城市发展中水文水资源带来的问题与解决对策

付博号

（河北省秦皇岛水文勘测研究中心，河北 秦皇岛 066000）

我国是世界上水资源短缺的国家之一，人均水资源拥有量不及世界平均水平的25%。城市作为人群密集、产业密集的区域，水资源短缺问题更为显著。随着城市建设进程的加快，人口密集度越来越高，建筑物数量显著增加，地表建设日益密集，给水文水资源的自然流通带来了极大影响。同时，居民用水、工业用水等数量骤然上升，废水、污水等的排放量也愈加增多，给城市的水资源数量和质量带来了“双重压力”，造成了水污染、水资源告竭、水文破坏等一系列问题，严重制约着城市可持续发展。

1 城市水文水资源概述

1.1 城市水文水资源的特点

城市水文水资源主要有以下2个方面的特点：一是水文网络的集约性。在城市发展中，为了实现对水文水资源的研究，会合理布设站网进行监测，监测设备、监测技术等对各个水点、设点的水资源环境进行实时监测，形成了由监测手段、监测方法、监测设备、站网布设等组成的城市水文工作体系。二是水文监测的动态性。城市水文处于时时发展变化中，因此对城市水文水资源的分析也需要注意时间这一关键因素。特别是在城市气候发生突然变化时，诸如暴雨、洪涝等，这一动态性特征更为显著。

1.2 水文水资源对城市发展的影响

水文水资源环境对城市发展的影响是多方面、多角度的，主要体现在功能性、生态性、经济性等方面。从功能性的角度来看，由于水资源在不同地区、不同时间的空间分布不均，具有显著的区域特点，因此会对城市发展规划造成束缚。城市要想摆脱水资源的束缚，完成城市发展的既定目标，就需要人为地对水文水资源进行改善。从生态性的角度来看，城市的发展往往是以水文破坏、水资源污染为代价，特别是在城市建设初期，为了快速实现城市发展的经济效益，不重视对水文水资源的保护，造成了一系列的生态问题。这些生态问题发展成为城市可持续发展的“拦路虎”，其长远性和难以修复性更是严重冲击着城市繁荣。从经济性的角度来看，水文水资源环境对城市经济发展存在着或多或少的约束力。当城市的水文水资源环境遭遇破坏时，势必会影响城市正常的生产和生活，恶化城市的招商引资环境，给城市的经济发展带来阻碍。

2 城市发展中水文水资源带来的主要问题

2.1 干扰水文循环系统

随着城市的日益繁荣，人口密集、工业发展、植被减少等造成热岛效应逐渐凸显：城市空间范围的温度普遍要比乡村、空地等区域的温度高，且表现出明显的“由城市中心向郊区气温逐渐降低”的特征[1]。由于存在这种热岛效应，在高温下城市的水气大量蒸发，影响空气流动的自然规律。此外，城市发展中不可避免地会建立起高楼大厦，这些规模巨大的建筑对空气流动造成了阻碍，加剧了城市热岛效应。由于非自然规律性的水气蒸发，城市的降雨量显著增多，进而对天然排水系统产生影响。此外，城市发展中会大范围的建造房屋、美化道路等，削弱了地表的透水性能，下渗量极度降低。面对猛增的降雨量，地表径流增加显著，径流系数变大，同时洪峰流量增加，超出了自然排水系统的处理范畴。在此背景下，城市发展对排水系统进行了改造，铺设大量管网对降水进行引流，在疏通径流的同时，也对地下水网造成了破坏。

2.2 造成水资源的污染和浪费

随着城市居住人口、工业企业数量的迅猛增加，生活污水、工业废水产量也急剧增多，这些污水的排放量已经远远超出大自然对污水的处理能力。同时，汽车尾气、工业废气等排放量与日俱增，给水资源带来直接或间接的影响。这些废水、废气的排放，不仅会影响城市发展的基本用水，还会对城市地下水造成破坏，最终可能导致城市用水紧张、城市水源污染等问题。城市发展中还伴随着水资源浪费的情况，造成这一情况的原因是多方面的，城市排水系统的设计不合理、居民用水的随意性等都会导致严重的水资源浪费，不利于城市水资源的高效使用。

