2017年4月13-15日，“2017(第12屆)水處理行業(yè)熱點技術論壇”在京召開，北京市市政工程設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，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施，河道裁彎取直和渠道化使其失去蜿蜒性，河床材料硬質化、不透水，河道結構簡單化、單一化，河網(wǎng)主干化，河湖水系連通功能喪失，地表水與地下水斷鏈，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、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，就需要對湖水水質有嚴格要求。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，要求總磷標準0.01%，但無法達標，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)達地區(qū)，居住人口較多，形成中心區(qū)，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年代沒有進行很好的規(guī)劃，當時這條河BOD達到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，做了海綿城市設施，加強了河流管道調(diào)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，構建自然化河流景觀，提供了優(yōu)質休閑空間。
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，三期要長治久清。當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，其中包含了功能設計、景觀設計等全系統(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，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，堅持技術創(chuàng)新。應該聚焦國家戰(zhàn)略需求，結合自身特點，統(tǒng)籌物理、化學、生物技術，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、一個月、一年能完成的，它是一個相當長的工作過程。一個受損河道，其生態(tài)修復，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計原則，要實施設計、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。
專家簡介：
杭世珺，1963年畢業(yè)于北京工業(yè)大學給排水專業(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，現(xiàn)退休回聘于總院并兼任項目中心技術總監(jiān)職務。曾于1983年12月至1985年12月被派往日本國京都大學研修，主修內(nèi)容為城市污水生物除磷機理和設計參數(shù)的研究，以及城市污水處理廠工程，設計CAD開發(fā)的研究。
來源:水工業(yè)市場雜志
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