遲國梁

(中交廣州航道局有限公司，廣東 廣州 510320)

21世紀以來，伴隨著城鎮(zhèn)化進程，我國水環(huán)境整治力度不斷加強。2015年4月，國務(wù)院頒發(fā)了《水污染防治行動計劃》(以下簡稱“水十條”)。“十三五”時期是治水的關(guān)鍵5年，治水主題是地級及以上城市建成區(qū)黑臭水體均控制在10%以內(nèi)，治理重點范圍為地級及以上城市建成區(qū)的流域或大流域下游的城市建成區(qū)段。“十三五”時期我國開展了大量卓有成效的水環(huán)境整治工作，城市污水處理產(chǎn)能及配套管網(wǎng)建設(shè)與改造取得長足發(fā)展，城市的污水處理率也達到較高水平，用于城鎮(zhèn)污染物控源減排和穩(wěn)定達標的成套技術(shù)、產(chǎn)品和設(shè)備不斷涌現(xiàn)，并逐漸走向集成化、系統(tǒng)化。流域水環(huán)境治理從“污水治理、截污納管”的單一模式向“源頭削減、過程控制、系統(tǒng)治理”全過程協(xié)同新模式轉(zhuǎn)變。

隨著“水十條”的推進，“十四五”時期流域水環(huán)境治理進入第二個5年發(fā)展期，地級及以上城市建成區(qū)城市水體面臨進一步提質(zhì)增效的治理需求?！笆奈濉睍r期也是鄉(xiāng)村振興國家戰(zhàn)略推出后的第一個5年，農(nóng)村水環(huán)境治理和改善是重要內(nèi)容之一。考慮治水工作的延續(xù)性和時代需要，“十四五”時期治水主題應為城市建成區(qū)水系的水質(zhì)再提升和廣大農(nóng)村地區(qū)的流域上游水環(huán)境治理，相比“十三五”時期，治水要求更高、范圍更廣、難度更大。目前，我國的流域水環(huán)境綜合整治工作已取得階段性成果，出現(xiàn)了很多治理模式和成功案例[1-2]，技術(shù)體系也不斷發(fā)展和完善[3]，但仍存在理念和體系建設(shè)上的短板，如何在“十四五”時期乃至更長的一段時間內(nèi)科學治水，建設(shè)適應新時代發(fā)展要求的流域水環(huán)境治理技術(shù)體系已經(jīng)提上日程。本文基于當前流域水環(huán)境治理的弊端分析，探討新時代流域水環(huán)境治理的理念、方法和技術(shù)體系建設(shè)，旨在為構(gòu)建新時代流域水環(huán)境治理技術(shù)體系提供參考。

1 當前流域水環(huán)境治理的弊端

流域內(nèi)的水循環(huán)結(jié)構(gòu)已經(jīng)整體實現(xiàn)從一元自然水循環(huán)到“自然-社會”二元水循環(huán)的轉(zhuǎn)化，水循環(huán)演變過程中的結(jié)構(gòu)屬性和功能屬性都發(fā)生了改變，以此為基礎(chǔ)的治理措施和管理措施也發(fā)生了相應變化[4-6]。

對流域而言，不管是靜態(tài)的湖庫還是動態(tài)的江河，都是一個巨大的水生態(tài)系統(tǒng)。當這個水生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)污染時，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的完整性均會遭到破壞，甚至會喪失系統(tǒng)自凈能力，需要采用系統(tǒng)的治理理念和治理方法，不能“千水一面”，應該是“一水一策”。這里所說的“一策”不是一個簡單的治理措施，而是一套符合水情、行之有效的治理措施，需要用系統(tǒng)思維進行設(shè)計。

從治理理念和操作層面上看，當前流域水環(huán)境治理實踐中仍存在以下4個弊端：

a.未遵循流域水循環(huán)理論，綜合施治的邏輯不清。健康的流域應以水循環(huán)為紐帶驅(qū)動水沙、水鹽、水生態(tài)等物質(zhì)和能量的循環(huán)，以維持流域水生態(tài)環(huán)境的系統(tǒng)平衡[7]。在流域治理的工程實際操作過程中，缺少流域?qū)用娴目茖W統(tǒng)籌，治水往往就水論水，例如向受酸性礦山廢水污染的流域投放生石灰，向磷含量高的流域投放鎖磷劑，這些措施屬于典型的“頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳”，沒有真正做到干支流、上下游、水陸和城鄉(xiāng)一體化治理。除了技術(shù)設(shè)計本身的問題外，行政區(qū)劃設(shè)置與流域治理單元不吻合的現(xiàn)狀及行政多頭管理也是重要原因。

