仇保興：城市黑臭河道治理協(xié)同海綿城市建設(shè)

 城市黑臭水體一直是城市環(huán)境發(fā)展的阻礙，今年制定出臺(tái)的《城市黑臭水體整治工作指南》為黑臭水體的治理提供了政策支持，國務(wù)院參事仇保興博士在近期也做了一個(gè)《城市黑臭河道治理協(xié)同海綿城市建設(shè)》的演講，具體內(nèi)容如下：

 

 

 

仇保興：城市黑臭河道治理協(xié)同海綿城市建設(shè)

 來源:給水排水    2015/11/18  

掃描關(guān)注有獎(jiǎng)：

 

 

 

中國水業(yè)網(wǎng)(http://www.socialmediathoughtleader.com)微信掃一掃： 盡“掃”天下水業(yè)。

（本文根據(jù)仇保興博士在第十屆中國城鎮(zhèn)水務(wù)發(fā)展大會(huì)開幕式暨綜合論壇所做主題報(bào)告《城市黑臭河道治理協(xié)同海綿城市建設(shè)》一文整理）

在貫徹國務(wù)院“水十條”同時(shí)，還要落實(shí)海綿城市的建設(shè)，將兩者協(xié)同起來是每一位水科技人員必須要面對(duì)的帶有緊迫性的課題。今天，我跟大家交流的是城市黑臭河道治理協(xié)同海綿城市建設(shè)。著重從兩個(gè)方面進(jìn)行闡述：一是城市河道治理的緊迫性和難點(diǎn)；二是協(xié)同治理的案例和方法。

一、城市河道治理的緊迫性和困難

我國正處在由工業(yè)化推動(dòng)的城鎮(zhèn)化發(fā)展階段。在這個(gè)階段，環(huán)境治理，特別是水環(huán)境治理明顯滯后于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民群眾對(duì)生活環(huán)境的要求。目前，全國的地表水近1/10水質(zhì)是劣五類，24.6%的重點(diǎn)湖泊水庫呈富營養(yǎng)狀態(tài)，全國4778個(gè)地下水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)中，較差的比例為43.9%，極差的比例為15.9%。我特別要指出的是，有些省城市里有水皆臭，而且相關(guān)部門負(fù)責(zé)人還不以為然。

黑臭河道對(duì)水安全、投資環(huán)境，以及民眾生活影響巨大。李克強(qiáng)總理曾明確指出：“水污染直接關(guān)系人們每天的生活，直接關(guān)系人們的健康，也關(guān)系食品安全，政府必須負(fù)起責(zé)任，向水污染宣戰(zhàn)，拿出硬措施，打好水污染防治“攻堅(jiān)戰(zhàn)”，建立防止“反彈”的機(jī)制，以看得見的成效回應(yīng)群眾關(guān)切，推進(jìn)綠色生態(tài)發(fā)展。”從這段話可以看出，如果不進(jìn)行黑臭河道的治理，就無法修復(fù)水生態(tài)、保障水安全，更談不上取信于民和綠色發(fā)展。作為水污染的重災(zāi)區(qū)，必須加大干預(yù)力度，才能恢復(fù)城市河道的綠色生態(tài)。

城市河道黑臭成因復(fù)雜。一方面是生活污水的排放，在沒有抽水馬桶、洗衣機(jī)之前，城市河道由于自凈功能，水質(zhì)基本是干凈的，市民可以游泳，但在使用上述設(shè)備不到兩年的時(shí)間內(nèi)，城市河道由于無法消納生活污水，河道全都變成了黑臭水體。降雨量較少、蒸發(fā)量大的干旱地區(qū)，盡管污水處理排放尾水已達(dá)標(biāo)，但由于蒸發(fā)濃縮的原因變?yōu)楹诔羲�體了。另一方面是工業(yè)污水的排放，這對(duì)城市周邊的水生態(tài)來說甚至是毀滅性的。此外，還有暴雨徑流帶來的污染，在降雨30分鐘之內(nèi)，地表徑流水中COD的濃度300毫克視為正常。以上這些污染物使得原來已經(jīng)凈化或具有凈化能力的水體瞬間又變成劣五類，這是不可預(yù)測的、顛覆性的。加之垃圾的傾倒、河床污泥的長期積存等等，使得城市黑臭河道的成因異常復(fù)雜，處理難度也隨之增加。

許多城市河道雖然經(jīng)過反復(fù)治理，但是效果不佳。簡單分析原因，一是原有的治水方式錯(cuò)誤破壞了水體的自我凈化機(jī)制，例如常犯的錯(cuò)誤是將河道設(shè)計(jì)建設(shè)成“三面光”，破壞了水生系統(tǒng)自凈能力；；二是缺乏知難而上的決心和方案，沒有對(duì)城市主要污染源截污納管；三是城市“面源污染”失控、暴雨初期徑流污染直排河道水體。