3 城市发展中水文水资源问题的解决对策

3.1 合理规划水资源的使用

优化和完善城市水资源的保护，重在对水资源的使用进行合理规划，实现水文水资源自然条件对城市发展的促进作用。首先，工业企业是城市用水的重要部门，对于耗能大、耗水多、污染性大的工业企业，建议将其进行外迁，并根据当地资源优势引进一批环境友好型企业，促进当地的产业升级。其次，保护区域内自然水资源环境，诸如湖泊、溪流、河道等，是城市水文环境的重要组成部分，在城市建设中应对其进行保护，避免填占水道、建筑用地占用湖泊河道等情况，保护大自然的河床地貌和河流生态环境。此外，对生活、生产和生态用水进行协调，优化既有水资源在三类用水类型上的合理配置，对城乡用水进行统筹规划，提升水资源的使用效率。

3.2 发挥城市水文站对水文监测的作用

通过在城市中合理布局和完善水文站的建设，能够对城市的水资源环境进行实时监测，同时强化对地下水的观测。水文站的建设是对城市水文水资源进行管理的基础，通过对水文信息的采集，能够对当地的水文水资源情况进行全面梳理，为城市水文水资源的优化与保护工作提供信息支撑。结合城市的发展定位、发展规划、发展现状等因素，对城市的水文站站点建设进行合理布设。完善水文站的实时监测系统，尽可能引进现代仪器设备和现代技术手段，促进监测信息的采集与传输。在此基础上，根据水文监测的目标，建立水资源决策支持系统，强化水资源预测预报工作的精度和敏感度，提升水资源实时预报的效率，从而为水资源的优化配置、开发利用提供参考[2]。

3.3 利用科技手段综合治理城市水资源

科学技术的发展为当代城市水文水资源的管理和治理提供了众多方便、可行的手段，要加强对先进技术的应用，通过智能化、自动化的技术治理，提升城市水资源管理的全面性、高效性和科学性。具体来说，一是加强对节流作业的技术管理。以农业灌溉为例，相较于传统的灌溉方式，节水灌溉技术的使用在保障灌溉效果的同时，大大缩减了水资源的消耗。参考这一案例，可以将节流作业实践到工业生产流域，通过开发新工艺、新技术，提高工业用水的使用率。二是加强对水污染源头的治理。重视源头的管理比污染后的治理更重要，加强对居民生活用水、农业用水、工业用水等的水源治理，通过净化技术的应用，强化对废水的净化，达标后允许排放，避免污水对整个城市水文系统造成破坏，遏止对水文环境的进一步污染。

3.4 优化污水治理和净化水的再利用

目前城市发展中普遍面临着水污染问题，要实现水文水资源的保护，需要重视对水污染的治理和净化再利用。加大水污染治理的资金投入力度，优化政府主导污水治理的格局，将各类企业不断纳入到污水治理工作中，通过各类融资方法，不断拓宽资金渠道，从而建立起多方参与、利益与共的水污染治理体系[3]。强化对污水处理设备的管理，污水处理厂等需要对相关设备进行统一管理和定期保养，根据污水处理工作量，适当地增加设备数量或引进超大型处理设备，以满足城市污染处理需要。污水净化再利用是缓解城市用水紧张的有效举措，也符合绿色城市发展要求。对于符合净化标准的净化水，可以将其应用到农田灌溉、工业冷却、畜牧养殖等工作中，通过再利用的方式，减少直接排放给城市排水系统带来的负担，促进城市的可持续发展。