b.未遵循“木桶”理論，對治理單元劃分不科學。對于流域的治理單元，其污染負荷的來源和數(shù)量、污染治理邊界條件以及水文條件等因素都不盡相同，因此需要根據(jù)綜合要素將流域分解成若干小流域，形成多個基本計算單元，這有利于促進流域綜合治理方案確定的針對性和操作性，提升流域治理的網(wǎng)格化、精細化程度[7-8]。然而在現(xiàn)實中，缺乏對系統(tǒng)問題的全面掌握，很難找準每個治理單元的“短板”所在，而每個單元的“短板”治理措施往往左右整個流域治理的成敗，因此好的技術(shù)設(shè)計必須首先通過系統(tǒng)污染綜合性診斷過程合理劃分治理單元，并找到問題短板，而現(xiàn)實的解決方案往往是簡單地按照行政區(qū)劃和屬地管理的原則劃分治理單元，缺失了系統(tǒng)污染診斷的過程。

c.未遵循差異化理論，沒有對劃分出的流域治理單元進行匹配性的技術(shù)方案設(shè)計。每個治理單元的差異化導致采用的治理技術(shù)方案也應有所差異，例如流域相鄰的兩個治理單元，坡降大的應采取多級堰壩、多級跌水的措施以實現(xiàn)自然增氧，坡降小的應根據(jù)污染程度的大小采取微納米曝氣或鼓風曝氣等相應措施以實現(xiàn)人工增氧。而現(xiàn)實的解決方案往往千篇一律，工程實施過程中頻繁調(diào)整設(shè)計的事情時有發(fā)生，沒有真正做到精準的“一水一策”。

d.未遵循系統(tǒng)均衡理論，沒有跳出單元統(tǒng)攬全局。好的技術(shù)方案應該與治理工程實施高度契合，在流域化統(tǒng)籌的基礎(chǔ)上進行區(qū)塊化治理，再通過區(qū)塊化治理過程中的不斷優(yōu)化倒推流域化統(tǒng)籌的合理性，通過各處理單元間的污染物產(chǎn)消平衡，保持每個單元邊際成本和效益均衡，最終實現(xiàn)治理的總成本最小、總效益最大[7,9]。而現(xiàn)實的解決方案往往忽視各個治理單元之間的內(nèi)在聯(lián)系，治理措施缺乏連續(xù)性，造成治理成本增加而治理效果沒有明顯提升的局面時有發(fā)生。例如，當流域上游治理單元在重點污染點源截污前后或得到有效治理前后導致下游水質(zhì)發(fā)生了明顯變化，下游治理單元采取的技術(shù)措施仍一成不變，或者增加了處理措施反而治理效果有所下降或者未采取保持水質(zhì)持續(xù)改善的更經(jīng)濟有效的措施。

2 新時代流域水環(huán)境治理的理念與方法

2.1 新時代流域水環(huán)境治理理念

唐克旺[10]認為治水新方向的核心是水天平的再平衡，即由歷史上的過度傾斜社會經(jīng)濟端向自然生態(tài)端再平衡，實現(xiàn)“人與自然和諧共生”。新時代的治水是系統(tǒng)綜合的，涉及的利益復雜多樣，因此所運用的理論應更加豐富，是一種跨學科綜合集成的理論體系。

