隨著社會經濟的快速發(fā)展和人口的劇增,水安全問題逐步成為我國各大城市面臨的嚴峻挑戰(zhàn)。為有效地解決水問題、實現水安全,各城市正如火如荼的開展著城市水系統生態(tài)修復實踐。當前城市水系統生態(tài)修復存在理論研究匱乏、重項目輕系統統籌的問題。本書遵循研究源起理論研究模型構建實證分析策略提出的邏輯思路,以湖北省襄陽市為例,探討城市水系統安全評價模型理論構建、水安全問題識別分析、水安全問題導向的城市水系統生態(tài)修復策略等問題。理論構建部分,基于對水系統構成要素及其相互關系的解析,應用壓力-狀態(tài)-響應模型,從水資源、水環(huán)境、水災害、水生態(tài)四個方面構建城市水安全評價綜合模型,并明確了各系統評價的范圍、指標、方法。根據評價結果,可以對城市水安全狀況進行分區(qū)、分級、分類問題識別,劃分安全風險等級,識別出城市水量-水質-水患-水活力的關鍵影響因素。水安全問題識別實證分析部分,基于水安全評價模型,采用襄陽市近幾年的水文數據、地理統計數據、經濟社會數據、網絡監(jiān)測數據,分別從市域、中心城區(qū)、次流域等空間單元對襄陽城市水資源、水環(huán)境、水災害、水生態(tài)安全進行綜合評價和關鍵問題識別。水安全問題導向的水系統生態(tài)修復策略部分,基于對不同區(qū)域、不同流域的水安全主要問題識別,確定了襄陽城市水系統生態(tài)修復的目標和主要空間布局,分別提出建設城市綠色基礎設施、水資源高效利用機制、水資源保護意識提升的資源保障對策,源頭控制、中間環(huán)節(jié)管控、末端治理等環(huán)境改善對策,防洪澇綠色基礎設施、洪澇工程設施、水災害安全相關設施建設等水災害防治對策,河道綜合服務效能提升、水生態(tài)保護意識提升兩項生態(tài)恢復對策。
本書立足水系統的復雜性,基于多角度、多尺度、多源數據構建了城市水安全評價的綜合模型,作為精準識別城市水問題及關鍵區(qū)域、主要影響因素的依據,對于水生態(tài)修復策略的提出具有重要的理論依據和實踐價值,對于指導當前國土空間規(guī)劃編制和生態(tài)修復等實踐具有理論前沿性、實踐指導意義和方法創(chuàng)新性。
城市作為人類的主要聚集地,是整個區(qū)域環(huán)境的重要組成部分,也是各種生產和生活活動頻繁的地域。城市化進程的加快,導致大量人口與經濟社會活動聚集在范圍相對狹小的城市區(qū)域內,對大氣圈、巖石圈、水圈和生物圈整體的生態(tài)系統產生了重大的影響,環(huán)境問題隨之產生,其中為顯著的就是城市水系統問題。我國城市化水平穩(wěn)步提高,2019年城鎮(zhèn)化率已突破60%。近40年城鎮(zhèn)化快速推進的過程中,出現了許多水系統問題,集中體現在水資源過度開發(fā),資源性缺水和水質性缺水嚴重;各類污染物大量入河,導致城市河流水體嚴重污染;城市洪澇災害頻發(fā),使人們的生活、健康受到嚴重的威脅;水土流失、河岸植被破壞導致城市河流生態(tài)系統功能受損、服務功能退化等。
