中国现代化建设中地面硬化分析.doc

中国现代化建设中地面硬化分析目前我国城市中，人行道、商业街、广场等处地面硬化大部分为二灰土底基层、水泥稳定粒料基层，然后再铺砌普通水泥方砖、大理石或柏油等不透水面层材料。这种硬化方式固然美化了城市环境、方便了市民出行，但不渗水的硬化方式也带来了很多问题。原生态的地面吸收雨水的过程好比“皮肤补水”。而被硬化的地面就好比在土壤这种皮肤上包了一层保鲜膜。水分只能匆匆走过。而且地球自身的水循环也完全被破坏。从生态平衡的角度分析，非生物因子的缺失、自然生态的破坏必然导致自然承载力的下降，城市稳定性将遭到威胁。而且随着这些问题的积累必然会引发一系列生态问题。甚至导致城市生态系统崩溃，危及人类自身生存。一、城市地面硬化危害由于原生态的土壤环境遭到破坏，导致城市生态环境质量下降，随之而来的就是各种生态问题。这种危害的根源在于生态的失衡。具体表现在：城市积水严重。随着城市建设的飞速发展，城市地面硬化面积越来越大，硬化程度越来越高，城市也变得越来越美观了。但由于采用了不透水材料的硬化方式，地面积水必须经雨水井流入不渗水的城市排水管线后才能排出，随着硬化面积的增大，城区排水管线的排水压力也越来越大，部分排水管道也因此不堪重负，显得能力不足。一旦遇到强降雨，有些路段便无法通行，甚至居民楼、商业网点底层也会遭水泡，直接影响城市交通的正常运行。再加上我国一些城市规划不合理、市政管理紊乱、城市排水系统不畅等问题，更大大加剧了该问题的危害程度和范围。以北京为例，据卫星遥感显示，北京城区面积中硬化面积达到50%，这也就意味着北京城区一半以上的面积不能渗水。而自2000年以来，每个夏季的强降雨都会给北京市造成大面积的积水和交通阻塞，给人们生产生活带来极大不便以及财产损失甚至人员伤亡。从全国范围看，仅以2010年夏季为例，我国就有150多个城市出现类似的城市内涝现象。目前我国城市建设中，人行道、广场、停车场等大型公共场所普遍以水泥、沥青、石材来铺设地面，这种不透水材质以及城市管道的不透水性、老化，是造成城市内涝的主要诱因。城市热岛效应加重。热岛效应是由于人们改变城市地表而引起城区气温比郊区气温高的综合现象。城市热岛效应的形成一方面是现代化城市中，人们生产生活所释放的热量；另一方面，城市建筑群密集，混凝土、沥青、石材等建筑材料热传导率和热容量都很高，再加上建筑物本身对风的阻挡作用，可使城市年平均气温比郊区高2，甚至更多。同自然地面相比，硬化的地面会产生反射作用，储存和释放太阳的辐射能量。据相关检测表明：水泥等硬化建材能吸收大量太阳辐射能量，在夏季阳光直射下，混凝土地面温度比一般地面平均气温高8，屋顶和沥青地面温度比一般地面平均气温高17。例如上海观测到的最大热岛效应强度达6以上。因此城市中水泥等大量硬化地面的产生会加剧热岛效应，进而导致悬浮颗粒物难以沉降，城市空气质量难以改善，城市生态遭到破坏，甚至导致人类疾病多发、死亡。城市缺水加重。我国绝大部分城市，尤其北方城市属于缺水城市，普遍存在抽取地下水速度远大于天然降水对地下水的补充速度。而硬化的城市地面严重阻断了降水直接补给地下水的途径，使城市地下水难以补充，更加剧了城市地下水位下降、地面下沉等问题。天然降水对地下水的补给主要靠地面渗透。例如沈阳市，目前该市规划区域面积达60平方公里，年降雨量是650毫米，全市年降雨量折合水量是3.9亿立方米。