原創(chuàng)論文|城市河湖水體綜合整治與品質(zhì)提升技術研究及示范應用
摘要:城市河湖水體水質(zhì)的下降、水體景觀與生態(tài)功能的缺失,對城市水體生態(tài)功能和人居環(huán)境品質(zhì)的提升造成了嚴重影響。在全面推進生態(tài)文明建設和美麗中國實現(xiàn)的新時代背景下,如何構建適合于我國城市河湖水體綜合整治和功能品質(zhì)提升的系統(tǒng)性解決方案迫在眉睫。隨著國家水體污染控制與治理科技重大專項的實施,經(jīng)過一系列城市河湖水體監(jiān)測、評估、治理與修復技術的研發(fā)與示范應用,總結(jié)凝練出“城市水體監(jiān)測評估—污染負荷控制—水體水質(zhì)提升—生態(tài)功能恢復”的全鏈條技術體系,有效解決了我國城市河湖水環(huán)境監(jiān)測評價、水污染控制、水環(huán)境整治、水生態(tài)恢復的技術問題。在天津、重慶、安徽等重點流域、區(qū)域的示范應用驗證了水專項技術成果的系統(tǒng)性和實用性,促進了城市河湖水體整治技術的發(fā)展與規(guī)模化應用,為我國城市水環(huán)境工程相關科研、設計、建設、運維和監(jiān)管人員提供了可參考借鑒的技術方案和工程經(jīng)驗。
鄭興燦
工學博士,教授級高級工程師,主要從事城市污水處理與資源化利用、城市水環(huán)境治理與海綿城市建設、綠色市政基礎設施設計研究。
01
研究背景
隨著我國生態(tài)文明建設、美麗中國建設、《水污染防治行動計劃》等重大戰(zhàn)略部署的提出與全面推行,對城鄉(xiāng)人居生態(tài)環(huán)境質(zhì)量提升,尤其是消除建設和發(fā)展過程給自然環(huán)境帶來的不利影響方面,提出了越來越高的能力與品質(zhì)要求。在城鎮(zhèn)化發(fā)展進程中,首先要做到合理規(guī)劃、科學實施、綠色低碳,同時兼顧自然水生態(tài)環(huán)境健康和滿足城市功能需求;其次,要對點源、面源、內(nèi)源等各種污染源施行全過程、全時空、系統(tǒng)性的動態(tài)科學管控,對受污染和功能受損的水體進行綜合整治、生境修復與生態(tài)恢復。
“十一五”期間,通過國家水體污染控制與治理科技重大專項相關項目的實施,在城市水污染控制、水體治理和水生態(tài)環(huán)境修復等方面突破了一系列關鍵技術并進行了示范驗證。“十二五”“十三五”期間,重點攻克了針對城市水污染、城市黑臭水體、富營養(yǎng)化湖庫的綜合治理技術,經(jīng)過關鍵技術落地示范,篩選出切實有效的技術方法并進行集成示范,結(jié)合區(qū)域水環(huán)境及城市化效應、自然水循環(huán)與社會循環(huán)良性耦合、水污染控制與景觀生態(tài)構建等方面研究,凝練總結(jié)出城市河湖水環(huán)境系統(tǒng)性治理的集成技術體系、成套技術方法和核心裝備產(chǎn)品,為我國城市河湖全面治理提供了切實可行的系列解決方案。
02
城市河湖水環(huán)境問題分析
城市河湖水體是流域水系的重要組成部分,是水污染控制的關鍵節(jié)點和景觀生態(tài)修復恢復的難點所在。由于較粗放的快速城鎮(zhèn)化發(fā)展,城市河湖受到的人為擾動和污染物影響更為強烈,更具時空動態(tài)不確定性,其自然景觀與水生態(tài)系統(tǒng)遭到的破壞更為嚴重,缺水、水質(zhì)污染和富營養(yǎng)化問題普遍存在。從構成要素上,城市河湖水環(huán)境主要涉及城市自然生物賴以生存的水體環(huán)境、抵御洪澇災害的韌性能力、水源的供給與來源、水體動態(tài)水質(zhì)水量、涉水工程及附屬設施、水陸整體人文景觀、與周圍環(huán)境和諧程度等諸多方面。
2.1城市河湖水環(huán)境質(zhì)量狀況
圖1為2006年以來我國城市水體的國控斷面水質(zhì)演變情況。
圖12006年—2020年我國城市水環(huán)境(國控斷面)水質(zhì)演變
