2017年4月13-15日，“2017(第12屆)水處理行業(yè)熱點技術(shù)論壇”在京召開，北京市市政工程設(shè)計研究總院副總工程師杭世珺在會上做了主題報告，報告圍繞我國水環(huán)境主要問題、國內(nèi)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(nèi)容展開。
本文根據(jù)杭世珺在“2017(第12屆)水處理行業(yè)熱點技術(shù)論壇”講話整理。
非常感謝論壇主辦方提供本次交流的機會。2016年，我有幸考察了德國柏林的水環(huán)境項目，參觀了日本京都的水環(huán)境治理，再加上我參與了南明河治理第一期工程。今天，我就將這幾個案例整合起來做一介紹，并進一步提出我對水環(huán)境治理的思路。因此，我今天的演講主要分為三部分：我國水環(huán)境主要問題;國內(nèi)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)境主要問題
從圖1可以看出，我國水環(huán)境存在的主要問題，從2010年到2015年中國環(huán)境公告來看，我國水環(huán)境、水體情況逐漸好轉(zhuǎn)，III類水體占72%。但是也可以看出，治理成效不是很理想，進展還比較緩慢。
圖1
我國水環(huán)境存在問題主要分河道和湖泊兩個部分。
河道問題表現(xiàn)為：城市擴張占用泄洪設(shè)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(jié)構(gòu)簡單化、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?dāng)噫?，水源功能喪失，河道自凈能力減弱，生態(tài)環(huán)境功能降低，生物多樣性低等多個方面。
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湖泊問題表現(xiàn)為：河道納污、面源污染匯集、污染物入湖，周邊城鎮(zhèn)化加速，工程建設(shè)、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(tǒng)破壞等。
可以看出，上述問題和城市、城鄉(xiāng)結(jié)合部、農(nóng)村多元差異，以及污水、垃圾、生態(tài)交互影響，形成水環(huán)境四個主要問題，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(yán)重?fù)p傷，而且環(huán)境風(fēng)險和隱患開始多起來了。見圖2。
圖2
國內(nèi)外水環(huán)境治理典型案例
這里，我想講四個案例，分別是德國柏林、德國伊薩河、日本鴨川河、貴陽南明河的水環(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，大量污水處理廠的出水作為湖泊進水，污水處理廠處理量和雨水徑流量幾乎為同樣量級。
柏林排水有個特點，是半封閉自循環(huán)的，城市污水進入湖泊，湖泊不能富營養(yǎng)化，再取深井打上來作為自來水廠水源，再被利用。
德國自來水取水不是地表水取水，是經(jīng)過河湖滲透到地下再打上來，有它的歷史因素。以前，德國也取地表水，20世紀(jì)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(yán)格要求。圖3是雨水反滲地下，污水經(jīng)過處理以后再到地下水的圖片，它的做法跟我們稍有區(qū)別，主要是除磷。30多年前，在富營養(yǎng)化問題上，磷是關(guān)鍵因素。上游河道來的水大部分是城市污水處理廠的出水，要求總磷標(biāo)準(zhǔn)0.01%，但無法達(dá)標(biāo)，目前控制在0.02%。所以，必須要深度除磷。
圖3
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(biāo)是2020年要實現(xiàn)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。
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2.日本鴨川河
日本鴨川河是京都的母親河，整治花了幾十年時間。一開始，也存在污染、洪水、內(nèi)澇等問題，于是開始整治。從圖4可以看出，鴨川河貫穿全市，分上游、中游、下游。根據(jù)上、中、下游不同特點來確定不同治理方案。
上游什么特點呢?是溪流型的，主要問題是上游開發(fā)，結(jié)果造成一些泥沙，因此上流解決辦法是針對這個問題筑沙壩、限制上游開發(fā)。
中游是發(fā)達(dá)地區(qū)，居住人口較多，形成中心區(qū)，這部分污染嚴(yán)重。日本的東京、大阪、京都都是河流制，20世紀(jì)70年代沒有進行很好的規(guī)劃，當(dāng)時這條河BOD達(dá)到40毫克以上，把底泥進行疏浚、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題。因此擴展了河道，加強了行洪能力，做了海綿城市設(shè)施，加強了河流管道調(diào)蓄能力。