當代的流域水環(huán)境治理頂層模式設(shè)計已經(jīng)從傳統(tǒng)的水資源單要素跨越到了水資源、水環(huán)境、水生態(tài)、水安全、水文化等綜合要素[10]，從單一水體的定點定時治理延伸至流域全過程、全周期防控，與之匹配的治理措施應貫穿由流域大尺度的宏觀調(diào)控到支流的中觀管治再到末端點源的微觀整治整個全程，同時兼顧流域生態(tài)系統(tǒng)不同階段污染狀態(tài)下的治理技術(shù)匹配性?；诹饔蛏鐣?jīng)濟與自然條件特點的差異，應構(gòu)建規(guī)范化的適用技術(shù)清單，建立兼顧技術(shù)效果、經(jīng)濟成本、可靠性與靈活性等多目標的技術(shù)綜合治理體系[11]。因此，應以“治理效果持久化、治理成本經(jīng)濟化、治理體系全局化”的“三化”理念作為未來較長時間內(nèi)流域水環(huán)境治理技術(shù)體系的核心理念。當前，流域水環(huán)境治理進入了“大保護”的新時代，此處的“新時代”不是簡單的時間概念，而是治理理念的跨越。新時代的流域水環(huán)境治理應充分糾正當前水環(huán)境治理認識上的4個弊端，以“流域化統(tǒng)籌、區(qū)塊化管治”為戰(zhàn)略統(tǒng)籌，處理好整體與局部、規(guī)劃與實施之間的關(guān)系，以“化整為段，分段治理，先次后主，以水治水”(自下而上，以干流、支流、毛細管流的水文特征為要素劃分治理單元，邊界間進行隔斷，先治支流，后治干流，治理到適宜時段打通隔斷，恢復連通，重塑水動力，強化自然調(diào)控之勢，弱化人為治理之力，以治理后的“小水”圍“攻”未治理好的“大水”，實現(xiàn)“以水治水”的目的)的治水新思路為戰(zhàn)術(shù)措施，強化自然調(diào)控之勢，弱化人為治理之力，全面提升全流域治理在理念、戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)3個層面的高度。

2.2 新時代流域水環(huán)境治理方法

按照前述當前流域水環(huán)境治理的4個弊端，以新時代流域水環(huán)境治理的“三化”理念為指導，針對性地采用系統(tǒng)性診斷、區(qū)塊化分解、匹配性施治和最優(yōu)化成效的治水“四步法”進行施工技術(shù)指導和組織實施。

a.系統(tǒng)性診斷。系統(tǒng)性診斷除了防洪排澇、水資源、水環(huán)境等各類規(guī)劃研判，與上位相關(guān)規(guī)劃的銜接分析以及流域水文資料、污染源溯源調(diào)查等常規(guī)工作之外，還應加強流域水生態(tài)系統(tǒng)健康評估分析，尤其是水生生物存量變化分析。水生生物的存量變化決定了流域水生態(tài)系統(tǒng)的功能完整性，恢復流域生態(tài)功能是治水的終極目標。目前，大流域的治理規(guī)劃中很少涉及此類調(diào)查分析。水利部自2010年起組織開展全國重要河湖健康評估試點工作，通過10年的研究探索與實踐檢驗，中國水利水電科學研究院作為負責單位，于2020年6月編制完成了SL/T 793—2020《河湖健康評估技術(shù)導則》，同年9月發(fā)布，對全國7大流域36個重點河(湖、庫)開展了健康評估，形成了河湖健康評估報告，此項工作應盡快在其他流域推廣，應考慮將流域的水生態(tài)系統(tǒng)健康評估納入系統(tǒng)性診斷系統(tǒng)。

b.區(qū)塊化分解。區(qū)塊化分解是指在流域化統(tǒng)籌(即干支流、上下游、水陸和城鄉(xiāng)一體化治理)的基礎(chǔ)上依據(jù)流域空間地理單元、污染特征及治理需求進行分片分區(qū)治理。為分解落實“水十條”水質(zhì)目標，生態(tài)環(huán)境部公布了“十三五”期間343個水質(zhì)需改善的國控單元信息[12]，并建立了流域-水生態(tài)控制區(qū)-水環(huán)境控制單元三級水生態(tài)環(huán)境分區(qū)管理體系，逐一明確了1 784個控制單元的地理范圍和 1 940個考核斷面的水環(huán)境目標，首次形成了覆蓋全國范圍流域的水生態(tài)控制區(qū)[9]，這一清單可作為以水質(zhì)改善為目標劃分流域治理單元的重要依據(jù)。如目標不同，劃分治理單元的依據(jù)和結(jié)果也不同，如以太湖、巢湖和滇池三大湖泊的藍藻治理為目標，則應綜合考慮流域內(nèi)源頭控磷和主湖體藍藻打撈兩個因素，按照相對封閉局域湖體—湖岸線—湖心的先后順序分片區(qū)打撈藍藻[13-15]。

