唐迎洲 劉克強

(1.淞際環(huán)境規(guī)劃設計(上海)有限公司,上海 200232;2.太湖流域管理局水利發(fā)展研究中心,上海 200434)

多年來,上海市把新發(fā)展理念作為一根紅線貫徹始終,在改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、踐行“雙碳戰(zhàn)略”、構建現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境治理體系等方面取得了靚麗的成績?！渡虾Ｊ谐鞘锌傮w規(guī)劃(2017—2035年)》提出了“建設卓越的全球城市,令人向往的創(chuàng)新之城、人文之城、生態(tài)之城”的目標愿景,對上海推動高質(zhì)量發(fā)展、創(chuàng)造高品質(zhì)生活提出了更高要求。

縱觀人類文明演進的歷史維度和水生態(tài)問題的現(xiàn)實維度,作為重要的自然資源和生態(tài)要素,水在保障人類發(fā)展和維護生態(tài)穩(wěn)定中發(fā)揮了核心作用。上海因水而生、依水而興。治水,不僅是上海建設生態(tài)之城的重要內(nèi)容,更是落實生態(tài)文明建設、重塑城市公共空間、加強城市治理等工作的重要載體。本文立足近10年上海城市建設(包括生態(tài)島建設、海綿城市建設)、水務發(fā)展(河網(wǎng)水系、水源地、市政排水),梳理分析了上海治水與生態(tài)建設的融合情況。

1 生態(tài)島建設

崇明島是世界上最大的河口沙島,形似春蠶,地處長江三角洲的前緣,歷有“大江門戶”之美譽。作為上海市21世紀可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略空間,崇明也是全國沿海大通道的重要組成部分。2001年國務院批準的《上海市城市總體規(guī)劃(1999—2020年)》中,明確將崇明島建設為生態(tài)島,是改善上海市整體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的重要任務之一,自此崇明島開啟了生態(tài)發(fā)展的探索之路。2005年,市政府批準了《崇明三島總體規(guī)劃(2005—2020年)》,將崇明島定位為綜合生態(tài)島。2007年提出,要堅持高起點、高標準,扎扎實實推進崇明生態(tài)島建設,把崇明建成生態(tài)示范區(qū),建成水清、氣潔、林茂、土凈、環(huán)境宜人的生態(tài)島嶼。為更好地支持崇明生態(tài)島建設,2010年,上海市開展了“崇明生態(tài)島建設指標體系研究”,并發(fā)布了《崇明生態(tài)島建設綱要(2010—2020年)》白皮書,提出了涉及生態(tài)健康、環(huán)境友好、經(jīng)濟高效、社會和諧、管理科學5個方面的崇明生態(tài)島建設指標體系和27個核心指標及閾值,其中包括水源地水質(zhì)達標率、骨干河道水質(zhì)達標率和城鎮(zhèn)污水處理率3個水務類指標[1]。經(jīng)過10余年的建設,各項指標均高質(zhì)量完成。崇明生態(tài)島建設中水務類指標達標情況見表1。2022年1月,上海市政府印發(fā)《崇明世界級生態(tài)島發(fā)展規(guī)劃綱要(2021—2035年)》,將“建設美麗河湖”作為推動生態(tài)能級高標準躍升的第一項工作。

表1 崇明生態(tài)島建設中水務類指標達標情況 單位:%

2 城市建設中的生態(tài)

上海是我國城市化進程最早也是最快的城市之一,但由于20世紀對生態(tài)認識的不足,開發(fā)重于保護,造成明顯的地面硬質(zhì)化等問題。在以上海中心城區(qū)為典型的上海城市內(nèi)部層面與城市外部層面上,均呈現(xiàn)城市發(fā)展空間面積規(guī)模的增長和生態(tài)空間面積規(guī)模的縮減,導致城市內(nèi)澇、水質(zhì)惡化等生態(tài)環(huán)境問題[2-3]。進入21世紀,上海市各界開始反思城市發(fā)展,圍繞城市生態(tài)建設進行了廣泛而深入的探索,從《上海市城市總體規(guī)劃(1999—2020年)》開始,上海市編制了一系列的綠地、林地和濕地的專項規(guī)劃以保障生態(tài)空間的建設實施。其中,海綿城市規(guī)劃建設與治水關系尤為密切。

