本文根據杭世珺在「2017(第12屆)水處理行業熱點技術論壇」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境項目,參觀了日本京都的水環境治理,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,並進一步提出我對水環境治理的思路。因此,我今天的演講主要分為三部分:我國水環境主要問題;國內外水環境典型案例;水環境治理的思考和建議。
我國水環境主要問題
從圖1可以看出,我國水環境存在的主要問題,從2010年到2015年中國環境公告來看,我國水環境、水體情況逐漸好轉,III類水體佔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
我國水環境存在問題主要分河道和湖泊兩個部分。
河道問題表現為:城市擴張佔用洩洪設施,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,河網主幹化,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,河道自淨能力減弱,生態環境功能降低,生物多樣性低等多個方面。
湖泊問題表現為:河道納汙、面源汙染匯集、汙染物入湖,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,河道生態失衡,系統破壞等。
可以看出,上述問題和城市、城鄉結合部、農村多元差異,以及汙水、垃圾、生態交互影響,形成水環境四個主要問題,造成水環境質量差、水環境保障能力脆弱、水生態受到了嚴重損傷,而且環境風險和隱患開始多起來了。見圖2。
圖2
國內外水環境治理典型案例
這裡,我想講四個案例,分別是德國柏林、德國伊薩河、日本鴨川河、貴陽南明河的水環境治理案例。
1.德國柏林
德國柏林年降雨量500毫米,年蒸發量400-600毫米,還是比較貧水的,特別是枯水期,大量汙水處理廠的出水作為湖泊進水,汙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,是半封閉自循環的,城市汙水進入湖泊,湖泊不能富營養化,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年代爆發了大面積的病,之後便改取地下水了。
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,汙水經過處理以後再到地下水的圖片,它的做法跟我們稍有區別,主要是除磷。30多年前,在富營養化問題上,磷是關鍵因素。上遊河道來的水大部分是城市汙水處理廠的出水,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
柏林在水環境治理方面,除了汙染治理,還有雨洪管理,包括河流管網改造。其目標是2020年要實現河流管網總水量小於雨水徑流總量20%,徑流量大於河流管理的雨水量。
2.日本鴨川河
日本鴨川河是京都的母親河,整治花了幾十年時間。一開始,也存在汙染、洪水、內澇等問題,於是開始整治。從圖4可以看出,鴨川河貫穿全市,分上遊、中遊、下遊。根據上、中、下遊不同特點來確定不同治理方案。
上遊什麼特點呢?是溪流型的,主要問題是上遊開發,結果造成一些泥沙,因此上流解決辦法是針對這個問題築沙壩、限制上遊開發。
中遊是發達地區,居住人口較多,形成中心區,這部分汙染嚴重。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劃,當時這條河BOD達到40毫克以上,把底泥進行疏浚、汙染物去除,加強了汙染物管理。
下遊是地上河,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裡的情況。
除此之外,水環境治理不是治汙工程,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、綠色迴廊和親水迴廊、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管,這也是我們最缺失的部分。水環境監管非常非常重要。日本法律非常嚴格,什麼地方不可以停汽車、不可以停摩託車、不可以停自行車,什麼地方不能放煙火,這些都有明確規定,否則一定會重罰。這值得我們借鑑。
3.德國伊薩河
伊薩河(die Isar)位於奧地利蒂羅爾州(Tirol)和德國巴伐利亞州(Bayern)境內,全長295km,起源於卡爾文德爾山脈(das Karwendel),流經慕尼黑等重要城市,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,提供了優質休閒空間。
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,以保證水環境治理全系統的效果,整個治理涵蓋以下幾個方面:點源治理、面源治理、截汙工程、河道治理、水生植物、流速,為此還拆了很多壩。經過整體治理,III類水體逐漸多起來,大多從劣V類變成了V類、IV類。
編輯:李豔茹