c.匹配性施治。針對性施治是指針對不同處理單元的地形地貌、水文情勢、水質(zhì)現(xiàn)狀與目標、治理周期和資金安排5個要素制定技術(shù)組合方案，每項技術(shù)還要考慮工程實施中對應工藝工法的優(yōu)化調(diào)整，力求做到技術(shù)門類少而精，工藝設(shè)計多而細。例如對于排污口處理技術(shù)，當排放的污染物含工業(yè)廢水時，可采用多級圍堰內(nèi)的復合微生物降解工藝；當排放的污染物為生活污水時，如河道行洪要求不高，可采用在河道一側(cè)構(gòu)建迂回式生態(tài)礫石床和強勢植物凈化組合的處理工藝。

d.最優(yōu)化成效。最優(yōu)化成效是指逐次研判同系列相鄰處理單元、同系列所有處理單元、不同系列相鄰處理單元和所有系列處理單元之間在相應技術(shù)實施后是否可以實現(xiàn)每個單元污染物的產(chǎn)生和削減相平衡。如果做不到，則可將其與相鄰的2個或3個單元聯(lián)防聯(lián)治或調(diào)整技術(shù)設(shè)計，最大限度地保障每個單元的邊際成本和邊際效益相對均衡以實現(xiàn)最大限度地節(jié)省成本。單元污染物負荷平衡，即每個單元的污染物增量與污染物存量負荷之和要小于該單元降解污染物的能力。通過最優(yōu)化成效分析可以最大程度地讓每個單元對污染物降解作出貢獻，整個流域系統(tǒng)就能持續(xù)降低污染物負荷，從而逐漸實現(xiàn)流域的水環(huán)境治理目標[9]。

3 新時代流域水環(huán)境治理技術(shù)的體系建設(shè)

新時代的流域水環(huán)境治理技術(shù)體系建設(shè)首先需要充分總結(jié)和借鑒消化國內(nèi)外已經(jīng)形成并經(jīng)過工程推廣應用的治水理念、單項技術(shù)及工藝工法[16-17]，在這個基礎(chǔ)上再結(jié)合我國的水情演變趨勢、各地發(fā)展需求提煉和優(yōu)化各項技術(shù)，最終形成全新的技術(shù)體系。

從水污染全過程防控角度看，治污技術(shù)分源頭減排、過程阻斷、末端治理3個方面。一般意義上講源頭減排是指通過污染溯源，確定污染物種類及產(chǎn)污排污規(guī)律，科學制定排污標準，同時推動清潔生產(chǎn)技術(shù)和工藝的使用，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)；過程阻斷則強調(diào)對社會水循環(huán)中工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活等各類用戶用水后排水造成的污染，在經(jīng)由社會水循環(huán)流至自然水循環(huán)的遷移轉(zhuǎn)化路徑上進行層層阻斷[9]、源頭減排和過程阻斷主要是對陸域污染的控制，末端治理則是主要針對水域污染的治理，通過源頭減排、過程阻斷、末端治理完成對流域污染的水陸一體化治理。

河流四維模型強調(diào)從縱向(河流上游—下游)、橫向(河流洪泛區(qū)—高地邊緣過渡帶)、豎向(河床—基底)和時間尺度(三維方向的時間變化)研究流域尺度的河流生態(tài)修復[18]。本文借鑒河流四維理論，結(jié)合上述水污染全過程防控的理念，按照流域空間結(jié)構(gòu)和時間結(jié)構(gòu)雙要素劃分流域水環(huán)境治理技術(shù)體系?！霸搭^”對流域而言主要是流域集雨范圍內(nèi)的邊界區(qū)域和流域上游污染點源區(qū)域；“過程”是源頭區(qū)域到流域水域藍線之間的地帶；“末端”是流域藍線區(qū)域。流域生態(tài)系統(tǒng)從崩潰狀態(tài)到健康狀態(tài)的轉(zhuǎn)化一般要經(jīng)歷污染治理和生態(tài)修復兩個過程，即系統(tǒng)從崩潰狀態(tài)到自凈能力恢復的污染治理期和系統(tǒng)自凈能力恢復到系統(tǒng)自我良性運轉(zhuǎn)的生態(tài)修復期。前者需要人為正向干擾，后者一般不需要人為正向干擾，當進行正向干擾時，進程會加快。兩個時期的分界點就是系統(tǒng)自凈能力與系統(tǒng)內(nèi)各類污染物污染總負荷之間的動態(tài)平衡時間點，因流域特征、治理有效性的不同而不同，因此判斷流域生態(tài)系統(tǒng)處在污染治理期還是生態(tài)修復期主要看系統(tǒng)自凈能力與系統(tǒng)內(nèi)污染物污染總負荷的大小關(guān)系。流域生態(tài)系統(tǒng)自凈能力可通過水體自凈系數(shù)即有機物降解系數(shù)來表征，有機物降解系數(shù)可通過實測法、試驗測定法和類比法[19]以及更為精準的納污河道自凈容量的計算公式[20]求得。

