文_管運濤(清華大學(xué)深圳研究生院環(huán)境工程與管理研究中心教授)
城市·現(xiàn)場
海綿城市建設(shè)與黑臭河道綜合治理
HAIMIAN CHENGSHI JIANSHE YU HEICHOU HEDAO ZONGHE ZHILI
文_管運濤(清華大學(xué)深圳研究生院環(huán)境工程與管理研究中心教授)
2013年中央城鎮(zhèn)化工作會議上,習(xí)近平總書記正式提出要建設(shè)海綿城市;2014年10月住房城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布了《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》;2015年“水十條”發(fā)布,明確了黑臭水體治理的目標。在貫徹“水十條”的同時,還要落實海綿城市的建設(shè),將兩者結(jié)合協(xié)同治理。
海綿城市指城市能夠像海綿一樣,在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害等方面具有良好的彈性。對于市政設(shè)施的彈性理解為海綿的彈性,在抗洪救災(zāi)、市政建設(shè)里彈性的概念很普及,代表了一個市政設(shè)施接受了一個自然災(zāi)難或者突發(fā)事件之后能夠恢復(fù)到原來狀態(tài)的能力。海綿城市在下雨的時候能夠吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將水釋放出來加以利用。
海綿城市的含義主要有四大部分,一是原有的水生環(huán)境的恢復(fù);二是開發(fā)城市空間,把城市空間作為一種開發(fā)模式進行;三是轉(zhuǎn)變現(xiàn)有排水方式;四是高效利用雨水資源。
實現(xiàn)海綿城市的三項途徑,一是區(qū)域性水生態(tài)系統(tǒng)保護與修復(fù),這是大的概念;二是規(guī)劃區(qū)海綿城市設(shè)計與改造,這是中等層面;三是建筑與小區(qū)雨水控制與利用,是從大、中、小三個層次進行的。從小海綿的角度來講,更多偏重于海綿城市的技術(shù)應(yīng)用,越往上越偏向于規(guī)劃。
《水污染防治行動計劃》 (簡稱“水十條”)
一是全面控制污染物排放。針對工業(yè)、城鎮(zhèn)生活、農(nóng)業(yè)農(nóng)村和船舶港口等污染來源,提出了相應(yīng)的減排措施。
二是推動經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級。加快淘汰落后產(chǎn)能,合理確定產(chǎn)業(yè)發(fā)展布局、結(jié)構(gòu)和規(guī)模,以工業(yè)水、再生水和海水利用等推動循環(huán)發(fā)展。
三是著力節(jié)約保護水資源。實施最嚴格水資源管理制度,控制用水總量,提高用水效率,加強水量調(diào)度,保證重要河流生態(tài)流量。
四是強化科技支撐。推廣示范先進適用技術(shù),加強基礎(chǔ)研究和前瞻技術(shù)研發(fā),規(guī)范環(huán)保產(chǎn)業(yè)市場,加快發(fā)展環(huán)保服務(wù)業(yè)。
五是充分發(fā)揮市場機制作用。加快水價改革,完善收費政策,健全稅收政策,促進多元投資,建立有利于水環(huán)境治理的激勵機制。
六是嚴格環(huán)境執(zhí)法監(jiān)管。嚴懲各類環(huán)境違法行為和違規(guī)建設(shè)項目,加強行政執(zhí)法與刑事司法銜接,健全水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。
七是切實加強水環(huán)境管理。強化環(huán)境治理目標管理,深化污染物總量控制制度,嚴格控制各類環(huán)境風(fēng)險,全面推行排污許可。
