对建筑给排水设计中几个问题的探讨

　　关键词：城市湿地 保护 修复 对策 

 

　　湿地与森林、海洋一起合称为全球三大生态系统，在保护环境、维持生态平衡和出产资源方面有着多重价值，特别地，湿地由于具有强的物质转化功能，而被誉为“地球之肾”[1]。城市是“人—地”关系的焦点，是社会经济发展中生产和消费最为集中的地方，因而城市也成为污染集中的地方。目前，我国正以世界罕见的速度推行城市化。城市化在给人类带来巨大经济效益的同时，也使得城市湿地面积大幅度减少，给城市生态系统带来严重的负面影响，极大制约了城市整体的可持续发展[2]。破坏湿地，也就是在使人类丧失最重要的一部分生存环境。因此，如何保护和修复城市湿地，是当前城市化进程中需要研究的重要课题，本文就此进行一些讨论。

 

　　1．城市湿地面临的威胁

　　城市化发展进程中，大量地面从植被或土壤覆盖变为不透水的水泥或石板材路面、屋顶面，使得汛期雨水不能在流域地表坑洼处或土壤水库中蓄积，而是直接排入海洋，流域自然水文循环路径被改变，气候趋于干旱，江河断流、湖泊干涸、大量城市湿地消失。

 

　　城市的发展需要从外部输入大量矿石、燃料和化学合成物质，这些物质一部分在转化为产品后通过人们的消费和使用以生活污水的形式排入水环境，另一部分在生产过程中以工业污水形式排入水环境，或以气体、颗粒物的形式进入大气环境后再随大气降水一起进入水环境。总之，大量污染物以不同途径进入城市水环境，远远超出了城市水环境系统的正常代谢能力，造成水体物质代谢失衡，污染严重[3]，富营养化进程加快，这也是城市湿地迅速退化的主要原因之一。

 

　　此外，城市化进程中，大量基础设施建设和开发区项目，极大程度地改变了土地利用方式，也挤占了部分水域空间，使城市湿地面积减少。

 

　　2．我国城市湿地现状

　　按照《湿地公约》对湿地的分类，城市湿地从其成因看，可以粗略分为天然湿地和人工湿地。其中，天然湿地是指历史上自然形成的河流、湖泊等，人工湿地则包括了人工建造的运河、排水渠、水库、人工湖、鱼虾养殖塘、水塘、稻田和污水处理场等[4]。归纳起来，城市湿地具有如下特点：

 

　　2.1 湿地面积逐年减少

　　随着城市化的发展，城市湿地面积不断减少，究其根本原因，是由于城市水土资源的紧张造成的。一方面，生产、生活用水量大幅度增加，城市生态用水被不断挤占，湿地由于缺乏水源而不断丧失。同时，随着社会、经济的发展，房地产的大幅度开发，大量的河道、湖泊和坑洼地被填埋，也使湿地面积减少。据统计，上海市的淡水河流、湖泊河面率，在上世纪80年代初为11.10%，近期降低到8.40%,减少了2.7个百分点，也即20年来城市水面积减少了约1/4[5]。此外，水体污染导致的富营养化问题也加剧了水体老化、湿地退化的严峻局势。

 

　　2.2 具有显著的人工性

　　人工湿地是城市湿地的一个重要组成部分，如北京市湿地总面积5万公顷，人工湿地就占到了1.5万公顷[6]。此外，人类在自然湿地中也进行着大量人工水利活动，包括对河岸带进行硬化处理，在河流上游修建水库等。人们的这些改造活动使天然河道变得人工化、渠道化，并且割裂了流域内相互贯通的天然河湖水系，使水路不畅，在便利人类生产、生活的同时也给水生态系统带来严重危害，从长远来说弊大于利。

 

　　2.3 缺乏生物多样性

　　水利工程以及城市其它工程项目，强烈地改变了地表水文状况，对城市景观造成破坏，更严重的是损坏了流域自然水系，水路受阻或水量减少，影响到河流中生物的发育环境，导致很多天然水体生态系统严重褪化，丧失了其生物多样性的基本特性。此外，城市人工湿地的设计，几乎很少考虑生物多样性因素，更多情况只是当作水利工程进行。

 

　　2.4 水污染现象严重

　　城市湿地生态系统组成单一，结构不完整，稳定性较差，对污染物质的消纳能力低。而现实的情况是，由于我国多数城市的下水道建设严重滞后，大量的工业废水、生活污水、农田退水和雨水径流未经处理直接排入河道、湖泊等地表水体，污染负荷极大超出水体自净能力，导致水生态系统物质转化失衡，诱发水质污染问题。

 

　　3. 对城市湿地重要生态系统服务功能的重新认识

　　Cairns（1997）指出，生态系统服务功能是指对人类生存和生活质量有贡献的生态系统产品和生态系统功能[7]。对城市发展而言，在生态系统产品和生态系统功能二者之间，我们更关注城市湿地在后者上对城市化区域的服务性能。