沈阳市区雨水渗透系数为0.3左右,就是说全市每年雨水渗透量应是1.2亿立方米，但全市除楼房外，道路、居民小区、人行道、广场、企业等地面几乎全部都采用了不透水硬化，其渗透系数接近于零，这样使本该渗透到地下的宝贵水资源形成径流，被排放到市外水系中，导致每年意1亿立方米的水无法回补到地下而白白流失。大量城市河道改造过程中出现的河道硬化现象对城市生态的破坏更是严重，除水之外的其它人和自然的物质被全部铲除。河道两岸被砌成光滑的水泥驳岸，这样不仅加剧了城市缺水问题，而且破坏了河道及两岸的生态环境。水体污染加重。水泥化的路面使城市地面吸收雨水、雪水的机会被阻断，城市地下水位难以回升，长此以往，导致少雨季节时城市地面极为干燥、尘土飞扬。一旦下雨就满地积水。地表径流污染严重，排放后的径流会直接污染河水、湖水，进而危害到城市生活用水安全。城市大量河滩、河岸在进行硬化处理和改造时使用大量钢筋混凝土材料，有些城市甚至将河槽也用水泥铺设，这样使得整个城市滨水区全部变成不透水地面。水泥化的河道、河岸、湖泊会使水体生态系统受到毁灭性的打击，生物多样性锐减、丧失自净能力。最终导致水体发绿、发臭，严重时还会导致病菌 、蚊蝇滋生，从而影响和破坏整个城市生态系统。影响生物生存。城市硬化的地面对城市生物多样性造成了严重的危害。硬化地面会直接影响城市植被的根系发育，城市建设中对水泥、大理石、不透性砖的滥用严重破坏了土壤微生物的生存环境。土壤真正成为“纯净土”。其天然自净、吸收、分解的能力丧失，进而导致尘土飞扬、病菌滋生，危害人类健康。此外河道的硬化破坏了为鱼类、昆虫、小型哺乳动物及各种植物提供的食物链、生存环境、迁徙通道，阻断了城市滨水生态系统得以自我保养和更新的通道。居民健康受损。水泥化地面所反射、辐射的能量加重了“热岛效应”和噪音污染以及固体悬浮物数量，进而使城市居民居住的舒适度指数下降，居民健康受损。由于城市地面存在大量尘土，其中包含大量细菌、污染物，因此径流的形成虽能洗涤地表，但也将这些污染物快速带入城市地下水道。据研究表明，城市地表径流中需氧量达到104毫克每升，金属含量也较高，达到数十毫克每升，同时还有大量氮磷等污染物，这些严重污染的城市地表水直接从城市雨水管道流入内河，污染了河水，造成城市地质环境保护的恶性循环，对城市居民的健康构成了严重威胁。二、国外在处理城市地面问题积累的经验城市地面硬化运动在西方国家产生较早，他们在发展过程中也遇到了类似问题。针对此问题，西方各国根据自身特点提出了很多值得借鉴的方法。二战后美国兵工总署提出清洁河道，硬化河道的建议。此建议得到了美国政府的支持，随即展开了“硬化河道”运动。而到了20世纪8090年代，美国部分地区尤其是洛杉矶地区严重缺水，出现这一问题的原因是多方面的，但河道硬化是直接带来的后果。认识到这一问题后，美国部分地区开始了河道软化运动。恢复其自然性状。这对我国当前的河道整治是一个有益启示。长期以来德国坚持以人为本，按照人与自然和谐，走可持续发展的理念，走出了一条城市生态环环保的良性发展之路，很值得我们借鉴。从上世纪20年代开始，德国政府就开始着手研究城市地质环境，特别是城市地面硬化问题。他们认为城市必须充分体现其自然属性，必须顺势而建，让自然原生态在城市中展现出独特魅力；城市地面建设要遵循自然规律，尽最大可能谋求人与自然的和谐共处。经过几十年的发展，德国城市地面建设建成体系，走在了世界城市地面发展前列，是其他国家争相效仿的对象。按照德国标准，城市地面面积80%必须是透水的，否则无法保证地下水支出与补充平衡。