經(jīng)過三年的修編，國務(wù)院于今年4月正式發(fā)布《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》 (簡稱“水十條”)。明確提出：2020年七大重點(diǎn)流域水質(zhì)優(yōu)良（Ⅲ類或以上）比例達(dá)到70%以上（2030年75%以上）。地級(jí)及以上城市建成區(qū)黑臭水體均控制在10%以內(nèi)（2030年全消除），飲用水水源水質(zhì)達(dá)到或優(yōu)于Ⅲ類的比重高于93%（2030年達(dá)95%）。李克強(qiáng)總理也在今年人代會(huì)報(bào)告中明確指出：環(huán)境污染是民生之患、民心之痛，要鐵腕治理。

今年10月，國務(wù)院出臺(tái)了《關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見》，部署推進(jìn)海綿城市建設(shè)，給黑臭河道治理帶來機(jī)遇。根據(jù)指導(dǎo)意見，綜合采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施。到2020年，城市建成區(qū)20%以上的面積達(dá)到“將70%的降雨就地消納和利用”的目標(biāo)要求；到2030年城市建成區(qū)80%以上要達(dá)到目標(biāo)要求。2015年起，要以解決城市內(nèi)澇、雨水收集利用、黑臭水體治理為突破口，推進(jìn)區(qū)域整體治理、逐步實(shí)現(xiàn)小雨不積水、大雨不內(nèi)澇、水體不黑臭、熱島有緩解。

由此可見，以上這兩項(xiàng)任務(wù)的緊迫性與艱巨性。

二、城市黑臭河道協(xié)同治理案例與方法

1對(duì)生活污染和工業(yè)污染的截污納管

圖1顯示的是著名的杭州西溪濕地。作為歷史上盛名的景區(qū)由于西湖“一枝獨(dú)秀”而被荒蕪，十五年前濕地中還被農(nóng)民承包放養(yǎng)了三萬多頭豬，豬糞直接排入水體滋養(yǎng)藻類作為魚飼料，從而使流進(jìn)西溪濕地的水是干凈的，流出的水是黑臭的。經(jīng)過截污納管和生態(tài)修復(fù)的系統(tǒng)治理，水體里增加了各種水生植物和生物膜，現(xiàn)在COD濃度超過50毫克/升的水流進(jìn)去，出來的水變成了32毫克/升，這說明濕地發(fā)揮了“城市之腎”的功能截留了很大一部分污染物，而且這一狀況正在日復(fù)一日地好轉(zhuǎn)。

截污納管的特點(diǎn)是：適用性廣，已成為河道治理基礎(chǔ)性工程；但必須結(jié)合道路、河道、堤壩、修建時(shí)一同進(jìn)行；系統(tǒng)性強(qiáng)，毛細(xì)管、支管、主管成網(wǎng)配套才能發(fā)揮作用；投資大、工期長；污水管網(wǎng)漏損形成的污水溢漏難發(fā)現(xiàn)、難治理。

利用海綿城市的“滲、滯、蓄、用”等功能減少雨水徑流排放和面源污染，把雨水初期徑流量所達(dá)到的大量生活污染、面源污染控制在最低程度，這在技術(shù)層面簡單易行，能與截污納管相得益彰。

2引水釋污

上圖是浙江大學(xué)玉泉校區(qū)的護(hù)城河。30多年來，這條河由于上游水源斷絕再加上污染加劇長期黑臭，師生們意見很大。我任市長期間提出了如下治理方案：打一個(gè)隧道，抽取西湖死角的水沖洗浙江大學(xué)的護(hù)城河，流量僅每秒不到1立方米，但經(jīng)三級(jí)迭水后水體含氧量提高三倍以上。經(jīng)過以引水釋污法為主的系統(tǒng)治理，原來黑臭的浙大老校區(qū)護(hù)城河，現(xiàn)在變得清澈見底，水草繁茂。

引水釋污法是通過稀釋污染和水動(dòng)力強(qiáng)化進(jìn)行清污，見效快，但局限性也很大：一是需要有水源；二是初期容易引發(fā)下游的污染；三是長期使用需消耗大量的能源。如果結(jié)合海綿城市的“蓄、凈、用”功能，就地引雨水池蓄水釋污，提高水的含氧量，還是可以規(guī)避上述局限性的。

3人工增氧

圖2，廣州獵德涌河治理前后的變化

人工增氧法適應(yīng)性廣，一般河道黑臭通常是由于有機(jī)物污染，可以結(jié)合城市景觀進(jìn)行聯(lián)合創(chuàng)建。無論鼓風(fēng)曝氣或機(jī)械曝氣，都具有見效快、投資適中、對(duì)周邊影響小等優(yōu)點(diǎn)。該方法缺陷在于：低水位時(shí)或通航的航道不適用；此外，水中溶解氧低于0.2mg/L時(shí)，有機(jī)物在厭氧菌作用下產(chǎn)生硫化氫等臭氣；水位不足或淤泥未清時(shí)，易發(fā)低泥上翻形成惡臭。

