坏，即传统的防洪、水资源开发等活动使得河流水文条件和地 形地貌特征等发生了较大变化，河流生态系统功能严重退化。此后，开始广泛吸收 国外先进的思想和理念，逐步在河流管理中注重对河流的保护和恢复，包括在采用 传统的治污技术基础上，引入生态水利工程、清洁生产等理念，在满足人类社会对 河流环境需求的同时，兼顾河流生态系统健康以及可持续发展的要求，对河流进行 生态恢复和保护“1 ”1 。如上海开始了以防洪、改善水体环境为主，结合景观建设、 生态功能发挥开始开展的河流综合管理；北京建立开发性综合治理河道的新模式， 在原有治河理念中融入景观、环境保护和生态的理念；大连则追求可持续原则的河 道治理模式，在满足河道防洪排涝基本功能基础上，重视其休闲、娱乐、景观、生 态等功能的发挥。 1 3 本文主要工作 本论文在广泛调研国内外相关领域的理论与实践基础上，总结国内外河流管理 演变历程及发展趋势，初步构建平原河网地区城市化进程中的河流综合管理模式， 并以上海市长宁区为主要研究区域，通过历史资料收集及实地调查分析，研究该区 域典型城市化进程中河流的环境状况及其存在的问题，探讨该区域河流综合整治及 长效管理的对策，从而为平原河网地区城市化进程中的河流综合管理提供借鉴。 论文的主要工作包括三个方面的内容： ( 1 1 在国内外理论与实践的调研基础上，总结城市河流的功能，识别城市化进 程对城市河流的影响，全面剖析美国、澳大利亚、日本等发达国家以及国内河流管 理的演变历程，并综合分析各国河流管理中存在问题及发展趋势； ( 2 ) 基于国内外理论与实践经验的总结，构建平原河网地区城市化进程中的河 流综合管理模式，提出城市河流的长效管理机制以及城市河流环境建设的具体措 施，为政府相关河流管理部门的工作决策提供一定的借鉴； f 3 ) 选择上海市长宁区为研究区域，开展城市化进程中河流综合管理的实证研 究。结合长宁区自然、社会、经济以及河流水文水环境等实际情况，剖析其河流综 合整治及管理中存在的问题，结合定量和定性分析以及情景模拟等方法，提出适合 长宁区实际情况的河流整治和管理的模式及具体措施。 弓洛太母2 0 0 3 级工程硕士学位论文城可化进程中河流综合管理的理论及应用研究 第二章城市河流的功熊及城市化进程对其的影响 2 1 城市河流的功能 城市河流水环境与城市的发展及人居环境的改善有着密切关系，具有自然性和 社会性双重属性，是城市景观美的灵魂和历史文化的载体，也是城市风韵和灵气之 所在。自2 0 世纪9 0 年代起，城市水环境的功能已发生了明显的拓展和转变。城市 河流水环境在不同时期有不同的组成，其功能也有相应的转变：在开发利用初期 即工业化时期，城市河流水环境由河道和水域组成，其功能是防洪、排水、渔业、 运输：在污染控制与水质恢复期，城市河流水环境由河道、水域和河滨空间组成， 其功能是防洪、排水、渔业、运输、水质调节；在综合规划治理和可持续利用期， 城市生态化成为城市建设的主流，城市河流因具有保护生物多样性、景观多样性、 历史文化载体及休闲娱乐等功能，具有不可替代的安全、资源、环境及生态的多样 化功能n 4 。1 “。 2 1 1 安全功能 2 0 0 0 年3 月通过的“2 1 世纪水安全”海牙部长级宣言中指出：为2 1 世纪提供 水安全，主要挑战之一就是提高抗洪、抗旱、治理污染和其它防治雨水相关的灾害 的安全性。城市河网水系的安全功能主要体现在调蓄洪水、防洪减灾、降解污染物、 净化水质等方面。城市化以后，城市河流在安全方面的功能显得尤其重要，因为在 入口稠密的城市发生洪涝灾害往往造成严重的经济损失，甚至造成人员伤亡和经济 瘫痪。 城市河流为流域行洪和区域排涝提供了基本载体，大量支流、湖泊等水体的库 容作用，加上具有下渗能力的河流堤岸、洪泛滩地的蓄水作用，能够减缓洪峰流量 和延长洪水汇流时间，有效防止洪水泛滥，保障人类生命及财产安全。