近年來我國各部委在積極推動水系統的綜合整治和保護工作。2013年起水利部大力推動水生態(tài)文明建設;2015年由財政部、住房和城鄉(xiāng)建設部、水利部啟動海綿城市試點;2015年財政部和住房和城鄉(xiāng)建設部開展地下綜合管廊試點等。在2015年的中央城市工作會議上,習近平總書記指出要大力開展生態(tài)修復,讓城市再現綠水青山。其中城市水系統生態(tài)修復是城市生態(tài)修復的重要組成部分之一,成為我國各個城市解決水問題的重要手段和方法。為了推動美麗中國建設,《中共中央國務院關于進一步加強城市規(guī)劃建設管理工作的若干意見》提出,要制定并實施生態(tài)修復工作方案,有計劃、有步驟地修復被破壞的山體、河流、濕地、植被。住房和城鄉(xiāng)建設部將城市雙修作為治理城市病、轉變城市發(fā)展方式的重要抓手,推動供給側結構性改革的重要任務,要求尊重自然生態(tài)環(huán)境規(guī)律,落實海綿城市建設理念,采取多種方式、適宜的技術,系統地修復山體、水體和廢棄地,構建完整連貫的城鄉(xiāng)綠地系統。
然而在當前城市生態(tài)修復推進的過程中,缺乏對城市水系統的全面認知和系統分析,重實踐而輕理論,基礎理論研究相對較為薄弱;實踐過程中受限于部門事權,導致項目布局往往側重于城市水系統的局部要素或者局部區(qū)域,城市水系統生態(tài)修復收效甚微。準確把握城市水系統的構成及要素之間的相互關系,從城市水資源、城市水環(huán)境、城市水災害和城市水生態(tài)四個方面探索城市水系統的構成與特征、問題與成因、安全評價與生態(tài)修復具有重要意義。基于此,本書從跨學科視角,遵循基礎解析問題分析模型構建實證研究策略提出總結展望的基本邏輯,采用定性與定量相結合的方法,以湖北省襄陽市為例,探討了城市水安全評價模型理論構建、水安全問題識別實證分析、城市水系統生態(tài)修復策略等內容,旨在對我國城市水系統的安全評價模型提供創(chuàng)新思維,對我國城市水系統生態(tài)修復提供理論依據。
全書的主要內容包括如下。
①解析城市水系統的構成與特征。對城市水資源的概念及其特征進行解析,分析城市水循環(huán)與城市水文的特點,進而解析城市水系統的概念、構成、特征、要素及其關系。
②分析城市化過程中城市水系統問題。梳理我國城市化過程中出現的典型水問題,包括城市水資源匱乏、水環(huán)境污染、水災害頻發(fā)、水生態(tài)破壞、地下水危機等特征、成因及其影響。
③構建城市水安全評價模型并進行實證分析。基于壓力狀態(tài)響應模型構建系統的、多目標的城市水安全評價綜合模型,以此確定城市內各小流域單元的安全風險等級及關鍵區(qū)域,識別出影響城市水量、水質、水患、水活力的關鍵因素。以湖北省襄陽市為例,分別從區(qū)域、流域、城市中心區(qū)等空間尺度,探討其城市水資源安全、水環(huán)境安全、水災害安全和水生態(tài)安全問題。
④提出城市水安全導向的水系統生態(tài)修復規(guī)劃策略。對城市水系統生態(tài)修復的政策背景、研究與實踐、規(guī)劃內容、修復技術方法進行解析,進而以襄陽市為例提出其城市水系統生態(tài)修復規(guī)劃的主要對策,包括水資源保障、水環(huán)境改善、水災害防治、水生態(tài)恢復規(guī)劃等內容。
目前,我國正處于城市化和工業(yè)化的迅速發(fā)展階段。社會經濟發(fā)展對于水生態(tài)環(huán)境的影響將持續(xù)下去,水系統的安全也將面臨著各種挑戰(zhàn)。水系統問題逐漸從區(qū)域性和局部性向整體性和國家性變化,社會經濟對水系統壓力負荷的空間發(fā)生轉移,以至于水生態(tài)條件較好的區(qū)域出現嚴重惡化的危險。城市水系統的生態(tài)修復是一項長期而艱巨的任務,會成為相當長一段時間內我國生態(tài)環(huán)境治理的重點領域?梢哉雇磥沓鞘兴到y也將由局部生態(tài)修復走向水系統的全面綜合治理,其中構建區(qū)域性的水生態(tài)文明體系、綜合應用水系統修復的工程與非工程措施、開展跨學科的城市水系統安全保障研究將是新的發(fā)展領域。