2.1 海綿城市理念

海綿城市是實現(xiàn)城鎮(zhèn)化和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的重要途徑,更是生態(tài)文明建設的重要組成部分。海綿城市理念源于發(fā)達國家雨水綜合管理、低影響開發(fā)(LID)等理念,很多相關技術也在國外得到了很好的應用。海綿城市建設技術具有很強的地域性,一個城市的自然條件、經(jīng)濟條件、社會條件,甚至人們的生活習慣都會對相關技術的應用造成影響。

上海市高度重視海綿城市建設,鑒于全市地下水位高、土地利用率高、不透水面積比例高和土壤入滲率低(即“三高一低”)等顯著區(qū)域特點,根據(jù)海綿城市建設技術指南的要求,結(jié)合上海市的實際情況和浦東臨港等區(qū)域的海綿城市建設試點情況,形成了符合上海市需求的海綿城市建設技術體系[4]。如?在宏觀層面,將海綿城市的建設要求寫入了新一輪城市總體規(guī)劃,明確了近遠期的建設目標;?在技術層面,上海市七部門聯(lián)合印發(fā)《上海市海綿城市建設指標體系(試行)》(滬建聯(lián)管〔2015〕834號)和相關技術文件,2019年出臺了地方標準《海綿城市建設技術標準》(DG/TJ 08-2298—2019)和《海綿城市建設技術標準圖集》。

相關研究表明[5-6],上海市自開展海綿城市建設以來,通過區(qū)域內(nèi)澇風險評估和積水原因分析,結(jié)合海綿措施,從源頭削減、豎向控制、河道水位控制、排澇泵站設置等方面,構建源頭減排、排水管渠、排澇除險、應急管理的區(qū)域水安全保障系統(tǒng),降低了區(qū)域徑流系數(shù)、控制住了面源入河量,有效降低了區(qū)域積水和內(nèi)澇風險,“逢雨易黑”的現(xiàn)象也得到明顯改善。

2.2 雨水排水+海綿城市

上海市雨水排水模式分為強排和自排兩種。強排模式指雨水經(jīng)雨水管道收集后,集中由雨水泵站提升后外排,該排水模式涉及排水管網(wǎng)和泵站;自排模式是指雨水分散收集,多頭就近自流排入河道,該排水模式分為自流排水模式和圩區(qū)排水模式。為更好地提升防汛安全保障能力和水環(huán)境質(zhì)量,市政府批復了《上海市城鎮(zhèn)雨水排水規(guī)劃(2020—2035年)》,提出“主城區(qū)(含中心城)及新城5年一遇、其他地區(qū)3年一遇的排水標準”以及“對初期雨水的截流標準:合流制不低于11mm,分流制不低于6mm”的雨水排水規(guī)劃建設要求。但目前全市絕大部分區(qū)域的雨水排水能力僅為1年一遇,受制于用地緊張、施工對周邊居民影響大等因素,很難全部采用管道翻改建的方式來實現(xiàn)提標。為確保雨水排水系統(tǒng)達標,該規(guī)劃結(jié)合海綿城市提出如下綜合舉措:

a.借鑒國際經(jīng)驗,結(jié)合上海平原感潮河網(wǎng)和高度城市化的特點,根據(jù)城市發(fā)展和排水設施建設情況,推進綠色源頭削峰、灰色過程蓄排、藍色末端消納、管理提質(zhì)增效,因地制宜,多措并舉,總體形成“1+1+6+X綠灰交融,14片藍色消納”的規(guī)劃布局?！熬G”是海綿設施的運用和深化,指在源頭建設的雨水蓄滯削峰設施,如設置在綠地、廣場、小區(qū)的中小型調(diào)蓄設施和雨水花園、植草溝、生物滯留設施等,具有生態(tài)、低碳等特征;“灰”指市政排水設施,包括管網(wǎng)、泵站以及大型調(diào)蓄設施等;“藍”指增加河湖面積、打通斷頭河、底泥疏浚、控制河道水位、提高排澇泵站能力等;“管”指管網(wǎng)檢測、修復、完善、長效養(yǎng)護等精細化、智慧化管理措施。

b.初雨治理。自排地區(qū)以“自然凈化”為主,雨水采用多點分散方式自流排放入河,初期雨水治理方式主要是通過建設海綿設施對初期雨水進行截流、凈化,進行生態(tài)治理。強排系統(tǒng)是以“工程凈化”為主,并兼顧海綿設施的截流、凈化,按初期雨水截流標準開展初期雨水污染治理,在此基礎上,提出區(qū)域污水處理廠應滿足1.5倍日均污水量穩(wěn)定達標的要求,并按此進行用地控制。