圖2是廣州的獵德涌河，在治理之前臭不可聞，污染非常嚴(yán)重，經(jīng)過人工增氧的方法進(jìn)行治理，水變清了，黑臭消除了，又明顯改進(jìn)了河道景觀，成為民眾喜愛的休息鍛煉場所。

4生物膜凈化

生物膜需要介質(zhì)體才可以生長，以產(chǎn)生對(duì)各種污染物的吸附的作用。生物膜凈化的方法僅適用于有機(jī)污染不太嚴(yán)重的河道，只要設(shè)計(jì)得當(dāng)，完全可以達(dá)到處理成本低、不耗能、占地少等效果。便于結(jié)合其他控污方法，形成較好的景觀效果。缺點(diǎn)在于，重污染黑水中的有機(jī)負(fù)荷過高，生物膜會(huì)壞死脫落；大型河流或湖泊中由于生物膜凈化比率過小導(dǎo)致使用效果不佳。

上圖為北京永定河治理前后。

5恢復(fù)自然河道

取消大量使用混凝土的水利護(hù)堤工程，恢復(fù)自然河道，不僅能夠創(chuàng)造出優(yōu)美的水景觀，形成旅游熱點(diǎn)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是長期效益明顯，維護(hù)成本不高，無能耗產(chǎn)生，并且保持了生物多樣性；缺點(diǎn)是投資量較大，需要精心設(shè)計(jì)維護(hù)，且施工周期長。必須結(jié)合截污納管等工程。有時(shí)會(huì)與城市防洪標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生矛盾。

海綿城市建設(shè)中的“蓄水公園”能將自然景觀“上岸入水”聯(lián)成生物走廊，擴(kuò)大其水體動(dòng)植物和微生物品種和密度，協(xié)調(diào)處理水中的污染物。

6生態(tài)浮床（人工生物浮島）

該方法施工簡便、成本低、易管理、不占地。具有美化景觀、增強(qiáng)生物多樣性等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是，除南方外，不適用于冬季。且航運(yùn)河道受限制。

通過與海綿城市建設(shè)相結(jié)合，采用智能仿生仿真水草，建設(shè)成蓄水池中的藝術(shù)性生態(tài)浮床，不受季節(jié)影響，凈化效果可成倍提高。

7穩(wěn)定塘（人工濕地）

上圖為杭州孔家河，采用穩(wěn)定塘為主的系統(tǒng)治理方式，使其水質(zhì)逐步變好。穩(wěn)定塘的優(yōu)點(diǎn)是具有多功能凈化、沉淀、代謝、水生物吸收、生物膜形成等作用，可以形成良好的水景觀，不產(chǎn)生運(yùn)行能耗。缺點(diǎn)是受地理?xiàng)l件限制，寒冷季節(jié)效果不佳，容易受到暴雨等地表面源污染的干擾影響。利用海綿城市街道邊的小型濕地截污可以增強(qiáng)穩(wěn)定池功能 。

8水下生態(tài)修復(fù)（微生物法）

上圖為杭州的趙家濱河，治理前水體非常臭，采用水下生態(tài)修復(fù)（微生物法）治理后，水體清澈。

這種方法的優(yōu)點(diǎn)是生態(tài)安全性好、見效快（10～20天見效），費(fèi)用低、操作簡單、適應(yīng)性廣；缺點(diǎn)是，要求水體不含有滅菌作用的化學(xué)物質(zhì)，選種時(shí)間長，需要定期投放、觀察、氣溫影響敏感，對(duì)流動(dòng)性大的水體不適用。

海綿城市建設(shè)能夠產(chǎn)生綜合效應(yīng)，把生物治理從小水塘開始就分級(jí)投放，整個(gè)水體都可以進(jìn)行生物處理，形成系統(tǒng)的生物鏈、生物膜、水面、水下綜合治理體系，能夠達(dá)到非常好的效果。

三、總結(jié)

以上八種黑臭河道一般都是相互組合形成綜合的治理方案，盡可能少用化學(xué)藥物滅藻、化學(xué)脫臭等有環(huán)境影響的治理方案。在此基礎(chǔ)上結(jié)合海綿城市“滲、滯、蓄、凈、用、排”等功能整體規(guī)劃，并分雨水流向區(qū)塊系統(tǒng)治理就能夠有效防止“污染反彈”。河道污染治理與海綿城市建設(shè)結(jié)合系統(tǒng)龐大、影響因素大增，必須采用“河長制”和“智慧水務(wù)”建設(shè)來“軟硬結(jié)合”整體治理，智慧水務(wù)不與實(shí)際污水治理機(jī)制相結(jié)合，等于白智慧、空智慧。頂層設(shè)計(jì)，有效監(jiān)督，分區(qū)域建立公平競爭標(biāo)準(zhǔn)，形成城市間你追我趕的局面是黑臭河道治理和海綿城市協(xié)同治理成功的關(guān)鍵。