八是全力保障水生態(tài)環(huán)境安全。保障飲用水水源安全,科學(xué)防治地下水污染,深化重點流域水污染防治,加強良好水體和海洋環(huán)境保護。整治城市黑臭水體,直轄市、省會城市、計劃單列市建成區(qū)于2017年底前基本消除黑臭水體。
九是明確和落實各方責(zé)任。強化地方政府水環(huán)境保護責(zé)任,落實排污單位主體責(zé)任,國家分流域、分區(qū)域、分海域逐年考核計劃實施情況,督促各方履責(zé)到位。
十是強化公眾參與和社會監(jiān)督。國家定期公布水質(zhì)最差、最好的10個城市名單和各?。▍^(qū)、市)水環(huán)境狀況。加強社會監(jiān)督,構(gòu)建全民行動格局。
實際上,海綿城市已經(jīng)形成了一個產(chǎn)業(yè),因為其具備了產(chǎn)業(yè)化的必要條件,無論是國際上還是國家層面,它都存在市場的需求,同時我們國家已經(jīng)上升到一個國策政策的高度。海綿城市的建造成本是做前期研究時經(jīng)常遇到的問題,實際上海綿城市的建設(shè)比傳統(tǒng)排水系統(tǒng)更節(jié)省投資,只不過海綿城市建設(shè)的時候是以改造的角度進行的,是在原來的基礎(chǔ)上加了一部分的工程設(shè)施。所以總體而言減少了投資成本。
LID技術(shù)在中國擁有很大的發(fā)展前景,海綿城市作為國家層面的要求,LID是科學(xué)發(fā)展觀的問題,LID技術(shù)屬于低成本和低能耗技術(shù)。中國的城市建設(shè)飛快,這些城市的發(fā)展為海綿城市建設(shè)提供了很大的市場。同時,在建設(shè)過程中也會解決農(nóng)村人口的就業(yè)問題。
海綿城市是完全的系統(tǒng)價值觀,不是功利的價值觀,是就地解決水問題,而非將其轉(zhuǎn)嫁給異地。它是分散式的民間工程,不是集中式的集權(quán)工程,目前還需要政府推動和投資。海綿城市不是一個“高大上”的大型工程,而是分布在每個角落,有機融合因地制宜的技術(shù)。
_LID技術(shù)是通過分散的、小規(guī)模的源頭控制來達到對暴雨所產(chǎn)生的徑流和污染的控制,使開發(fā)地區(qū)盡量接近于自然的水文循環(huán)。
_雨水花園原理示意圖。
_LID技術(shù)在海綿城市中的應(yīng)用。
黑臭水體,沒有嚴格的定義,只是散發(fā)出令人不適氣味的水體,有輕度和重度黑臭,但是沒有嚴格的指標。黑臭水體的成因有工業(yè)排污、生活污水、初期雨水徑流、合流制管網(wǎng)溢流、畜禽養(yǎng)殖、雨污管網(wǎng)錯接、亂排泄等。從污染源來講,有點源、面源、內(nèi)源污染,還有周圍的環(huán)境造成,特別是水文、水質(zhì)、水生態(tài)。由于管網(wǎng)系統(tǒng)不完善,水進入了斷頭網(wǎng)并不斷積累,變成了排污溝,這也是引起黑臭的重要原因。針對黑臭河道的治理,“水十條”要求,2015年底完成排查,2017年底消除黑臭,2020年底控制在10%以內(nèi)。
黑臭水體整治是海綿城市建設(shè)的突破口。黑臭水體整治涉及控源截污、內(nèi)源治理、生態(tài)修復(fù)以及其他方面。控源截污是本,必須把污染源切斷,內(nèi)源是標,最后恢復(fù)水道功能時要通過生態(tài)修復(fù)加以維持。因此海綿城市建設(shè)也有源頭的消減、過程控制、系統(tǒng)治理,包含了黑臭水體的整治問題。黑臭水體依賴于海綿城市進行控源截污和內(nèi)源治理。也就是說,海綿城市能夠有效地控制黑臭水體的面源污染來源。
_臺灣水利署也基于LID技術(shù)在新近的《流域綜合治理計劃》中提出構(gòu)建“海綿城市”。
_整治技術(shù)有很多,雨污合流制排水系統(tǒng)、生物緩沖帶可以攔截面源污染。上圖為截流橡膠壩,下圖為生物緩沖帶。