3 水務發(fā)展中的生態(tài)理念

3.1 水源地生態(tài)發(fā)展

目前,上海市基本建成陳行水庫、青草沙水庫、東風西沙水庫、金澤水庫四大水源地,“兩江并舉、集中取水、水庫供水、一網(wǎng)調(diào)度”的水源地格局已經(jīng)形成。四大水源地原水供水規(guī)模達到1312.5萬m3/d。但細細分析四大水源地的建設歷程,就可以理解生態(tài)理念是如何融入其中的。

3.1.1 陳行水庫水源地

陳行水庫水源地是上海市第一座封閉式水源地,一期工程于1992年6月竣工。它的建成結(jié)束了上海市以黃浦江作為唯一水源的歷史,是上海開發(fā)利用長江水源的重要里程碑。因陳行水庫位于長江口附近,屬于長江邊灘水庫,一旦遭遇咸潮,海水倒灌便會影響水庫水質(zhì)。陳行水庫采取“避咸蓄淡、避污蓄清”的方式,每年枯水季當長江口水體含氯度超標不宜取水時,通過水庫的預蓄水量保證城市正常供水。陳行水庫總庫容約950萬m3,水體面積133萬m2,最大水深約8m。俯瞰陳行水庫,可以發(fā)現(xiàn)其平面形狀呈矩形,像是一個巨大的方形蓄水池,庫區(qū)基本無生態(tài)設施。

3.1.2 青草沙水庫水源地

自20世紀90年代開始,為解決上海城市供水總量、飲用水水質(zhì)和供應安全三大難題,相關部門組織開展了十多年全面系統(tǒng)的研究論證,決定在長江口南北港分流口下方、長興島北側(cè)建設青草沙水庫,2010年該水庫建成,設計有效庫容為4.35億m3,供水能力為719.0萬m3/d。相比陳行水庫,青草沙水庫在設計以及后期的運行管理摸索中融入了多種生態(tài)理念,如?為提高水庫自凈能力和預防水體富營養(yǎng)化,考慮了水庫水體的合理停留時間;?除咸潮入侵期采用水泵搶引外,大部分時間段均利用潮汐動力,通過水閘取水,具有調(diào)度靈活、運行成本低廉的優(yōu)勢;?在水庫運行過程中,通過研究摸索,推進水庫生態(tài)系統(tǒng)構建,自2013年起,根據(jù)水庫水生生物的變動,適量投放鰱、鳙等魚類,2017年開始建設生態(tài)護坡,種植濕生植物、挺水植物,并在坡腳配置了一定面積的沉水植物群落等[7]。

3.1.3 東風西沙水庫水源地

東風西沙水庫水源地是崇明生態(tài)島建設的重要支撐,近期供水規(guī)模為21.5萬m3/d,遠期為40.0萬m3/d。水庫選址于長江口南支上段、崇明本島與東風西沙島夾泓,利用東風西沙夾泓及北側(cè)崇明大堤、南側(cè)東風西沙圈圍加固,新建東、西大堤圍合而成,設計成河道型水庫,并通過庫型優(yōu)化和庫盆塑造減少緩流區(qū),避免水體富營養(yǎng)化。工程布置最大限度地保留了原有崇明大堤及東風西沙島圍堤沿線及島內(nèi)綠化,在不影響近期庫容及蓄水位的情況下保留現(xiàn)有庫內(nèi)灘地。管理區(qū)平面布置采用“濕地島”的設計概念,人工配置的植物群落自然和諧,充分體現(xiàn)出人與環(huán)境相和諧的內(nèi)涵,符合崇明島作為國際生態(tài)島的理念。水庫在建設前后均開展了生態(tài)系統(tǒng)調(diào)查:在水庫建設前,區(qū)域潮灘植被以蘆葦為主,是崇明島現(xiàn)存幾片面積較大且較完整的蘆葦群落之一;2014年水庫建成通水后再次開展的生態(tài)調(diào)查表明,庫區(qū)水陸交錯帶的挺水植物群落主要有蘆葦群落和水燭群落,并以蘆葦為優(yōu)勢種類[8]。

