摘要:隨著我國城市化的進程,城市開始大量涌現,水利工程的灌溉作用逐漸消退,取而代之的是改善城市生態環境、凈化空氣、美化環境等功能,而與此同時,城市化對水利工程的破壞也暴露出來,本文主要研究水文循環機理對城市洪水形成的原因,從水利工程中的水文循環機理說起,逐漸進行多個地區的案例分析,最后進行了行之有效防治的工程設計,希望能夠對我國以后的城市化進程中的水利工程有所幫助。
關鍵詞:水文循環機理;城市洪水;形成原因;措施;未來;
引言:
改革開放以來,我國東南沿海地區開始大量引進外資,工業、手工業開始發展起來,非農人口增加,非農用地擴大,城市開始大量涌現,而以此同時,隨著這些地區經濟的發展、城市化進程的加快,問題也大量涌現出來,僅僅在東南沿海的某個地區,數年之間因為城市排水設施不暢,淤泥阻塞河道,存水空間變小,城市內水量增加又排不出去,形成了城市洪水。
這城市洪水形成之后,雖然可以改善城市在旱季缺少降水的情況,為城市提供生產生活所需的用水,保證城市內部的供水,但是更多的帶來的卻是弊端,城市洪水一旦過量,就會毀壞房屋、工廠、良田等財產,甚至會對人們的生命財產安全構成威脅。本文試對城市供水形成原因進行探究,希望通過原因的解讀,尋找到解決城市洪水的辦法,保障城市人民群眾的生命財產安全,真正造福于人民。
一、水文循環機理
從水在自然界的水文循環機理角度來說,大部分的水都來源于天空之中自然的天然降水,天空中云層含著的水汽遇到適應的溫度,便遇冷凝結,降落在地上就形成了雨水。這落在地上的降水在大氣層中有的慢慢蒸發,有的流入江河湖海之間,便完成了在水自然界的水文循環。
在城市化開始之后,水在自然界的水文循環受到了人類活動的影響,便開始發生了變化。在降水之前,之前的水循環環節還是同原來一樣沒有發生變化,部分的水都來源于天空之中自然的天然降水,天空中云層含著的水汽遇到適應的溫度,便遇冷凝結,降落在地上就形成了雨水。但是在降落之后,由于城市距離江河湖海較遠,之前在自然循環中,能夠流入江河湖海的水流,便受到了阻礙,需要通過城市不的排水系統才能流走。
但是近年來,隨著城市化進程的加快,工業、商業等產業需要大量的土地來拓展發展空間,于是便開始大量占用耕地、河流的過道,這樣一來,雖然擴大了城市空間發展所需要的土地空間,但是也帶來了極大的隱患。過多的城市挖掘施工使得城市下部的排水管道遭到了破壞,使得排水空間變小,天空中降下的雨水越多,匯聚在城市地下水排水管道之中的水便越多,一旦匯聚在地下管道之中的水超出管道原有的限度,全部匯聚在一處,排不出去,便會形成城市洪水,崩裂出管道,對城市從地上到地下構成嚴重的威脅,對人民的生命財產形成破壞。
二、城市排水系統
城市排水系統是處理和排除城市污水和雨水的工程設施系統,是城市公用設施的組成部分。城市排水系統規劃是城市總體規劃的組成部分。城市排水系統通常由排水管道和污水處理廠組成。在實行污水、雨水分流制的情況下,污水由排水管道收集,送至污水處理后,排入水體或回收利用;雨水徑流由排水管道收集后,就近排入水體。
城市排水系統是城市防洪的重要組成部分,在處理城市洪水問題上起了極大的作用。
三、城市洪水形成原因
在快速城市化區域,由于屋頂和硬質地面等不滲透面積的大幅增加,導致該地區的雨水匯流特征改變的現象,其表現為洪水總量增多,洪峰流量加大,洪水匯流時間縮短。
城市化的過程增大了人類社會與周圍環境間的相互作用。城市興建和發展后,大片耕地和天然植被為街道、工廠和住宅等建筑物所代替,下墊面的滯水性、滲透性、熱力狀況均發生明顯的變化,集水區內天然調蓄能力減弱,這些都促使市區及近郊的水文要素和水文過程發生相應的變化。城市的熱島郊應、凝結核效應、高層建筑障礙效應等的增強,使城市的年降水量增加5%以上,汛期雷暴雨的次數和暴雨量增加10%以上。同時由于地表與自然環境相比發生了極大的變化,降下雨水通過截留、填洼、滲流等方式的消耗極少,幾乎全部進入了城市排水系統。
任何系統都用處理問題的極限,城市排水系統作為城市水文循環的一部分也不例外。當聚集水量超過城市排水系統處理能力時,降水便不能被及時的排出,加上越來越多的降水,便會使得城市出現洪水,城市內澇便是這樣形成的。
城市內澇是指由于強降水或連續性降水超過城市排水能力致使城市內產生積水災害的現象。造成內澇的客觀原因是降雨強度大,范圍集中。降雨特別急的地方可能形成積水,降雨強度比較大、時間比較長也有可能形成積水。
四、城市洪水的防治
鑒于城市洪水的形成原因人類生產生活息息相關,因此想好要合理的解決城市洪水問題,必須從多個方面下手,合理的協調人類與自然的關系:
(1)防治城市洪水,必然需要工程設施,為了合理的進行城市防洪工程建設,從事防洪戰略研究,結合市政布局,制定具體的項目設計,而且要制定相應的標準。
(2)充分利用城市的先進技術和設備,建立一套為洪水預報和警報所需的洪水水情數據收集、處理和傳送的自動化系統,制作中長期預報模型和從降雨開始后的短期實時校正的洪水預報和警報的模型,及時發布長、中、短期洪水的預報,以及制定與之相應的防洪調度方案。
(3)在城市合理的地方開辟滯洪區,如公園、水塘、枯井等。建設道路采用利于滲流的材料,降低其對降水的積蓄能力,減少降雨洪水的發生。
(4)制定相應的法律法規,明確政府各個部門的相關責任,在遭遇城市洪水時可以積極有效的發揮相關職能。在平時做好相應的準備工作,積極的對相關設施進行排查和維修。
結語:
城市洪水是在城市發展過程中顯現出來的重要問題,只有通過水文方面的研究結合城市發展與功能才能得到良好的解決。目前階段,解決城市洪水問題還有較長的路要走。
參考文獻:
[1]霍爾MJ。城市水文學(,詹道江等) 南京:河海大學出版社,1989,23—36
[2]朱元蛀,金光炎,城市水文學。北京:中囯科學技術出版社,1991,32-54
[3]劉昌明,水文水資源研究理論與實踐。劉昌明文選北京:科學出版社,2004.4
[4]北京市氣象局氣象資料室。北京地區氣候。北京:氣象出版社,1992:50-57
[5]陳千盛城市效應對福州市氣候的影響。氣象,1997,23(1):41-45
[6]白虎志,張煥儒,張存杰。蘭州城市化發展對局地氣候的影響高原氣象,1997,16(4):410-416
作者簡介:
彭小倩;1996年10月10日;女;漢族;重慶市人,職稱:學生;單位:鄭州大學;專業:環境工程。