本文按照源頭控制、過程阻斷和末端治理的流域治理空間維度和污染治理、生態(tài)修復的流域治理時間維度兩個維度，將當下最新的水環(huán)境治理技術(shù)劃分為6個子體系，每個子體系都有其實施邊界。下面以河流為代表的動態(tài)系統(tǒng)和以湖泊為代表的靜態(tài)系統(tǒng)為例，按照上述的時空維度分類列舉流域水環(huán)境治理技術(shù)體系，并對其共性技術(shù)進行比選，篩選出簡單有效的核心技術(shù)組合。

3.1 河流水環(huán)境治理技術(shù)體系

以河流為代表的動態(tài)水域生態(tài)系統(tǒng)在遭到污染破壞時，可以快速自我修復，系統(tǒng)對污染阻抗的閾值邊界寬。當超出系統(tǒng)自我修復閾值時，系統(tǒng)會發(fā)生自崩潰，此時的系統(tǒng)治理必須借助外力，應采用物理、化學、生物三者聯(lián)合的強化處理措施進行污染治理；在系統(tǒng)自我修復閾值內(nèi)時，應采用以生物、生態(tài)為主要手段的長效休養(yǎng)措施進行生態(tài)修復。表1和表2為通用的河流水環(huán)境治理技術(shù)分類。在技術(shù)實施過程中，因水質(zhì)改善存在一定的滯后性，這兩個過程的切換很難準確而及時地把握，加之有些技術(shù)如曝氣、微生物等措施兼具污染治理和生態(tài)修復的功效，因此，河流污染治理技術(shù)體系與生態(tài)修復技術(shù)體系存在共性技術(shù)。

表1 河流污染治理期水環(huán)境治理技術(shù)體系Table 1 Technology system of water environmentalmanagement in the period of river pollution control

表2 河流生態(tài)修復期水環(huán)境治理技術(shù)體系Table 2 Technology system of water environmentalmanagement in the period of river ecological restoration

3.2 湖泊水環(huán)境治理技術(shù)體系

依據(jù)荷蘭瓦赫寧根大學van Nes等[21]提出的淺層湖泊交替態(tài)循環(huán)轉(zhuǎn)換理論，對以湖泊為代表的靜態(tài)水域生態(tài)系統(tǒng)，當系統(tǒng)的外在驅(qū)動力(外源營養(yǎng)鹽輸入、湖濱帶破壞、人為干擾、生態(tài)鏈條缺環(huán)等)超過內(nèi)在恢復力(外源營養(yǎng)鹽輸出、湖濱帶植被穩(wěn)定、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能完整等)時，系統(tǒng)會“災變”，由清水態(tài)向濁水態(tài)轉(zhuǎn)變；反之，系統(tǒng)會“恢復”，由濁水態(tài)向清水態(tài)轉(zhuǎn)變。表3為湖泊生態(tài)系統(tǒng)由濁水態(tài)向清水態(tài)轉(zhuǎn)變的系統(tǒng)重建技術(shù)體系。

表3 湖泊生態(tài)系統(tǒng)重建技術(shù)體系Table 3 Technology system of lake ecosystem reconstruction

3.3 河湖生態(tài)系統(tǒng)不同時空維度下的技術(shù)比選

動態(tài)的江河生態(tài)系統(tǒng)放在大流域?qū)用婵矗倪^程基本都是通過各級支流不斷匯聚最終入海；靜態(tài)的湖庫生態(tài)系統(tǒng)放在大流域?qū)用婵矗倪^程基本都是通過各級河流支流不斷匯聚最終匯入大中型湖泊或水庫，因此河流和湖泊流域生態(tài)系統(tǒng)的源頭區(qū)域和中間流域范圍地理、水文、污染特征相似，因而污染治理技術(shù)也有很大的相似性。兩者區(qū)別主要在于流域的末端，水文水動力條件、地形地貌、生物多樣性差別較大，導致水質(zhì)狀況、系統(tǒng)自凈能力也不同，因此采用的治理技術(shù)體系也差別較大。本文將前述的河流生態(tài)系統(tǒng)和湖泊生態(tài)系統(tǒng)的治理技術(shù)體系在不同流域空間、不同治理時序上的共性技術(shù)進行比選，以實現(xiàn)對水環(huán)境治理共性技術(shù)體系的“優(yōu)中選優(yōu)”，從而在一定程度上簡化工程實施前的方案設(shè)計。

