水環(huán)境治理須多點(diǎn)統籌 國內外4大經(jīng)典案例引深思
北京市市政工程設計研究總院副總工程師杭世珺做了主題報告,報告圍繞我國水環(huán)境主要問(wèn)題、國內外水環(huán)境治理典型案例、對我國水環(huán)境建議和思考等內容展開(kāi)。
2016年,筆者有幸考察了德國柏林的水環(huán)境項目,參觀(guān)了日本京都的水環(huán)境治理,再加上筆者參與了南明河治理期工程。今天,筆者就將這幾個(gè)案例整合起來(lái)做一介紹,并進(jìn)一步提出筆者對水環(huán)境治理的思路。因此,筆者的演講主要分為三部分:我國水環(huán)境主要問(wèn)題;國內外水環(huán)境典型案例;水環(huán)境治理的思考和建議。
我國水環(huán)境主要問(wèn)題
從圖1可以看出,我國水環(huán)境存在的主要問(wèn)題,從2010年到2015年中國環(huán)境公告來(lái)看,我國水環(huán)境、水體情況逐漸好轉,III類(lèi)水體占72%。但是也可以看出,治理成效不是很理想,進(jìn)展還比較緩慢。
圖片來(lái)源:水工業(yè)市場(chǎng)雜志
我國水環(huán)境存在問(wèn)題主要分河道和湖泊兩個(gè)部分。
河道問(wèn)題表現為:城市擴張占用泄洪設施,河道裁彎取直和渠道化使其失去蜿蜒性,河床材料硬質(zhì)化、不透水,河道結構簡(jiǎn)單化、單一化,河網(wǎng)主干化,河湖水系連通功能喪失,地表水與地下水斷鏈,水源功能喪失,河道自?xún)裟芰p弱,生態(tài)環(huán)境功能降低,生物多樣性低等多個(gè)方面。
湖泊問(wèn)題表現為:河道納污、面源污染匯集、污染物入湖,周邊城鎮化加速,工程建設、水土流失,濱湖土地利用格局改變、湖濱帶破壞河、江和湖泊阻隔,水文改變,河道生態(tài)失衡,系統破壞等。
可以看出,上述問(wèn)題和城市、城鄉結合部、農村多元差異,以及污水、垃圾、生態(tài)交互影響,形成水環(huán)境四個(gè)主要問(wèn)題,造成水環(huán)境質(zhì)量差、水環(huán)境保障能力脆弱、水生態(tài)受到了嚴重損傷,而且環(huán)境風(fēng)險和隱患開(kāi)始多起來(lái)了。見(jiàn)圖2。
國內外水環(huán)境治理典型案例
這里,筆者想講四個(gè)案例,分別是德國柏林、德國伊薩河、日本鴨川河、貴陽(yáng)南明河的水環(huán)境治理案例。
1、德國柏林
德國柏林年降雨量500毫米,年蒸發(fā)量400-600毫米,還是比較貧水的,特別是枯水期,大量污水處理廠(chǎng)的出水作為湖泊進(jìn)水,污水處理廠(chǎng)處理量和雨水徑流量幾乎為同樣量級。
柏林排水有個(gè)特點(diǎn),是半封閉自循環(huán)的,城市污水進(jìn)入湖泊,湖泊不能富營(yíng)養化,再取深井打上來(lái)作為自來(lái)水廠(chǎng)水源,再被利用。
德國自來(lái)水取水不是地表水取水,是經(jīng)過(guò)河湖滲透到地下再打上來(lái),有它的歷史因素。以前,德國也取地表水,20世紀80年代爆發(fā)了大面積的病,之后便改取地下水了。
為了維護湖水滲入地下,保證取水作為水源,就需要對湖水水質(zhì)有嚴格要求。雨水反滲地下,污水經(jīng)過(guò)處理以后再到地下水的圖片,它的做法跟我們稍有區別,主要是除磷。30多年前,在富營(yíng)養化問(wèn)題上,磷是關(guān)鍵因素。上游河道來(lái)的水大部分是城市污水處理廠(chǎng)的出水,要求總磷標準0.01%,但無(wú)法達標,目前控制在0.02%。所以,必須要深度除磷。
柏林在水環(huán)境治理方面,除了污染治理,還有雨洪管理,包括河流管網(wǎng)改造。其目標是2020年要實(shí)現河流管網(wǎng)總水量小于雨水徑流總量20%,徑流量大于河流管理的雨水量。
2、日本鴨川河
日本鴨川河是京都的母親河,整治花了幾十年時(shí)間。一開(kāi)始,也存在污染、洪水、內澇等問(wèn)題,于是開(kāi)始整治。從圖4可以看出,鴨川河貫穿全市,分上游、中游、下游。根據上、中、下游不同特點(diǎn)來(lái)確定不同治理方案。
上游什么特點(diǎn)呢?是溪流型的,主要問(wèn)題是上游開(kāi)發(fā),結果造成一些泥沙,因此上流解決辦法是針對這個(gè)問(wèn)題筑沙壩、限制上游開(kāi)發(fā)。
中游是發(fā)達地區,居住人口較多,形成中心區,這部分污染嚴重。日本的東京、大阪、京都都是河流制,20世紀70年代沒(méi)有進(jìn)行很好的規劃,當時(shí)這條河BOD達到40毫克以上,把底泥進(jìn)行疏浚、污染物去除,加強了污染物管理。