3.1.4 金澤水庫水源地

為改善黃浦江供水系統(tǒng)水質(zhì),2016年12月黃浦江上游太浦河金澤水庫建成通水,供水規(guī)模為351.0萬m3/d。金澤水庫位于典型平原河網(wǎng)地區(qū),受上游河網(wǎng)來水水質(zhì)成分復雜等因素影響,存在季節(jié)性藻類、微量有機污染物檢出等水質(zhì)問題。針對這些問題,在庫形小、流量大、停留時間短等限制因素條件下,金澤水庫運用生態(tài)處理技術,建設強化預處理區(qū)、生態(tài)凈化區(qū)、生態(tài)蓄水區(qū),并在庫周有針對性地進行水生態(tài)系統(tǒng)建設,形成庫周凈化帶。預處理區(qū)突出水質(zhì)初步凈化功能,以設置物理凈化+生物接觸氧化技術為主;生態(tài)凈化區(qū)突出水質(zhì)強化凈化功能,為庫區(qū)水生態(tài)系統(tǒng)修復提供必備的生境;生態(tài)蓄水區(qū)在生態(tài)凈化區(qū)處理之后,以設置水質(zhì)維持技術為主,防止水體富營養(yǎng)化的發(fā)生。目前,水庫植被主要為人工種植的挺水植物,包括旱傘草、蘆葦、千屈菜、水蔥等。另外,為更有效地控制藻類水華,通過放養(yǎng)鰱、鳙魚進行魚類水質(zhì)凈化調(diào)控,控藻效果良好[9]。

3.2 河湖水系生態(tài)發(fā)展

河湖水系不僅關乎城市面貌的提升,更是彰顯城市文明的重要手段。河道及沿河陸域環(huán)境整治,不僅是“生態(tài)之城”建設的重要內(nèi)容,更是落實生態(tài)文明建設、重塑城市公共空間、加強城市治理、推進城市更新和海綿城市建設等新發(fā)展理念的重要載體?！渡虾Ｊ谐鞘锌傮w規(guī)劃(2017—2035年)》提出了將河湖水面率提升至10.5%的規(guī)劃目標要求。近年來,上海市水務部門按照控規(guī)劃、?，F(xiàn)狀、挖潛力、增新量、建機制、嚴考核的綜合工作思路,提出了河湖水面率達標路徑,將全市河湖水面積從2017年的620.98km2增至2021年的649.21km2,升幅為4.5%。2017—2021年上海市河湖水面變化見圖1。

圖1 2017—2021年上海市河湖水面變化

河湖水面率的增加,提高了全市河網(wǎng)水系的調(diào)蓄能力、水環(huán)境容量,有利于促進全市生態(tài)文明建設。典型舉措包括如下3種:

a.嚴格法律約束,保證河湖水面率增長。2016年,上海市第十四屆人民代表大會常務委員會第二十七次會議決定,將《上海市河道管理條例》第二十七條第二款修改為“確因建設需要填堵河道的,建設單位應當委托具有相應資質(zhì)的水利規(guī)劃設計單位進行規(guī)劃論證,并報市人民政府批準”。

b.規(guī)劃宏觀約束,分片分區(qū)細化指標要求。為更好地推進規(guī)劃河湖水面積指標落實,經(jīng)市政府批復的《上海市防洪除澇規(guī)劃(2020—2035年)》明確了14個水利分片和全市16個行政區(qū)的規(guī)劃河湖水面率控制指標(見表2和表3),并逐年進行考核和公示。

表2 上海市各水利片規(guī)劃河湖水面率

表3 上海市各行政區(qū)規(guī)劃河湖水面率

c.制定技術文件,指導河道規(guī)劃設計工作。2018年12月,上海市規(guī)劃和自然資源局、市水務局聯(lián)合印發(fā)《上海市河道規(guī)劃設計導則》,從上海市城市發(fā)展和實際需求出發(fā),結(jié)合地域特點,針對河道及沿線陸域的規(guī)劃、設計、建設和管理進行了積極探索。

