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杭世珺:國(guó)內(nèi)外水環(huán)境治理典型案例及思考

時(shí)間: 2017-05-18 11:36

來(lái)源: 水工業(yè)市場(chǎng)雜志

作者: 杭世珺

本文根據(jù)杭世珺在“2017(第12屆)水處理行業(yè)熱點(diǎn)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(jī)會(huì)。2016年,我有幸考察了德國(guó)柏林的水環(huán)境項(xiàng)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(gè)案例整合起來(lái)做一介紹,并進(jìn)一步提出我對(duì)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(guó)水環(huán)境主要問(wèn)題;國(guó)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(guó)水環(huán)境主要問(wèn)題

從圖1可以看出,我國(guó)水環(huán)境存在的主要問(wèn)題,從2010年到2015年中國(guó)環(huán)境公告來(lái)看,我國(guó)水環(huán)境、水體情況逐漸好轉(zhuǎn),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1

我國(guó)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(xiàn)為:城市擴(kuò)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(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(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(wèn)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(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(yán)重?fù)p傷,而且環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和隱患開(kāi)始多起來(lái)了。見(jiàn)圖2。

圖2

國(guó)內(nèi)外水環(huán)境治理典型案例

這里,我想講四個(gè)案例,分別是德國(guó)柏林、德國(guó)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(guó)柏林

德國(guó)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(jìn)水,污水處理廠處理量和雨水徑流量幾乎為同樣量級(jí)。

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(yǎng)化,再取深井打上來(lái)作為自來(lái)水廠水源,再被利用。

德國(guó)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(guó)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(hù)湖水滲入地下,保證取水作為水源,就需要對(duì)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(guò)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(yíng)養(yǎng)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的出水,要求總磷標(biāo)準(zhǔn)0.01%,但無(wú)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(shí)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。

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(nèi)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(jù)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(jié)果造成一些泥沙,因此上流解決辦法是針對(duì)這個(gè)問(wèn)題筑沙壩、限制上游開(kāi)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(méi)有進(jìn)行很好的規(guī)劃,當(dāng)時(shí)這條河BOD達(dá)到40毫克以上,把底泥進(jìn)行疏浚、污染物去除,加強(qiáng)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(kuò)展了河道,加強(qiáng)了行洪能力,做了海綿城市設(shè)施,加強(qiáng)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(kuò)大了河斷面,增加了雨水滲透的設(shè)施。它在地下停車(chē)場(chǎng)、樓下都修了蓄水池,以便進(jìn)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(qiáng)調(diào)和人親近,這樣大家才會(huì)更加愛(ài)護(hù)這條河,所以整治的時(shí)候做了很多健步道、觀測(cè)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(qiáng)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(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(guī)定,否則一定會(huì)重罰。這值得我們借鑒。

3.德國(guó)伊薩河

伊薩河(die Isar)位于奧地利蒂羅爾州(Tirol)和德國(guó)巴伐利亞州(Bayern)境內(nèi),全長(zhǎng)295km,起源于卡爾文德?tīng)柹矫}(das Karwendel),流經(jīng)慕尼黑等重要城市,最終向北注入多瑙河。因?yàn)楹樗簽E,就裁彎取直,使水位持續(xù)下降,無(wú)法航運(yùn),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(gòu)建自然化河流景觀,提供了優(yōu)質(zhì)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(zhǎng)治久清。當(dāng)時(shí)花了很長(zhǎng)時(shí)間研究,以保證水環(huán)境治理全系統(tǒng)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)。

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編輯: 趙凡

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杭世珺

杭世珺,北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司原副總工程師,北控水務(wù)集團(tuán)顧問(wèn)總工程師、技術(shù)委員會(huì)主任;教授級(jí)高工,注冊(cè)公用設(shè)備工程師。四十多年來(lái)在城市排水工程(排水管網(wǎng)、泵站及污水處理廠等)和城市固廢處理與處置工程的設(shè)計(jì)與研究領(lǐng)域積累了豐富的設(shè)計(jì)和管理經(jīng)驗(yàn)。

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