3.5 培养社会各界的节水意识

在智慧城市发展的过程中深入开展水文水资源的保护，需要社会各界的参与。从根本上来说，需要树立起全民节约用水、保护用水、抵制污染的意识。只有这样，才能在社会群体中形成强大的保护水文水资源的合力，建立起城市发展与水文水资源相和谐的生态。应加强对节水意识的普及和宣传，通过水污染、水资源不足等现实的传播，让人们对水文水资源的现状有所了解，激发人们在日常生活中节约用水的自发性、积极性和主动性。必要时可以结合定价出售的策略，根据用水量制定阶梯收费制度，督促人们养成节约用水的良好习惯和生活作风。鼓励各类节水设备在社会上的应用和普及，诸如节水马桶、节水水龙头等，加大对其的宣传和推广，通过给予优惠、发放礼金券等办法，推动该类节水设备在市场上的快速普及。

3.6 城市良性水循环系统的建立

为了保障在城市发展的过程中水资源得以健康合理地利用，必须建立一个良好的城市水循环系统，这就需要相关部门以城市发展规模的有效控制作为出发点，适当降低城市内部的资源消耗水平，从而控制城市内部独有的热岛效应。在具体的发展过程中，相关部门要以城市发展过程中的自然、经济和生态方面的实际状况作为出发点，将其发展规模控制在一个合理的范围内，而这其中的主要内容便是控制人口数量的合理增长。在城市规模持续扩展的过程中，要采用更为新型的建筑材料，进一步增加总体透水面积，城市内部绿地面积和透水面积的不断增加，能够确保径流量的有效下渗。而城市内部广泛分布的绿地会在蒸腾和光合作用的影响下大量吸收二氧化碳，并有效降低雨水径流的速度，从而有效调控城市系统内部的地下水含量。就目前我国城市的发展状况来看，在绿地覆盖率以及总体面积方面均没有达到相关标准要求，并且透水性较差建筑材料的大范围使用，导致城市内部的地下水控制效果不够理想。如此一来，为了进一步扩展城市的绿化面积，城市在扩张建设的过程中需要进一步引入草皮砖、多孔沥青等具备较高透水性的材料。草皮砖作为一种全新的建筑材料，其开孔率基本维持在20%～30%，并且其中的空隙可以用来种植各种草木，更加适用于停车场、行人道以及小区内部的绿化，能够做到在维持人车正常通行的同时，显著地延长雨水的径流时间，并且雨水径流中所含有的各种重金属元素都能够得到及时的净化，可以在今后的城市发展中大范围应用。

3.7 强化水资源管理

虽然我国的城市发展经过了产业结构的多次调整，但其中仍旧存在一定数量水资源消耗较高的企业。为了保障城市可持续发展，水资源消耗过大的企业需要进行合理的外迁，或者通过技术方面的改造，进一步降低其生产过程中的能源消耗。同时，城市在进一步扩张规模的过程中，需要避免侵占湖泊以及河道。简单而言，城市需要在保障河流湖泊生态系统处于正常状况的前提下，结合当地的城市发展现状，认真规划落实湖泊河道的相关保护条例以及工作方案，确保湖泊水系不会因为城市的持续发展而产生水资源方面的负面影响。此外，进一步加大舆论宣传力度，加强城市发展过程中各种湖泊河道非法侵占的新闻曝光力度，借助社会范围内的广泛监督，树立良好的水资源保护意识，能够在有效遏制各种水资源非法破坏行为的前提下，促进城市和水资源二者的同步健康发展。

4 结语

在城乡一体化、乡村振兴等时代大背景下，人们对水资源的需求量与日俱增。由于水资源的自我调节能力有限，且具有一定周期性，城市发展进程中的人为干预很可能对其造成不可逆的损害，带来水文循环紊乱、水资源污染、水量枯竭等一系列问题，影响水文水资源的自然稳定性，造成城市发展与水源保护对立的结局。对此，要不断深化保护水文水资源的意识和观念，通过建立水文水资源站、增强专业技术研发、完善管网布局、严格治理污染水源等，科学、全面地解决城市发展给水文水资源带来的问题，促进城市建设与水资源保护的“双向推动”和可持续发展。