城市水文在上海市的应用
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浅析城市水文在上海市的应用
摘要:城市化的快速发展致使水文工作在城市应用的转变,参照“大水文”的理念,浅析城市水文在上海市的应用。
关键词:城市化城市水文排水下垫面水质
中图分类号:p33 文献标识码:a 文章编号:1007-3973(2013)003-111-02
上海市地处中国南北海岸中心点,长江和黄浦江入海汇合处。
北界长江,东濒东海,南临杭州湾,西接江苏和浙江两省,是长江三角洲冲积平原的一部分。
上海全市土地面积6340.5平方公里,南北长约120公里,东西宽约100公里,陆海岸线长约172公里。
上海地区河湖众多,水网密布,境内水域面积697平方公里,相当于全市总面积的11%。
上海河网大多属黄浦江水系,主要有黄浦江及其支流苏州河、川扬河、淀浦河等。
上海市城市化发展迅猛,据数据统计,上海市从1998年至2009年,非农业人口比例即上海市人口的城市化比例逐年上升,截止2009年底,已经高达近90%。
人口的变化必然带来了经济结构的转变,上海市生产总值从98年至09年增长了4倍左右,主要以第二产业和第三产生为主,作为城市化的重要标志,第三产业从06年起,有了较为明显的增长。
1 城市化对水文产生的影响
城市化的发展改变了水文循环,打破了原本的水量平衡,也使
城市水质进一步恶化。
1.1 下垫面的影响
城市化加速发展,人口数目增多,导致了交通运输的压力不断增大,城市道路不断加密、拓宽,不透水地面面积不断加大,原有的水文循环系统遭到破坏,适合当地的地形、气候等自然条件的降水、径流、蒸发、入渗比例失调,下渗量和蒸发量减少,地表径流和径流总量增加,洪水汇流速度增加,洪量更为集中,洪峰流量加大,洪量明显变大,增加了城市运行的压力。
据数据统计,自然条件下,蒸发量占40%,地面径流量占10%,入渗地下水占50%,城市化后,蒸发量占25%,地面径流占30%,屋顶径流占13%,入渗地下水占32%,城市的年径流量可能是天然地域的2-2.5倍,对于上海这样的大型城市,对比会更加明显。
1.2 城市“热岛”效应的影响
城市化的一个明显特征是高楼耸立,人口密度增大,工业发展加速,使得城市上空大气中的尘埃比天然高出几十倍甚至几千倍,城市污染加重,另一方面也为城区降水提供了充足的凝结核,城市局部降雨增大,中心城区尤为突出,这就为城市防洪排水增加了压力。
根据资料,以青浦区金泽站(位于青浦区金泽镇)作为农村代表,以长宁遥测站(位于长宁区长宁路)作为城市代表,对比2007-2011年雨量,见图1,可发现,由于城市“热岛”效应,总体城市雨量较农村雨量略大,2008年、2009年反应更为明显。
图1 青浦区金泽站与长宁区遥测站2007年-2011年雨量对比柱状图
1.3 上海城市水资源现状
上海水资源包括本地水资源量和过境水资源量,可利用的水资源来自三方面:(1)当地径流。
(2)可开采的地下水。
(3)过境水。
但是本地水资源不足,年际年内分配不均,过境水资源丰富,枯水季节长江口却易受咸潮入侵影响,黄浦江易受污水上溯危害。
上海市多年平均年地表径流量为24.15亿立方米,折合成年径流深为380.9毫米。
随着城市化的进程,工业发展迅速,城市人口增加,城市规模越来越大,根据《2011年上海市统计年鉴》,2010年末,上海市户籍人口1404.71万,仅就本地水资源量,上海人均占有量为171.9立方米,为同期世界平均水平7500立方米的2.29%,为我国人均水资源占有量同期水平2100立方米的8.19%。
另一方面,伴随着城市的发展,工业生产规模的越来越大,工业需水量增加,水资源浪费严重。
1.4 上海城市水环境现状
城市化发展加剧,人口增加,工业废水、生活污水量不断增大,由于下垫面的变化,降雨携带地面各种垃圾快速进入管道,直接排入河道,引起水质严重污染,已成为城市水文发展亟待解决的重要问题之一,通过科学的防治水污染方法,水环境有所改善,但总体形势不容乐观,根据2006年至2010年对黄浦江、苏州河、太浦河、
斜塘-泖河-拦路港、圆泄泾-大蒸塘、大泖港-掘石泾-胥浦塘、蕰藻浜、淀浦河、金汇港、大治河、川杨河、油墩港、叶榭塘-龙泉港、浦南运河、浦东运河、环岛河等16条719.8千米骨干河道进行了水质评价,评价结果见表1。