与之相反，我国各大城市争相扩大城市硬化地面的做法值得我们深思。三、城市地面硬化的解决措施改变错误观念。目前我国城市建设领域有明显错误观念“现代化就是水泥化”，认为“世界化就是高楼化”。从而导致城市地面硬化现象层出不穷。其实这些是西方国家数十年前的城建理念，而在20世纪末已不再流行。与此同时，生态设计和对水泥化城市进行生态友好型改造开始在西方国家兴起。到21世纪的今天，尽量减少对环境的负面影响，尽量寻找与自然和谐相处的发展模式，已成为当前国际上被普遍认可的生态建设理念。为此我们应认识到城市作为一个生态系统，其结构应向自然生态系统学习，使得作为城市生态系统不可或缺的一部分地面起到应有的自然功能而非单单是人文作用。我们应遵循自然规律，顺势而建才能和谐自然。保持地面的自然状态。合理使用原来的通透性土壤，最大限度维持原有的自然状态。在城市局部建设中，对确定要封闭的地面使用最低要求的封闭措施，尽量避免或减少地表封闭、地面硬化。一方面，应适度硬化地面，地面硬化分开层次和等级;另一方面，要着力解决雨水下渗问题。这并不是要求拆除全部已硬化地面，而是在城市建设实践过程中不断借鉴已有成功方案，不断根据实际情况摸索新方法。推广通透地面工艺，实施透水改造。例如对已硬化地面打洞，并以碎石填充，这样有利于生物生物生存，使地面积水顺洞口渗入地下，而且洞口碎石可以挡住泥土、沙尘。既能留住雨水，又能净化空气。不断提高道路施工工艺，大力推广通透性地面，对城市道路体系进行细化，最大限度减少对水泥、砂石等不透水性材料的使用。具体措施如下：I对人行道、步行街、自行车道等受压小的区域采用透水性地砖，路面之下设置回填沙土等渗水性好的材料，而且地砖之间也采用透水性填充材料拼接。这样可以最大限度提高地面渗水性。II对自行车停放和停车场地面，选择有孔砖铺设，并在砖孔和砖间以土填充，这样有利于绿草生长，也使地面有40%的绿化功能。III居民区、公园、广场选用实心砖铺路，砖与砖之间留足空间并以泥土填充，撒下生命力强的草籽。这样可以使绿草生长，降低热反射，有利于缓解热岛效应。IV房舍周围、居民步行道、校园、公园步行道由于往来人多，可采用碎石、鹅卵石大小均匀散落而成。这样不仅通透性好，而且美观，避免城市地面的单调性。V城市河道的整治，应杜绝河道硬化现象，对河岸少数易塌陷区可采用块石、片石砌墙外，一般地带应以草、树维护，恢复河道的自然状态。这样通过两岸密集的植被根系和透水河道，可以使水大量渗入地下，很好的补充地下水。VI在雨水地下管道打孔或采用孔型管道，并以碎石回填，使得雨水在流动过程中自行渗入地下，减轻地下管网压力。VII建设立体化城市，将公园、草坪健在低洼区，雨季起到暂时的蓄洪能力，使雨水自行渗入地下，减少不必要的财力、物力、人力浪费。还可以根据具体情况，结合城市景观建设，开辟人工湖网，且彼此相通。在强降雨季，通过地表径流流入人工湖，起到蓄水和增强城市景观效果的功能，同时也缓解地下水网压力以及有效补充地下水。VIII对已硬化的路面，可以改造传统减速带、标线，去除表面的沥青和混凝土，再用碎石、鹅卵石回填。同时，国家应加大透水材料的科研力度，寻找传统路面材料的替代品，减少对石油制品的依赖。相关部门应针对各地具体情况研究改革方案，将道路、小区、广场等平面空间透水性列入城市规划议题；加大对现有城市硬化路面有计划、有步骤地实施通透性改造力度，逐步消除硬化路面的负面影响。四、总结长期以来我们对城市建设和