杭世珺：国内外水环境治理典型案例及思考
慧聪水工业网 2017年4月13-15日，“2017(第12届)水处理行业热点技术论坛”在京召开，北京市市政工程设计研究总院副总工程师杭世珺在会上做了主题报告，报告围绕我国水环境主要问题、国内外水环境治理典型案例、对我国水环境建议和思考等内容展开。
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(dieIsar)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(dasKarwendel)，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。
建议和思考
水环境定义包括地表水、地下水，水环境治理理念是什么呢?它既不是水污染防治，也不是园林绿化，而是以人为本、人水共治、恢复人水环境。因此，河道的治理要考虑其基本功能，要令其具有适应能力、自平衡能力，要能长期维持良好环境，生物要有多样性、完整性、完善的繁衍能力。
生态河道治理也可分为三个阶段：控污、减排、消除黑臭，其中包含了功能设计、景观设计等全系统理念的思路和方法。因此，水环境治理需要遵循以下原则。
第一，遵循自然。生态系统是特定自然、地理环境下形成的，每条河都有自己的自然环境，具有独特和唯一性。河流生态修复没有统一模式和格局，而有它自身独特之处，所以要有基本生态评估准则。我们要尊重自然、以人为本，要因地制宜、还自然本色。也就是说，要避免河道渠道化，避免过于人工景观化。
第二，科学规划。过去城建规划往往忽视水资源，缺乏水规划，于是在大城市形成很多问题。所以，城市规划中，必须强调水资源承载能力。
第三，统筹系统地进行治理。水环境的治理是一个系统工程，所以要统筹系统，源头、末端加生态修复，统筹系统的治理包括上下游、干流支流、河流和岸线、水环境和水经济的全局统筹与治理。
第四，综合整治、陆域水域兼顾，避免只重河湖不重岸线。岸上更重要。
第五，强化管理。必须进行有效的、强化的管理，避免多头治水。
第六，坚持技术创新。应该聚焦国家战略需求，结合自身特点，统筹物理、化学、生物技术，克服工程雷同化，走中国特色自主创新的水环境治理道路。
总之，水环境修复不是一天、一个月、一年能完成的，它是一个相当长的工作过程。一个受损河道，其生态修复，系统趋于稳定、平衡，需要经历一个较长的过程，一个渐进和持续的过程。因此，水环境治理要坚持反馈性设计原则，要实施设计、检测、管理、评估、修成与再设计，还应力求与经济发展相辅相成。
专家简介：
杭世珺，1963年毕业于北京工业大学给排水专业，同年进入北京城市规划管理局工作。1966年3月至今，就职于北京市市政工程设计研究总院(现用名)，历任室主任、副所长、所总工程师、院副总工程师等职务，现退休回聘于总院并兼任项目中心技术总监职务。曾于1983年12月至1985年12月被派往日本国京都大学研修，主修内容为城市污水生物除磷机理和设计参数的研究，以及城市污水处理厂工程，设计CAD开发的研究。
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