但随着城市 高强度的开发，许多城市的洪水位记录屡次刷新，洪、涝、潮等灾害频繁发生，这 与城市河流防洪功能减弱密切相关。许多河流的河道越来越窄，河床越来越高，河 网越来越被分割，河流正常的自然地理过程被打乱，严重影响了城市河流本来所具 备的防洪功能，加剧了洪涝灾害。而城市空间扩展过程中，城市区域水文特征的变 化，如缩短成洪时间，更需要城市河流有较强的排洪蓄水能力。 良好的水质是人和生物安全利用水资源的前提，河流生态系统通过食物链过程 消减有机污染物，从而增强水体自净作用，改善河流水质；另外，当地表径流流经 河岸带以及湿地的过程中，植被能起到有效截留污染物的作用，也能过滤、调节由 9 博 鑫土学2 0 0 3 级工程硕士学位论文城市化进程中河流综合管理的理论及应用研究 陆地生态系统流向河溪的有机和无机物。但随着上海的高度城市化，河流两岸土地 开发利用，城市河流的净化功能遭到损害，大量工业、生活污水不经处理直接入河， 超过水环境容量，造成河水污染，水质恶化。据上海市水资源普查报告统计， 上海市河道水质以有机污染为主，劣于v 类水质的河道长度占控制河道总长的6 8 6 。面对严峻的水质污染威胁，在加强污染排放控制的情况下，通过引清冲淤、调 活水体及恢复河岸湿地净化功能等是上海城市用水安全的重要保障。 2 1 2 资源功能 水是城市赖以生存和发展的源泉，提供充足的水源是城市河流最基础的资源功 能之一。城市化水平和城市现代化程度的提高，使有限的水资源日趋紧张。联合国 有关专家已经指出，水将是二十一世纪城市的主要问题。2 0 0 3 年世界环境日的主 题是“水二十亿人生命之所系”，这一主题强调了水对人类生存和可持续发展 的核心作用。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1 0 0 l 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城市 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城市河流，城市河流水量的减少、 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，城市河流在未来仍是城市生产和生 活用水的最佳水源。 2 0 0 2 年上海市总用水量9 9 5 9 亿m 3 ，其中工业用水量7 2 5 3 亿m 3 ( 其中电力 工业用水量6 1 6 7 亿m 3 ) ，居民生活用水量6 9 2 亿m 3 ，公共生活用水量8 1 6 亿m 3 ， 农业用水量1 1 9 8 亿m 3 。随着上海城市的发展及人口的膨胀还将加剧生产生活用水 压力，预计到2 0 3 0 年，上海全市总需水量将达到1 9 2 亿2 1 5 亿m 3 。上海本地水 资源量不足，但太湖流域来水量为1 0 6 6 亿m 3 ，长江口入海水量为9 3 3 5 亿m 3 ，为 本地区提供了丰富的过境水资源“。黄浦江和长江是上海城市供水的地面水水源， 目前全市8 0 的公共用水、绝大部分生活用水和大部分工业用水取自本地河网水 系，具有投资少，稳定性高等诸多优势。近年来，水源供给除考虑生活、工业和农 业用水等方面外，为维护生态平衡所需的用水方面逐步引起重视，提出生态环境需 水量的要求，包括河流水系中天然和人工植被耗水量、维持水( 湿) 生生物栖息地所 需的水量、维持输沙输水输盐入海的水量、维持合理的地下水位所必需的入渗补给 水量等“。据专家估计，上海全市生态环境用水量约5 5 8 3 亿m 3 ，可见上海城市 1 0 怖落太号2 0 0 3 级工程硕士学位论文城市化进程中河流综合管理的理论及应用研究 河