鴨川河從20世紀(jì)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(shè)施。它在地下停車場、樓下都修了蓄水池，以便進行調(diào)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，也不是景觀工程，而是綜合工程，要求和人很親近。鴨川河治理特別強調(diào)和人親近，這樣大家才會更加愛護這條河，所以整治的時候做了很多健步道、觀測站、綠色回廊和親水回廊、自行車專行道。
鴨川河治理給我們還有一點很重要的提示，那就是一定要加強監(jiān)管，這也是我們最缺失的部分。水環(huán)境監(jiān)管非常非常重要。日本法律非常嚴(yán)格，什么地方不可以停汽車、不可以停摩托車、不可以停自行車，什么地方不能放煙火，這些都有明確規(guī)定，否則一定會重罰。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(nèi)，全長295km，起源于卡爾文德爾山脈(das Karwendel)，流經(jīng)慕尼黑等重要城市，最終向北注入多瑙河。因為洪水泛濫，就裁彎取直，使水位持續(xù)下降，無法航運，改變了原有功能，同時城市河道像硬化的渠道，人們就不親近它了。1995年，伊薩河開始治理，提高了防洪能力，構(gòu)建自然化河流景觀，提供了優(yōu)質(zhì)休閑空間。
4.貴陽南明河
南明河是貴陽市的母親河，其治理工程分三期，一期是治黑臭水體，二期提升水質(zhì)，三期要長治久清。當(dāng)時花了很長時間研究，以保證水環(huán)境治理全系統(tǒng)的效果，整個治理涵蓋以下幾個方面：點源治理、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)過整體治理，III類水體逐漸多起來，大多從劣V類變成了V類、IV類。
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(fù)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(yīng)能力、自平衡能力，要能長期維持良好環(huán)境，生物要有多樣性、完整性、完善的繁衍能力。
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生態(tài)河道治理也可分為三個階段：控污、減排、消除黑臭，其中包含了功能設(shè)計、景觀設(shè)計等全系統(tǒng)理念的思路和方法。因此，水環(huán)境治理需要遵循以下原則。
第一，遵循自然。生態(tài)系統(tǒng)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(fù)沒有統(tǒng)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(zhǔn)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，要避免河道渠道化，避免過于人工景觀化。
第二，科學(xué)規(guī)劃。過去城建規(guī)劃往往忽視水資源，缺乏水規(guī)劃，于是在大城市形成很多問題。所以，城市規(guī)劃中，必須強調(diào)水資源承載能力。
第三，統(tǒng)籌系統(tǒng)地進行治理。水環(huán)境的治理是一個系統(tǒng)工程，所以要統(tǒng)籌系統(tǒng)，源頭、末端加生態(tài)修復(fù)，統(tǒng)籌系統(tǒng)的治理包括上下游、干流支流、河流和岸線、水環(huán)境和水經(jīng)濟的全局統(tǒng)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。岸上更重要。
第五，強化管理。必須進行有效的、強化的管理，避免多頭治水。
第六，堅持技術(shù)創(chuàng)新。應(yīng)該聚焦國家戰(zhàn)略需求，結(jié)合自身特點，統(tǒng)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(fù)不是一天、一個月、一年能完成的，它是一個相當(dāng)長的工作過程。一個受損河道，其生態(tài)修復(fù)，系統(tǒng)趨于穩(wěn)定、平衡，需要經(jīng)歷一個較長的過程，一個漸進和持續(xù)的過程。因此，水環(huán)境治理要堅持反饋性設(shè)計原則，要實施設(shè)計、檢測、管理、評估、修成與再設(shè)計，還應(yīng)力求與經(jīng)濟發(fā)展相輔相成。
專家簡介：
杭世珺，1963年畢業(yè)于北京工業(yè)大學(xué)給排水專業(yè)，同年進入北京城市規(guī)劃管理局工作。1966年3月至今，就職于北京市市政工程設(shè)計研究總院(現(xiàn)用名)，歷任室主任、副所長、所總工程師、院副總工程師等職務(wù)，現(xiàn)退休回聘于總院并兼任項目中心技術(shù)總監(jiān)職務(wù)。曾于1983年12月至1985年12月被派往日本國京都大學(xué)研修，主修內(nèi)容為城市污水生物除磷機理和設(shè)計參數(shù)的研究，以及城市污水處理廠工程，設(shè)計CAD開發(fā)的研究。
來源:水工業(yè)市場雜志
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