3.3.1源頭控制

在源頭控制技術(shù)體系中，篩選出截污納管、分散式處理、點源排污口處理、海綿城市技術(shù)和滾水壩5項共性技術(shù)。截污納管是控制外源污染進入流域的最重要的措施之一已屬業(yè)界共識，在流域空間范圍內(nèi)，截污納管的區(qū)域較廣，應該說涵蓋了除流域水域藍線之外的所有區(qū)域。分散式處理主要針對流域內(nèi)重要污染區(qū)域的應急處理，流域污染的不確定性導致其分布范圍較為分散，主要用于治理流域上游污染點源的外排污水和流域藍線內(nèi)的水體。在流域源頭區(qū)域，點源排污口處理主要針對大中型污染點源如畜禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水非達標排放的治理，滾水壩則主要攔截污染點源排放的污水。海綿城市技術(shù)的作用是就地消納污染點源排放的污水，可用于流域水域藍線之外的所有區(qū)域。參照河道生態(tài)治理技術(shù)篩選的指標和權(quán)重，結(jié)合流域治理的特點和要求，從技術(shù)可行性、經(jīng)濟合理性和治理效果3個要素，以及對應的成熟度、實施難易、管理難易、見效周期、投資成本、運行成本、環(huán)境效果、生態(tài)效果和景觀效果9項指標對上述5項技術(shù)進行權(quán)重設(shè)計[22]，并對各個指標劃分“優(yōu)、良、中、差”4個級別，對應賦分為5分、4分、3分和1分，半定量評價上述5項技術(shù)的優(yōu)劣，經(jīng)分析推薦點源排污口處理、海綿城市技術(shù)和滾水壩3項技術(shù)，有條件推薦截污納管和分散式處理2項技術(shù)。

3.3.2過程阻斷

在過程阻斷技術(shù)體系中，篩選出緩沖帶、人工濕地、截洪溝、生態(tài)護岸和海綿城市技術(shù)5項共性技術(shù)。截洪溝和生態(tài)護岸界限清晰，是攔截外源污染進入水體的最后防線；緩沖帶和人工濕地形式多樣，功能也多樣，需求不同，設(shè)置也不同，兩者互為包含與被包含關(guān)系，主要功能是攔截外源污染物，并凈化地表徑流，減緩流域污染負荷壓力，也可用于流域上游的源頭點源污染控制。海綿城市技術(shù)屬于依托海綿城市建設(shè)的技術(shù)范疇，主要功能為“滲、蓄、滯、凈、用、排”，主要表現(xiàn)形式包括雨水花園、透水鋪裝、下沉綠地、生態(tài)草溝、人工或自然濕地等。海綿城市技術(shù)多以點狀設(shè)計，分布較散，尺度更大，可在流域上游源頭區(qū)域和中間過渡地帶的點狀區(qū)域?qū)嵤０吹?.3.1節(jié)評價方法，經(jīng)分析推薦生態(tài)護岸和海綿城市技術(shù)2項技術(shù)，有條件推薦緩沖帶、人工濕地和截洪溝3項技術(shù)。

3.3.3末端治理

在末端治理技術(shù)體系中，篩選出內(nèi)源清淤、原位凈化、物理曝氣、投撒生物菌劑和河道河床底面自然塑形5項共性技術(shù)。在流域水域藍線范圍內(nèi)使用的技術(shù)均應屬于流域末端治理的技術(shù)范疇，內(nèi)源清淤和原位凈化主要針對底泥污染問題；物理曝氣和投撒生物菌劑主要用于激活微生物凈水功能；河道河床底面自然塑形主要通過微地形重塑，增加生境的多元化進而提升水生生物的多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能完整性。按第3.3.1節(jié)評價方法，經(jīng)分析推薦原位凈化、物理曝氣和底面自然塑形3項技術(shù)，且在流域污染治理過程中主推原位凈化和物理曝氣技術(shù)，在流域生態(tài)系統(tǒng)重建過程中主推河道河床底面自然塑形技術(shù)。