表1 上海市2006年至2010年重点河道水质评价结果
2 浅析城市水文在上海等城市的应用
2009年水利部陈雷部长在“全国水文工作会议”上的讲话中提到了“大水文”的理念,充分体现了水文工作今天的发展思路,水文不单是一种技术型工作,而更多的是要为水利、为社会发展提供服务,深入发展,全面发展。
2.1 防汛安全
2.1.1 建立“一镇一站”遥测站网
为了进一步贯彻落实中央一号文件,完善水文监测体系,更好的为上海市防汛防台工作服务,根据市水文总站“一镇一站”规划要求,在原有水文站点布局的基础上,全市将建成227个水文遥测站点,建成后,共建设12个分中心,9个区县水文站和3个直属站,共计雨量项目215个,水位项目157个,风速风向项目26个,视频10个,覆盖全市各镇、街道、工业区,全市站点密度由42.7km2/站提升到26.4km2/站,全部站点使用双信道通信,保证传输质量。
由此,上海通过“一镇一站”项目,在全市建起一张“防汛网”,实时监测当地水情,保证防汛安全,为防汛防台、领导决策做好“耳
目”。
2.1.2 研究制定河道警戒水位
警戒水位是根据长期防汛抢险的规律及河道洪水特性等有关因素,经分析研究并上报核定。
潮位超过警戒水位,则有局部地区受淹。
上海河网众多,内河水位关系到全市人民的生命财产安全,对于重要河道防汛水位的标准还未成型,在防汛防台中,没有标准来进行评估、衡定水位的危险程度。
上海水文总站已开始着手研究工作,预期通过几年时间的努力,完成上海市警戒水位的制定工作,为防汛防台提供有力依据。
2.2 提高水资源开发利用
2.2.1 实现水资源的优化配置
(1)遵循自然规律和经济规律,统筹考虑社会经济环境发展要求和社会承受力,兼顾效益和公平,制定科学合理的投融资体系和水价体系,利用市场经济的杠杆来管理水资源和节约水资源,实现水资源的优化配置;(2)在加强政府宏观调控能力的同时,要形成市场化良性竞争机制,提高企业管理水平和服务效率。
2.2.2 制定科学合理的水资源开发、利用和保护规划体系
按照全面规划,统筹兼顾,标本兼治,综合治理的原则,根据流域综合治理规划和城市总体规划,妥善处理上下游、左右岸、干支流、城市与郊区、流域与区域、开发与保护、建设与管理、近期
与远期等各方面的关系,制定科学合理、远近期结合、可持续发展并具有现实可操作性的水资源开发、利用和保护规划体系,既要有水资源综合规划,又要有细化的专项规划。
2.2.3 完善城市防灾减灾体系和应急调度系统
洪涝灾害历来是中华民族的心腹大患,因此,防洪抗灾仍是当前上海水资源管理的重要任务,完善城市防灾减灾体系,建立灾害的监测、预警系统,具备完整的应急调度方案,才能减免因自然或人为灾害影响正常的发展。
2.3 加强水环境治理
2.3.1 探索上海特色的生态治理
为实现上海市“市区突出亲水和文化、郊区突出自然和生态”的东方水都建设目标,河道主管部门应坚持以生态恢复为核心,加强顶层设计、统筹规划,探索适应上海本地特色的生态治理和建设方案,着力推进水生态保护和水环境治理,坚持保护优先和自然恢复为主,维护河道健康生态,从制度和资金上予以引导,促进生态脆弱河道修复技术的推广和应用。
2.3.2 共同参与,提高河道保护的公众参与度
激发公众保护意识,倡导人水和谐,树立“保护河道,就是保护自己”的观念,让公众自觉地保护河道如同保护自己的财产和生存资源。
加强群众环保意识教育,要使每个人都清楚认识到自己是水资源保护的受益者,也是水污染的受害者,又是水资源治理和保
护的责任人。
建立群众保护自身权益的法制环境,加强法律服务,开辟环境保护执法通道,吸引更多群众积极参与水资源管理决策。
2.3.3 增加中小河道水质监测频次,及时控制水质反复
河道水质变好是一个渐进过程,不是靠一次大规模的河道整治就能一劳永逸,要真正消除河道的阶段性黑臭,只有通过动态管理、动态治理,逐步缩小黑臭时间、逐步减少黑臭断面个数。
为此,需要增加整治后的中小河道水质监测频次,并辅以针对性强的解决方案,才能及时控制水质反复,才能实现常年彻底消除黑臭目标。
参考文献:
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[4] 顾圣华.上海市水资源特征[j].水文,2002(5):40-43.
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