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杭世珺:国内外水环境治理典型案例及思考

时间:2017-05-18 10:19

来源:水工业市场杂志

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本文根据杭世珺在“2017(第12届)水处理行业热点技术论坛”讲话整理。

非常感谢论坛主办方提供本次交流的机会。2016年,我有幸考察了德国柏林的水环境项目,参观了日本京都的水环境治理,再加上我参与了南明河治理第一期工程。今天,我就将这几个案例整合起来做一介绍,并进一步提出我对水环境治理的思路。因此,我今天的演讲主要分为三部分:我国水环境主要问题;国内外水环境典型案例;水环境治理的思考和建议。

我国水环境主要问题

从图1可以看出,我国水环境存在的主要问题,从2010年到2015年中国环境公告来看,我国水环境、水体情况逐渐好转,III类水体占72%。但是也可以看出,治理成效不是很理想,进展还比较缓慢。

图1

我国水环境存在问题主要分河道和湖泊两个部分。

河道问题表现为:城市扩张占用泄洪设施,河道裁弯取直和渠道化使其失去蜿蜒性,河床材料硬质化、不透水,河道结构简单化、单一化,河网主干化,河湖水系连通功能丧失,地表水与地下水断链,水源功能丧失,河道自净能力减弱,生态环境功能降低,生物多样性低等多个方面。

湖泊问题表现为:河道纳污、面源污染汇集、污染物入湖,周边城镇化加速,工程建设、水土流失,滨湖土地利用格局改变、湖滨带破坏河、江和湖泊阻隔,水文改变,河道生态失衡,系统破坏等。

可以看出,上述问题和城市、城乡结合部、农村多元差异,以及污水、垃圾、生态交互影响,形成水环境四个主要问题,造成水环境质量差、水环境保障能力脆弱、水生态受到了严重损伤,而且环境风险和隐患开始多起来了。见图2。

图2

国内外水环境治理典型案例

这里,我想讲四个案例,分别是德国柏林、德国伊萨河、日本鸭川河、贵阳南明河的水环境治理案例。

1.德国柏林

德国柏林年降雨量500毫米,年蒸发量400-600毫米,还是比较贫水的,特别是枯水期,大量污水处理厂的出水作为湖泊进水,污水处理厂处理量和雨水径流量几乎为同样量级。

柏林排水有个特点,是半封闭自循环的,城市污水进入湖泊,湖泊不能富营养化,再取深井打上来作为自来水厂水源,再被利用。

德国自来水取水不是地表水取水,是经过河湖渗透到地下再打上来,有它的历史因素。以前,德国也取地表水,20世纪80年代爆发了大面积的病,之后便改取地下水了。

为了维护湖水渗入地下,保证取水作为水源,就需要对湖水水质有严格要求。图3是雨水反渗地下,污水经过处理以后再到地下水的图片,它的做法跟我们稍有区别,主要是除磷。30多年前,在富营养化问题上,磷是关键因素。上游河道来的水大部分是城市污水处理厂的出水,要求总磷标准0.01%,但无法达标,目前控制在0.02%。所以,必须要深度除磷。

图3

柏林在水环境治理方面,除了污染治理,还有雨洪管理,包括河流管网改造。其目标是2020年要实现河流管网总水量小于雨水径流总量20%,径流量大于河流管理的雨水量。

2.日本鸭川河

日本鸭川河是京都的母亲河,整治花了几十年时间。一开始,也存在污染、洪水、内涝等问题,于是开始整治。从图4可以看出,鸭川河贯穿全市,分上游、中游、下游。根据上、中、下游不同特点来确定不同治理方案。

上游什么特点呢?是溪流型的,主要问题是上游开发,结果造成一些泥沙,因此上流解决办法是针对这个问题筑沙坝、限制上游开发。

中游是发达地区,居住人口较多,形成中心区,这部分污染严重。日本的东京、大阪、京都都是河流制,20世纪70年代没有进行很好的规划,当时这条河BOD达到40毫克以上,把底泥进行疏浚、污染物去除,加强了污染物管理。

下游是地上河,防汛和排涝是主要问题。因此扩展了河道,加强了行洪能力,做了海绵城市设施,加强了河流管道调蓄能力。

鸭川河从20世纪70年代到2008年,BOD从40毫克降到1豪克,扩大了河断面,增加了雨水渗透的设施。它在地下停车场、楼下都修了蓄水池,以便进行调蓄,也增加了一些渗透措施,雨水都渗透了,下雨很难看到人踩到水里的情况。

除此之外,水环境治理不是治污工程,也不是景观工程,而是综合工程,要求和人很亲近。鸭川河治理特别强调和人亲近,这样大家才会更加爱护这条河,所以整治的时候做了很多健步道、观测站、绿色回廊和亲水回廊、自行车专行道。

鸭川河治理给我们还有一点很重要的提示,那就是一定要加强监管,这也是我们最缺失的部分。水环境监管非常非常重要。日本法律非常严格,什么地方不可以停汽车、不可以停摩托车、不可以停自行车,什么地方不能放烟火,这些都有明确规定,否则一定会重罚。这值得我们借鉴。

3.德国伊萨河

伊萨河(die Isar)位于奥地利蒂罗尔州(Tirol)和德国巴伐利亚州(Bayern)境内,全长295km,起源于卡尔文德尔山脉(das Karwendel),流经慕尼黑等重要城市,最终向北注入多瑙河。因为洪水泛滥,就裁弯取直,使水位持续下降,无法航运,改变了原有功能,同时城市河道像硬化的渠道,人们就不亲近它了。1995年,伊萨河开始治理,提高了防洪能力,构建自然化河流景观,提供了优质休闲空间。

4.贵阳南明河

南明河是贵阳市的母亲河,其治理工程分三期,一期是治黑臭水体,二期提升水质,三期要长治久清。当时花了很长时间研究,以保证水环境治理全系统的效果,整个治理涵盖以下几个方面:点源治理、面源治理、截污工程、河道治理、水生植物、流速,为此还拆了很多坝。经过整体治理,III类水体逐渐多起来,大多从劣V类变成了V类、IV类。

编辑:李艳茹

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