 

　　3.1 调节区域气候和空气质量

　　湿地蓄积了大量水，有较大热容，异热性差，因此湿地区域气温变幅小。此外，湿地积水面积大，能够源源不断地向大气提供充沛的水分，增加大气湿度，又对降水有调节作用。例如，三江平原沼泽，与开垦后农田小气候对比观测表明，沼泽地比开垦后奶奶天的贴地气层日平均湿地高5%-16%[8]。

 

　　如果湿地中生长有繁茂的植物，在有阳光的时候，湿地植物能够通过光合作用消耗大气中的二氧化碳，同时释放出氧气。有人计算，仅地球上的沼泽植物每年就向大气层释放1.6亿吨氧气。尽管由于湿地有机残体好氧分解也要消耗部分氧，但微生物分解速度缓慢，耗氧量相对植物释放氧量小许多，因此，总体来讲，湿地向大气层净释放大量氧气，使其周边空气清新。

 

　　3.2 防洪调蓄，保持水土

　　湿地通常位于一个区域的低凹处，含有大量持水性良好的泥炭土、植物及质地粘重的不透水层，它通过两个方面来调蓄洪水，首先是未被水饱和的湿地土壤(如泥炭中有90％的孔隙)大量吸附洪水，然后以地表水的形式将洪水蓄积在湿地中。

 

　　湿地能在短时间内蓄积洪水，同时湿地中的植物和有机残体对水流有阻滞作用，能够降低水流流速，削弱流水携沙能力，使湿地来水中所携带的泥沙在其中沉积下来，减轻了下游水体的泥砂淤积问题。湿地具有巨大的蓄水能力，被蓄积的洪水以较长的时间逐渐排出，湿地下游的地表径流速度得以减小，缓和了流经地表的土壤侵蚀现象，而且洪峰到达下游的时间也被推迟。

 

　　3.3 涵养水源，净化水体

　　随着城市的发展，人们的生产、生活水平不断提高，人口数量急剧增加，社会用水量逐年上升，为弥补地表水资源量的不足，大量地下水被开采。蓄积在湿地中的水可以缓慢向下渗透通过土壤层，源源不断地补给地下水，以稳定地下水位，有效抑制地下漏斗和由此导致的地面下沉问题。

 

　　湿地生态系统对水体的自净过程非常复杂，是湿地物理、化学和生物协同作用的结果，包括了沉淀、吸附、离子交换、络合反应、硝化、反硝化、营养元素的生物转化和微生物分解过程。然而，湿地生态系统的净化能力有一定限度，这个阈值的高低与水生态系统的稳定性有关。生态结构完整的水生态系统，是健康的生态系统，抗击外界扰动的能力强，因而具有较高的污染物消纳转化能力。当向水体排放的污染物超过其自净能力时，将导致水质污染问题的发生。

 

　　3.4 保护生物多样性

　　湿地生态环境复杂多样，能为多种生物提供适宜的生存和繁衍环境，同时其独特的环境条件和景观，也为人类提供了理想的旅游休闲场所。据统计，在我国，生活于湿地中的鸟类约占到我国鸟类总数的1/3，而已列入我国国家一级保护的珍稀鸟类约有一半是湿地鸟类。洞庭湖冬季栖息着2万多只各种水禽，其中不少是国际级或国家级的重点保护对象，每天吸引着成千上万的游客。湿地还是许多名贵鱼类和贝类的产区，以及出产多种具有极高经济价值的水生、湿生植物，如芦苇是重要的造纸原料，许多优质中草药也来自于湿地。

 

　　4.城市湿地保护和修复对策

　　4.1 充分认识城市湿地资源对城市发展的重要性

　　湿地是地球上最富生物多样性的生态景观，因其具有巨大的环境功能和效益而成为人类最重要的生存环境之一，并且是城市可持续发展不可替代的生态系统。湿地有助于涵养水源，保持水土，消纳污染物质，为城市经济建设和人民生活提供充足的洁净水源，促进工农业生产的可持续发展。湿地能够为多种生物提供栖息地环境，美化城市，提高环境舒适感，使城市变得适宜人居。因此，湿地对改善城市生态环境和保障城市经济社会可持续发展具有重大意义。

 

　　城市化过程中任何对湿地的过度扰动，都会使湿地生态系统失去稳定和平衡，甚至造成严重的生态系统负面效应。历史上对湿地不合理的开发利用所导致的“人占水道，水致人灾” 的典型事例，就是对人类随意破坏湿地行为的一种报复。

 