_控源截污是根本,是一個前提條件,沒有它,在河道里進行內(nèi)源治理、清淤和生態(tài)修復(fù)達不到效果。
結(jié)合海綿城市的建設(shè)理念,最后的目標要達到小雨不積水、大雨不內(nèi)澇、水體不黑臭、導(dǎo)效應(yīng)得到緩解的理想狀態(tài)。黑臭水體,一般是以流域為單位進行系統(tǒng)地治理,包括源頭控制、過程阻斷、末端處理。過程阻斷更多是對面源污染的控制,源頭是在管網(wǎng)建設(shè)、市政建設(shè)里提到的,管網(wǎng)建設(shè)要降低錯接率,同時進行河流治理的過程也是源頭減排的措施。
控源截污是根本和前提條件,沒有它,在河道里進行內(nèi)源治理、清淤和生態(tài)修復(fù)便達不到效果??卦唇匚郯斯?jié)制納管、面源控制,內(nèi)源有垃圾處理和清淤疏浚,生態(tài)修復(fù)是對于水質(zhì)維持的辦法,其他就是水動力的辦法。
整治技術(shù)有很多,雨污合流制排水系統(tǒng)、生物緩沖帶可以攔截面源污染,可以根據(jù)不同的要求、不同的地形特點、不同的整治目標和投資情況因地制宜地對技術(shù)進行選擇。
面源污染控制是黑臭水體治理的主要方面。其總的思路是源頭消減、過程截留、末端凈化,進行全過程控制。面源污染控制的技術(shù)目前有了一些創(chuàng)新,包括溢流控制、初期雨水分時收集、雨水旋流快濾組合處理等城市面源控制成套技術(shù)和氮磷去除功能濾料。
油松河、坂田河與觀瀾河干流匯合口處,工人正在處理污水。
布吉河流經(jīng)深圳市區(qū)的河段。
深圳市分為特區(qū)外和特區(qū)內(nèi),在90多條黑臭河道中,特區(qū)外的河流占70%。特區(qū)內(nèi)的河流管網(wǎng)做的是分流制管網(wǎng),但是深圳市有大量的城中村,城中村外面的管道是分流,城中村的管道是錯接的,當成合流制的體現(xiàn)。合流制污水溢流來源于徑流雨水,雨水包括了道路、屋頂、庭院、晴天污水,還有管道里的沉積物,這三部分是合流制的組成。
對管道沉積物的沖洗,也就是沉積物的來源截斷,提出了“管中管”管道沖洗技術(shù),這個技術(shù)在深圳市應(yīng)用不多,但是對于一些清理不到的地方比較管用。同時對于經(jīng)濟相對落后的中小城市,這個技術(shù)很有效,主要是在管道預(yù)埋一條沖洗管,位置、口徑、沖洗強度以及外界沖洗的頻率等都很重要。目前深圳市正在做500~600米的管道清洗。同時,很多節(jié)制會把面源的污染沖入很多泥沙,應(yīng)對泥沙的有效方法之一就是大型沖刷,但前提是必須把現(xiàn)有的管道淤泥清理干凈,并做好日常的維護工作。
深圳市進行黑臭河道研究和工程方案設(shè)計時,按政府要求做了應(yīng)急技術(shù)的儲備,開發(fā)了集裝箱式的應(yīng)急設(shè)備,包括微濾部分,使黑臭物質(zhì)得到沉淀、過濾。
清泥清污之后需要進行景觀修復(fù)和水道維持,這直接和海綿城市的建設(shè)相關(guān)。深圳市屬于濱海城市,雨水徑流路徑非常短,經(jīng)常有景觀水體,居民可以直接接觸,直接影響到居民健康。這些景觀水體是海綿城市構(gòu)建的重要組成部分,生態(tài)景觀構(gòu)建是生態(tài)構(gòu)建的研究重點。深圳市目前正在做景觀湖的示范,即使是黑臭河道,只要進行控源、截污、清淤,依然可以構(gòu)建很好的生態(tài)湖和水下滲透技術(shù)。
海綿城市的建設(shè)與對黑臭河道的綜合治理,需要政府、科研人員、設(shè)計人員齊心協(xié)力制訂方案,使治理技術(shù)真真正正發(fā)揮應(yīng)有的作用。像文化生活一般,需要居民能夠從一點一滴做起,從小事做起,共同維護城市的排水系統(tǒng)和海綿體。(根據(jù)講座錄音整理)