在巴西,采用可持续城市排水系统作为基于自然的解决方案,对非正式定居点进行影响评估和改造
《Environmental Development》:Impact assessment and rehabilitation of an informal settlement using sustainable urban drainage systems as a nature-based solution in Brazil.
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时间:2025年11月08日
来源:Environmental Development 5.3
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非正规定居点水土流失治理与可持续排水系统应用研究。巴西贝洛奥里藏特市Victoria非正规定居点因山地开发导致原生植被锐减(NDVI值0-0.4),引发异常泉水涌出、街道积水及高侵蚀模数(12895.50 MJ·mm·ha?1·h?1)。通过构建可持续排水系统(SuDS)和功能分区植被恢复,实现径流调控、河道 capacity恢复及滨水植被重建,验证了自然解决方案(NBS)在贫民窟环境中的有效性。
在巴西的巴西利亚城市中,快速的城市化导致了非正式定居点的大量出现。其中,Victoria社区位于一个上坡区域,该区域存在四个主要的水源(N1、N2、N3和N4),这种自然条件的叠加使得原生植被遭到严重破坏。通过归一化植被指数(NDVI)的分析可以发现,该地区的植被覆盖率显著下降,显示出生态系统的退化。此外,水源地的干扰、多处泉水的异常涌出、街道和房屋的持续积水,以及高水平的水土流失现象,如高年均侵蚀性(12,895.50 MJ·mm·ha?1·h?1)和自然侵蚀潜力(2045.6 t·ha?1·年?1),均表明该社区面临严重的环境挑战。
Victoria社区的形成与城市化过程中的人口增长和农村人口外流密切相关。随着城市化进程的加快,原计划的城区扩展未能满足日益增长的人口需求,导致低收入群体被迫迁移到城市边缘地带,形成多个非正式社区和贫民窟。这些社区通常位于不符合城市规划标准的危险区域,如山坡地带,缺乏基本的基础设施服务,如清洁饮用水、电力供应和污水处理系统。这种状况使得居民的生活条件极为恶劣,同时也增加了社区对自然灾害(如洪水和滑坡)的脆弱性。
研究区域位于巴西米纳斯吉拉斯州的Belo Horizonte市,具体在Granja Werneck社区,属于Izidora微流域的一部分,该流域属于S?o Francisco河流域。该流域拥有丰富的水系网络,包括280个水源和64条溪流,而Macacos溪流则是其中的主要水流通道。然而,随着非正式社区的建立,Macacos溪流及其泛滥平原受到严重影响,出现了水土流失、沉积物堆积和水文紊乱等问题。这些现象不仅威胁到了社区的生态环境,也对居民的生活安全构成了重大挑战。
针对上述问题,研究人员采取了一系列的生态修复措施。其中,构建可持续城市排水系统(SuDS)是一项关键的解决方案。SuDS作为一种基于自然的解决方案(NBS),能够有效改善城市排水系统,减少地表径流,从而降低水土流失和洪水风险。通过将水流引导至主要水道,并在排水系统周围种植功能性植被,研究人员成功恢复了该地区的生态系统功能。植被的恢复不仅有助于防止土壤侵蚀,还提升了区域的生态价值和居民的生活质量。
在实施SuDS的过程中,研究人员充分考虑了技术、生物物理和社会政治等多个方面的因素。他们采用了跨学科的方法,结合了城市规划、工程、水文学、生态学、土壤科学、地理学和地质学等领域的专业知识。这种综合性的方法确保了修复方案既能满足环境需求,也能兼顾社会公平和社区发展。此外,研究人员还特别关注了社区居民的需求和参与,通过与当地居民的互动,确保修复工作能够真正改善他们的生活条件。
从研究结果来看,Victoria社区的修复工作取得了显著成效。修复后的区域不仅减少了沉积物的流失,还恢复了水流通道的输水能力,并在一年内建立了河岸植被。这些成果表明,通过合理的生态修复措施,可以有效缓解非正式社区面临的环境问题,同时提升社区的可持续性和抗灾能力。更重要的是,这种修复方式还能够为其他类似的城市化地区提供可借鉴的经验,推动更加环保和可持续的城市发展。
在研究过程中,研究人员还强调了生态修复的重要性。他们指出,大多数发展中国家的非正式社区缺乏完善的排水系统,经常遭受洪水的侵袭,导致街道和房屋被淹,交通受阻,基础设施受损。因此,生态修复不仅能够改善当地的水文状况,还能为社区居民提供更安全、更健康的生活环境。通过植被恢复和水流引导,可以有效减少地表径流,防止水土流失,提升区域的生态稳定性。
此外,研究人员还提到,传统的灰色基础设施(如混凝土护坡、排水沟等)虽然在一定程度上能够解决水土流失问题,但往往成本高昂且对生态环境造成负面影响。相比之下,基于自然的解决方案(NBS)能够以较低的成本实现环境修复的目标,同时还能提供额外的社会和经济价值。例如,SuDS的实施不仅改善了水文状况,还增加了城市绿地,提升了社区的景观质量和居民的生活满意度。
为了确保修复工作的可持续性,研究人员还采用了功能分区系统,将不同的植被类型应用于不同的区域。这种做法不仅有助于提高植被的适应性和生存率,还能增强生态系统的整体功能。例如,在水流通道周围种植耐水的乔木和灌木,可以在一定程度上稳定土壤,减少侵蚀。而在排水系统附近的区域,则种植具有较强吸水能力的草本植物,以提高土壤的蓄水能力,减少地表径流。
研究还指出,生态修复的成功离不开社区居民的参与和支持。在Victoria社区的修复过程中,研究人员与当地居民密切合作,了解他们的需求和期望,确保修复方案能够真正服务于社区。这种社区主导的修复模式不仅提高了修复工作的效率,还增强了居民的环保意识和责任感,为未来的可持续发展奠定了基础。
综上所述,Victoria社区的生态修复工作展示了基于自然的解决方案在改善非正式社区环境中的巨大潜力。通过构建可持续城市排水系统,研究人员成功缓解了水土流失和洪水风险,提升了社区的生态环境质量。同时,这一案例也为其他面临类似问题的城市化地区提供了宝贵的经验,证明了生态修复在促进社会公平和环境保护方面的重要作用。未来,随着更多类似项目的实施,基于自然的解决方案有望成为改善城市环境和提升居民生活质量的有效途径。
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