　　4.2 强化对城市湿地资源的管理力度

　　1）改革落后的城市水资源管理机构体系

　　城市水资源的开发利用，涉及水源、供水、用水、节水、排水、污水处理（回用）等多个环节。在旧的水资源管理体系中，水资源开发利用的链条处于割裂状态，每个环节归不同的部门管理，各个部门各行其道，很难实现水资源的统一调配、管理和综合利用，不能适应新时期“循环水务”理念的管理要求。为此，我国在一些发达城市中（如北京、上海、深圳等）试行水资源管理改革，组建水务局，集水资源开发利用过程的各个环节于一体，能够更好地协调和解决水资源开发利用中存在的矛盾，在体制上保证了水资源的优化配置和水资源的利用效率，有利于实现水资源的可持续利用。

 

　　无水不成湿地，湿地为了维持自身的生态过程也需要一定的生态用水量。在旧的水资源管理体系下，生态用水量常常被生产和生活用水量挤占。实行城市水务统一管理改革后，水资源管理就可以综合考虑各个环节，统筹城乡水安全，统筹经济社会用水需求，统筹人与自然和谐发展，从而实现水的良性循环。

 

　　2）完善城市湿地管理政策和法制体系

　　城市湿地管理法制化。以法律法规的形式确定城市湿地开发利用的方针、原则和行为规范，明确各级、各行业的机构权限以及管理分工，规定管理程序、对违法行为的处理方法和程序等，为从事城市湿地保护与合理利用的管理者、利用者等提供基本的行为准则；通过建立对威胁湿地活动的限制性政策和有利于湿地资源保护活动的鼓励性政策，协调湿地保护与区域经济发展。

 

　　借助法律的和经济的手段，严格和强化执法力度，制裁过度和不合理利用水系湿地资源的行为，打击破坏城市湿地资源的违法、犯罪活动。

 

　　此外，城市湿地管理还需要投入充足的人力和资金，在管理方法上不但要遵循生态学原理，同时也还要服从社会规律和经济规律的要求。

 

　　4.3 服务全局，合理规划

　　保护和修复城市湿地，是为了营造生态型的宜居城市。从区域可持续发展理论和思想出发，结合当地实际情况，充分重视湿地对城市的生态服务功能，将城市湿地保护和修复与城市环境规划、生物多样性保护、土地利用规划、旅游业发展规划等协调一致起来，对开发利用湿地资源和保护生态环境进行统一规划。

 

　　湿地规划要以流域为单元。所谓流域是指以河流为主线所形成的、在结构和功能上不可分割的一个地理区域。流域规划要遵循整体性和综合性两个原则。整体性是指把流域内自然条件、生态环境、自然资源与社会经济，以及上游、中游、下游作为统一整体，组分之间存在互为影响、互为制约的关系；综合性就是要强调流域内资源利用和生态环境的综合效益。

 

　　4.4 学习引进国外先进的管理方法和工程技术

　　举办各种培训班和研讨会，介绍国外城市湿地保护和修复的经验，积极引进先进的管理理念和方法，提高决策者、管理者和基层人员的管理水平；认真学习国外成功的湿地保护和修复案例，总结工程技术和方法，结合国情，研究开发适合我国特色的新技术，并在国内推广使用。

 

　　4.5 积极开展城市湿地科学研究

　　城市湿地有着与自然湿地很不相同的特点，如规模小，人工性强，紧邻人类生产、生活活动区域等。城市湿地科学研究要针对城市湿地特点，对城市湿地保护和修复模式、城市湿地中能量流动和物质转化规律、城市湿地生态系统演变规律、城市湿地对区域气候的调节功能等方面进行深入探讨，为城市湿地规划、管理和评价提供理论指导，为城市湿地保护和修复提供技术数据。

 

　　4.6 加强宣传教育，提高公众保护意识

　　一个城市在湿地保护及其资源合理利用方面的作为，很大程度上取决于城市管理决策者和公众对于湿地重要性的认识。通过湿地保护宣传教育，提高公众对湿地功能和湿地保护重要性的认识，强化公众对湿地资源的忧患意识，让全社会都懂得每一个社会成员都有保护湿地的责任和义务，从而调动起公众参与湿地保护的积极性。只有全社会成员的共同参与，才能从根本上保证湿地环境得到保护。

 

　　参考文献

　　1．国家林业局野生动植物保护司. 湿地管理与研究方法，中国林业出版社，2002.6，北京。

 

　　2．宋新山，王朝生，汪永辉. 我国城市化进程中的水资源环境问题，科技导报，2004，（2）：29-31，32。

 

　　3．丹保宪仁. 水文大循环和城市水环境代谢，城市给排水，2002，28（6）。

 

　　4．国家林业局《湿地公约》履约办公室. 湿地公约履约指南，中国林业出版社，2001.7，北京。

 

　　5．为明，魏梓辛. 保护和恢复城市的河流湿地，上海湿地利用和保护研讨会，2002.12，上海。

 

　　6．《北京市湿地保护行动计划》办公室. 北京市湿地保护行动计划，2001.8。

 

　　7．Cairns, J 1997. Recovery and restoration of damaged ecosystems. Charlottesville: University press of Virginia. 72-101.

 

　　8．刘兴土. 三江平原沼泽辐射与小气候基本特性，1988。