3.3.4技術(shù)核心組合體系

通過對源頭控制、過程阻斷和末端治理常用技術(shù)的比選，推薦滾水壩、點源排污口處理、生態(tài)護岸、海綿城市技術(shù)、原位凈化、物理曝氣和河道河床底面自然塑形7項技術(shù)為核心技術(shù)。另外人工濕地造價高，可用于后期建設(shè)；分散式處理可短期應急施用；截污納管造價雖高，但控污效果突出，可貫穿流域治理全過程；緩沖帶和截洪溝在土地使用條件滿足的情況下可長期使用，截洪溝后期可改變?yōu)樯鷳B(tài)型溝渠。因此推薦以上12項技術(shù)作為技術(shù)核心組合。

從上述核心技術(shù)實施的空間分布看，截污納管還可用于污染物的過程阻斷，分散式處理還可用于流域末端水域藍線內(nèi)的水體凈化，滾水壩和點源排污口處理可用于除中間過渡地帶的所有區(qū)域；緩沖帶、人工濕地和海綿城市技術(shù)還可用于流域源頭點源污染控制。因此綜合考慮流域治理的時空特征，推薦在流域不同空間和不同時序上的技術(shù)核心組合體系如表4所示。

表4 技術(shù)核心組合體系Table 4 Core technology combination system

根據(jù)12項核心技術(shù)的特點及工程使用過程中的表現(xiàn)，針對其中分散式處理、緩沖帶、生態(tài)護岸、原位凈化、物理曝氣和河道河床底面自然塑形6項核心技術(shù)遴選出相應的有潛力的新型技術(shù)，包括立式混凝氣浮技術(shù)/高分子材料定制化凈水技術(shù)、新型旁路凈水濕地技術(shù)、塑鋼板樁/高陡坡綠植護岸技術(shù)、固載微生物技術(shù)、超微曝氣技術(shù)和近自然工法共8項技術(shù)，這些技術(shù)隨科技創(chuàng)新的進步需不斷優(yōu)化提升。在治理具體流域時，需根據(jù)對目標水體的水文、地質(zhì)、水質(zhì)、污染源等現(xiàn)狀調(diào)查和數(shù)據(jù)分析作出適當調(diào)整。

3.4 新時代流域水環(huán)境治理專項技術(shù)

3.4.1流域農(nóng)業(yè)面源污染治理技術(shù)

隨著“十三五”時期各大流域內(nèi)污水管網(wǎng)的快速建設(shè)和雨污分流排水體制的日趨完善，流域內(nèi)點源污染已得到控制，但地處流域上游的大量農(nóng)業(yè)面源尚未得到有效控制，可以預見農(nóng)業(yè)面源將是“十四五”時期乃至很長一段時間內(nèi)流域水環(huán)境治理中最重要的污染源之一。

流域農(nóng)業(yè)面源污染包括農(nóng)田典型污染物徑流污染、農(nóng)村雨污合流污染、農(nóng)村固體廢棄物污染等[23-25]。從源頭控制的層面看，上述面源污染的治理技術(shù)應著重優(yōu)化調(diào)整種植業(yè)結(jié)構(gòu)和畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)結(jié)構(gòu)，推行“種植業(yè)-養(yǎng)殖業(yè)”循環(huán)模式[26]，針對農(nóng)村村居分布格局實現(xiàn)局域性污水管網(wǎng)建設(shè)與小型污水處理設(shè)施的匹配性組合，并因地制宜加大生活垃圾中轉(zhuǎn)站建設(shè)；從過程阻斷的層面看，應加強緩沖帶配置、生態(tài)護岸設(shè)計及海綿城市技術(shù)的綜合使用；從末端治理的角度看，應加強對入河(湖)口污染物的強化去除，組合采用物理曝氣和高效固載微生物等技術(shù)及河湖水面保潔設(shè)備化等措施，實現(xiàn)流域農(nóng)業(yè)面源污染的全過程治理[27]。

3.4.2流域末端水質(zhì)改善技術(shù)

很多流域的末端處于城市建成區(qū)，且多以黑臭水體形式存在。雖然按照“水十條”要求，地級及以上城市建成區(qū)的黑臭水體在2020年底控制在10%以內(nèi)，但由于歷史原因，雨污合流制的城市排水體制仍大量存在，流域點源污染治理存在一定的滯后性，加之流域上游大量農(nóng)業(yè)面源污染的存在，對處于城市建成區(qū)的流域末端的水質(zhì)仍是潛在的巨大隱患[28]。