3.3 污水污泥治理生態(tài)發(fā)展

3.3.1 污水收集處理

經(jīng)過多年的發(fā)展建設,目前上海市已基本形成治污為本、截污為先、標本兼治的水環(huán)境保護體系,全市污水治理形成石洞口、竹園、白龍港、杭州灣、嘉定及黃浦江上游、崇明三島六大污水治理區(qū)域。截至2020年底,全市共有污水處理廠42座,處理能力為840.3萬m3/d,尾水排放標準全部達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918—2002)一級A及以上。為進一步提升尾水水質(zhì),上海部分污水處理廠已經(jīng)在尾水排口增建了生態(tài)濕地工程。另外,為進一步提升污水輸送、處理的保障能力,目前上海市正在大力推進連通管工作,即在污水排放系統(tǒng)間設置連通管,實現(xiàn)污水流量調(diào)配和事故時跨區(qū)域輸送,提高污水系統(tǒng)安全保障率。

3.3.2 污泥處理處置

在大力推進污水收集處理的同時,全市也在全力推進泥水同治(污泥是指排水設施產(chǎn)生的污泥,包括污水處理廠污泥、城市排水管道通溝污泥及雨污水泵站柵渣)。截至2020年底,全市污泥處理設施19座、設計規(guī)模為1476tDS/d;另外,建成12座設計規(guī)模共計21萬t/a的通溝污泥處理站。近年來,上海市相關部門和研究機構對污泥有機質(zhì)、養(yǎng)分、熱值、重金屬和微生物等指標進行了測定,分析了全市污水處理廠污泥的可利用情況。結(jié)果表明,不同區(qū)域污泥的養(yǎng)分含量、有機質(zhì)含量、微生物指標、重金屬含量差異較大[10-12]。

全市污泥處理處置遵循“處置決定處理,處理滿足處置,處置方式多樣,處理集約節(jié)約”的總體原則,針對城市土地資源緊張、人口密度大、經(jīng)濟較發(fā)達的特點,污泥處理處置方式以獨立焚燒后建材利用、統(tǒng)籌利用、協(xié)同焚燒為主,兼顧好氧發(fā)酵后土地利用,以深度脫水后衛(wèi)生填埋作為污泥應急保障[13]。目前,中心城區(qū)污水廠污泥獨立焚燒產(chǎn)物灰渣(非危廢)均已進行資源化利用(處理后作為水泥攪拌骨料),郊區(qū)污水廠污泥以電廠摻燒與垃圾協(xié)同焚燒為主,全市污水廠污泥資源化利用率已達89.1%。下階段將著重推進郊區(qū)污泥獨立焚燒產(chǎn)物灰渣(非危廢)的資源化利用工作。《上海市排水“十四五”規(guī)劃》將污水廠污泥資源化利用率作為約束性指標,“十四五”末閾值不小于98.0%。

3.3.3 污水資源化利用

目前,上海市污水資源化利用主要有污水處理廠尾水資源化利用、工業(yè)園區(qū)水資源梯級利用等,2020年全市污水資源化利用總量為1390.42萬m3。為進一步優(yōu)化用水結(jié)構、保障水生態(tài)安全,上海市發(fā)展改革委、市水務局等十部門聯(lián)合印發(fā)《上海市推進污水資源化利用實施方案》(滬發(fā)改環(huán)資〔2022〕6號),明確提出城鎮(zhèn)生活、工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)農(nóng)村污水等重點領域污水資源化利用方向、重點任務和近遠期目標。

4 結(jié) 語

為支撐上海市經(jīng)濟社會可持續(xù)健康發(fā)展,上海市的城市規(guī)劃建設也在理念和技術上逐步轉(zhuǎn)變。在新一輪的城市發(fā)展中,對標全球城市的發(fā)展目標,上海市在生態(tài)空間規(guī)劃中應積極應對生態(tài)效益提升、空間結(jié)構優(yōu)化、休閑需求提升以及生態(tài)安全保障等技術要求。治水工作,不僅關乎城市面貌的提升,更是彰顯城市生態(tài)文明的重要手段,上海水務工作始終圍繞“+生態(tài)”的理念,已基本建立一套符合上海市實際特點和行業(yè)發(fā)展需求的生態(tài)治水綜合舉措?！?/p>