本書的寫作基于團隊在襄陽市城市雙修總體規(guī)劃項目的部分研究成果,得到了華中科技大學劉法堂老師及襄陽市城市規(guī)劃設計研究院濤總規(guī)劃師的指導,也得到了碩士生陳嫻、林彤、周昊陽、陳姿璇、李春暉、高俊陽、尹智文、劉思為、趙佩青、陳丹等同學的圖表繪制幫助,在此一并表示感謝。由于筆者水平有限,加之時間限制,本書難免有諸多不妥之處,也必然存在許多可以改進的方面,敬請讀者批評指正。同時,書中可能出現的學術錯誤,也應歸于筆者本人。
王寶強2021年5月于華中科技大學
王寶強,陜西寶雞人,同濟大學、佛羅里達大學聯合培養(yǎng)城鄉(xiāng)規(guī)劃學博士。華中科技大學建筑與城市規(guī)劃學院講師、碩士生導師。主要研究方向為氣候變化與韌性城市、城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境規(guī)劃、城市與區(qū)域發(fā)展。近年來主持和參與國家自然科學基金3項,省部級基金2項,發(fā)表中英文學術論文30余篇,參編著作與教材4本。
第1章城市水系統的構成與特征(1)
1.1城市水資源及其特征(1)
1.2城市水循環(huán)(4)
1.3城市水文(6)
1.4城市水系統的構成與特征(7)
1.5本書研究內容概述(14)
第2章城市化過程中的城市水系統問題(17)
2.1城市水資源匱乏問題(17)
2.2城市水環(huán)境污染問題(20)
2.3城市水災害頻發(fā)問題(23)
2.4城市水生態(tài)破壞問題(26)
2.5城市地下水危機問題(28)
2.6本章小結(30)
第3章城市水系統安全評價模型構建(31)
3.1城市水系統安全概念(31)
3.2城市水系統安全評價綜合模型構建思路(33)
3.3城市水系統安全評價范圍確定(34)
3.4城市水系統安全評價指標選取(34)
3.5城市水系統安全評價方法(47)
3.6城市水系統安全評價結果分析方法(60)
3.7本章小結(62)
第4章城市水系統安全評價實證分析(64)
4.1襄陽城市發(fā)展概況(64)
4.2襄陽城市水安全評價范圍及分析單元確定(89)
4.3襄陽城市水資源安全評價及問題識別(95)
4.4襄陽城市水環(huán)境安全評價及問題識別(110)
4.5襄陽城市水災害安全評價及問題識別(123)
4.6襄陽城市水生態(tài)安全評價及問題識別(137)
4.7本章小結(153)
第5章城市水系統生態(tài)修復規(guī)劃(155)
5.1城市水系統生態(tài)修復的政策背景(155)
5.2水系統生態(tài)修復的研究與實踐(159)
5.3城市水系統生態(tài)修復規(guī)劃的內容(161)
5.4城市水系統生態(tài)修復技術(163)
5.5襄陽城市山水格局保護(171)
5.6襄陽城市水系統生態(tài)修復目標及空間布局(176)
5.7襄陽城市水系統資源保障規(guī)劃(181)
5.8襄陽城市水系統環(huán)境改善規(guī)劃(185)
5.9襄陽城市水系統災害防治規(guī)劃(194)
5.10襄陽城市水系統生態(tài)恢復規(guī)劃(200)
5.11以綠地系統修復為核心的水源涵養(yǎng)規(guī)劃(206)
5.12本章小結(212)
第6章城市水系統綜合防治展望(214)
6.1研究結論與局限(214)
6.2城市水系統綜合防治展望(216)
附錄(220)
參考文獻(234)