對于未完全納入市政污水管網(wǎng)的流域支流，遴選適宜的生態(tài)修復技術(shù)組合將是保障現(xiàn)階段流域末端治理整體長效性效果的關(guān)鍵。選取以污水處理廠尾水水質(zhì)提升及以排污口處理為代表的點源治理技術(shù)，以有條件構(gòu)建蜿蜒有度的自然岸線結(jié)構(gòu)及以構(gòu)筑人工岸灘+天然綜合型濕地作為旁路緩沖系統(tǒng)為代表的線性優(yōu)化技術(shù)，以全水域范圍內(nèi)的水體增氧+微生物活化組合處理及以河道河床底面自然塑形提升系統(tǒng)復氧能力為代表的面式修復技術(shù)，從點、線、面三個維度實現(xiàn)流域末端水質(zhì)改善和健康水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建。

3.4.3流域智慧化管理技術(shù)

流域治理的關(guān)鍵點在于如何有效治理好污染水體，并能保持長制久清。在流域治理過程中，應加強科學管理和高效管理，從“技術(shù)智慧化”到“管理智慧化”，建立流域智慧化管控系統(tǒng)作為新時代流域治理技術(shù)實施效果的保障，即構(gòu)建立體式的智能管理系統(tǒng)實現(xiàn)全流域水質(zhì)動態(tài)監(jiān)管，構(gòu)建流域水資源總量控制與定額管理指標體系、基于物聯(lián)網(wǎng)與云平臺的水環(huán)境監(jiān)測與預警系統(tǒng)、流域水環(huán)境智慧診斷評估系統(tǒng)和以GIS+BIM水環(huán)境模擬系統(tǒng)為代表的互聯(lián)網(wǎng)+流域管理模式等，這些技術(shù)將構(gòu)成智慧流域的關(guān)鍵技術(shù)。

4 結(jié) 語

流域水環(huán)境治理是多學科、多鏈條、多體系的系統(tǒng)工程，涉及理念、技術(shù)、工程、管理等多個環(huán)節(jié)。其中，流域水環(huán)境治理技術(shù)體系的科學構(gòu)建在全周期實踐過程中尤其重要，它上承治理的頂層理念設(shè)計，下接具體的方案設(shè)計和工程實施，其體系建設(shè)的合理性直接決定了流域水環(huán)境治理的成敗，當前相關(guān)研究還處于探索階段。本文對當前我國流域水環(huán)境治理過程中普遍存在的4個弊端進行了分析，針對這些弊端提出了指向性的治水方法(“四步法”)，并提出以“治理效果持久化、治理成本經(jīng)濟化、治理體系全局化”的“三化”理念作為流域水環(huán)境治理技術(shù)體系的核心理念，從理念和方法兩個層面闡述了新時代流域水環(huán)境治理的技術(shù)內(nèi)涵。

在技術(shù)體系建設(shè)層面，借鑒國內(nèi)外治理經(jīng)驗，結(jié)合我國水情，從源頭控制、過程阻斷、末端治理的空間維度和污染治理、生態(tài)修復的時間維度分類構(gòu)建了相應的治理技術(shù)子體系，并對3個空間維度的共性技術(shù)進行了多因素比選，推薦了12項技術(shù)作為技術(shù)核心組合，再通過對這些技術(shù)實施邊界的特征分析，形成了在流域不同空間和不同時序上的技術(shù)核心組合體系，并對當下熱點的流域農(nóng)業(yè)面源污染治理、流域末端水質(zhì)改善和流域智慧化管理3個專項技術(shù)體系初步構(gòu)建提出了新見解。

隨著國家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略等一系列國家頂層制度的出臺，可以預見在未來很長一段時間內(nèi)，自然、健康、循環(huán)的流域水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建的需求更加深入，流域水環(huán)境治理進入了新的時代，相應對治水技術(shù)的要求也將日益精準化、體系化。環(huán)保技術(shù)日新月異，作為治水的科技工作者和實踐者，應對治水新技術(shù)不斷探索，持續(xù)革新，以不斷更新的技術(shù)體系保障治水效果的穩(wěn)定，實現(xiàn)流域的可持續(xù)發(fā)展。