下游是地上河,防汛和排澇是主要問(wèn)題。因此擴展了河道,加強了行洪能力,做了海綿城市設施,加強了河流管道調蓄能力。
鴨川河從20世紀70年代到2008年,BOD從40毫克降到1豪克,擴大了河斷面,增加了雨水滲透的設施。它在地下停車(chē)場(chǎng)、樓下都修了蓄水池,以便進(jìn)行調蓄,也增加了一些滲透措施,雨水都滲透了,下雨很難看到人踩到水里的情況。
除此之外,水環(huán)境治理不是治污工程,也不是景觀(guān)工程,而是綜合工程,要求和人很親近。鴨川河治理特別強調和人親近,這樣大家才會(huì )更加愛(ài)護這條河,所以整治的時(shí)候做了很多健步道、觀(guān)測站、綠色回廊和親水回廊、自行車(chē)專(zhuān)行道。
鴨川河治理給我們還有一點(diǎn)很重要的提示,那就是一定要加強監管,這也是我們缺失的部分。水環(huán)境監管非常非常重要。日本法律非常嚴格,什么地方不可以停汽車(chē)、不可以停摩托車(chē)、不可以停自行車(chē),什么地方不能放煙火,這些都有明確規定,否則一定會(huì )重罰。這值得我們借鑒。
3、德國伊薩河
伊薩河(die Isar)位于奧地利蒂羅爾州(Tirol)和德國巴伐利亞州(Bayern)境內,全長(cháng)295km,起源于卡爾文德?tīng)柹矫}(das Karwendel),流經(jīng)慕尼黑等重要城市,終向北注入多瑙河。因為洪水泛濫,就裁彎取直,使水位持續下降,無(wú)法航運,改變了原有功能,同時(shí)城市河道像硬化的渠道,人們就不親近它了。1995年,伊薩河開(kāi)始治理,提高了防洪能力,構建自然化河流景觀(guān),提供了休閑空間。
4、貴陽(yáng)南明河
南明河是貴陽(yáng)市的母親河,其治理工程分三期,一期是治黑臭水體,二期提升水質(zhì),三期要長(cháng)治久清。當時(shí)花了很長(cháng)時(shí)間研究,以保證水環(huán)境治理全系統的效果,整個(gè)治理涵蓋以下幾個(gè)方面:點(diǎn)源治理、面源治理、截污工程、河道治理、水生植物、流速,為此還拆了很多壩。經(jīng)過(guò)整體治理,III類(lèi)水體逐漸多起來(lái),大多從劣V類(lèi)變成了V類(lèi)、IV類(lèi)。
建議和思考
水環(huán)境定義包括地表水、地下水,水環(huán)境治理理念是什么呢?它既不是水污染防治,也不是園林綠化,而是以人為本、人水共治、恢復人水環(huán)境。因此,河道的治理要考慮其基本功能,要令其具有適應能力、自平衡能力,要能長(cháng)期維持良好環(huán)境,生物要有多樣性、完整性、完善的繁衍能力。
生態(tài)河道治理也可分為三個(gè)階段:控污、減排、消除黑臭,其中包含了功能設計、景觀(guān)設計等全系統理念的思路和方法。因此,水環(huán)境治理需要遵循以下原則。
,遵循自然。生態(tài)系統是特定自然、地理環(huán)境下形成的,每條河都有自己的自然環(huán)境,具有獨特和唯一性。河流生態(tài)修復沒(méi)有統一模式和格局,而有它自身獨特之處,所以要有基本生態(tài)評估準則。我們要尊重自然、以人為本,要因地制宜、還自然本色。也就是說(shuō),要避免河道渠道化,避免過(guò)于人工景觀(guān)化。
第二,科學(xué)規劃。過(guò)去城建規劃往往忽視水資源,缺乏水規劃,于是在大城市形成很多問(wèn)題。所以,城市規劃中,必須強調水資源承載能力。
第三,統籌系統地進(jìn)行治理。水環(huán)境的治理是一個(gè)系統工程,所以要統籌系統,源頭、末端加生態(tài)修復,統籌系統的治理包括上下游、干流支流、河流和岸線(xiàn)、水環(huán)境和水經(jīng)濟的全局統籌與治理。
第四,綜合整治、陸域水域兼顧,避免只重河湖不重岸線(xiàn)。岸上更重要。
第五,強化管理。必須進(jìn)行有效的、強化的管理,避免多頭治水。
第六,堅持技術(shù)創(chuàng )新。應該聚焦國家戰略需求,結合自身特點(diǎn),統籌物理、化學(xué)、生物技術(shù),克服工程雷同化,走中國特色自主創(chuàng )新的水環(huán)境治理道路。
總之,水環(huán)境修復不是一天、一個(gè)月、一年能完成的,它是一個(gè)相當長(cháng)的工作過(guò)程。一個(gè)受損河道,其生態(tài)修復,系統趨于穩定、平衡,需要經(jīng)歷一個(gè)較長(cháng)的過(guò)程,一個(gè)漸進(jìn)和持續的過(guò)程。因此,水環(huán)境治理要堅持反饋性設計原則,要實(shí)施設計、檢測、管理、評估、修成與再設計,還應力求與經(jīng)濟發(fā)展相輔相成。
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