由圖1可知,2006年—2008年地表水Ⅳ~劣Ⅴ類水的占比偏大,主要污染指標為COD、氨氮、總氮和總磷。2008年之后,國家水體污染控制與治理科技重大專項開始實施,與此同時,各地落地建設了一大批水污染治理和水環(huán)境整治工程項目?梢钥闯,城市水體國控斷面的Ⅰ~Ⅲ類水占比逐年增加,由“十一五”初期的53%提升至“十三五”末期的80%,斷面Ⅳ類水占比由9%提升至18%,Ⅴ類、劣Ⅴ類水占比大幅度降低到2%。表明我國城市水環(huán)境質(zhì)量已呈現(xiàn)總體向好的趨勢,城市水生態(tài)系統(tǒng)也開始得到改善。但需要特別提及的是,我國城市水體非國控斷面的水環(huán)境質(zhì)量遠低于國控斷面,城市建成區(qū)水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量明顯低于流域水系的干流及主要支流。
2.2主要問題分析
造成我國城市水環(huán)境問題的成因無疑是非常復雜的,但最主要的原因是城市面積和居住人口的快速膨脹,加上忽視城市水環(huán)境容量的有限性和生態(tài)承載的脆弱性,引發(fā)城市水污染負荷的嚴重超載、水生態(tài)環(huán)境的嚴重透支。歸納起來,構成我國城市河湖水體問題的關鍵原因主要包括以下幾個方面:
①城市污染負荷遠超水環(huán)境承載力
我國城市建成區(qū)規(guī)?焖贁U展,城市人口密度大,大量生活污水、工業(yè)廢水、地表徑流沒有得到充分的污染物削減,不僅造成城市水體嚴重水環(huán)境問題,也對流域水環(huán)境構成威脅。其一,生活污水量逐年增加,排水設施建設老舊,混錯接和不配套現(xiàn)象普遍存在,污水直排問題仍然不同程度存在;管網(wǎng)破損致使外水入流入滲,處理設施進水流量增加、污染物濃度偏低;部分設施運行維護不到位;部分處理出水難以滿足水體補水水質(zhì)要求,影響城市河湖水體水質(zhì),甚至導致城市水體黑臭。其二,城市快速擴張導致洪澇頻發(fā)和汛期流量及峰值增高,帶來明顯的面源污染和洪澇災害;污水管網(wǎng)和處理廠的能力有限,降雨期存在污水漫溢現(xiàn)象;近年極端氣候帶來疊加效應,雨季污染加重、洪澇加劇。其三,我國城市工業(yè)發(fā)展迅速,同時排放出大量工業(yè)廢水,是城市水環(huán)境的主要污染源之一,高度工業(yè)化的城市區(qū)域,污染負荷超過生活源。
②城市水生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)損傷嚴重
近20多年來,城市建設規(guī)模的快速擴張,還帶來一定程度的土地不合理開發(fā)利用,城市水系統(tǒng)被人為破壞和不合理改變,河湖水域岸線、生態(tài)緩沖帶、水源涵養(yǎng)區(qū)、自然保護區(qū)等經(jīng)常被侵占,圍墾湖泊、填湖造地、河湖濕地退化萎縮等問題突出,森林、草原和濕地等自然生態(tài)用地面積不斷減少,生態(tài)空間受到擠占,部分河道被水庫、涵閘、泵站、漫水壩占據(jù),水生態(tài)流量保障不足。加上水資源過度開發(fā),大量工業(yè)廢水及生活污水排放,導致城市水生態(tài)系統(tǒng)遭到不同程度的破壞,有的城市水生態(tài)系統(tǒng)甚至難以恢復。
③城市水質(zhì)型和資源型缺水突出
我國絕大部分城市存在水質(zhì)型缺水或資源型缺水問題,其中,點源和面源污染物排放量大大超出城市水環(huán)境容量。由于普遍缺乏優(yōu)質(zhì)的補水水源,城市水源受到不同程度的污染,這是導致城市水質(zhì)型缺水的主要原因。對水資源不合理的開發(fā)利用,再加上城市本身水資源的匱乏,是城市資源型缺水的重要原因。
④城市存在多種類型的水安全隱患
一方面,部分城市的飲用水安全存在隱患,飲用水水源布局和結(jié)構存在重大風險。城市取水口和企業(yè)排污口在空間布局上交叉分布,部分飲用水源地保護區(qū)范圍及保護區(qū)周圍臨近區(qū)域存在工業(yè)企業(yè)及排污口。城市水源結(jié)構存在風險,缺少備用水源,城市飲用水水源地水質(zhì)風險較高。另一方面,由于城市密集的工業(yè)生產(chǎn)活動和較高的人口密度,大量新污染物在城市水體中被檢出,構成潛在的生態(tài)安全與健康風險。
⑤全面治理亟需法規(guī)與標準引領
城市污染源排查和解析不夠全面,污染源控制與水質(zhì)響應機理不夠清晰,技術選擇的連續(xù)性和持續(xù)性及適配度不夠。城市河湖水體水質(zhì)與功能的評價標準不健全,功能定位和水質(zhì)水量要求不夠準確,難以客觀體現(xiàn)城市河湖水體的特征和目標要求,阻礙合理技術的選擇與實施。城市河湖水體生態(tài)修復技術仍存在水質(zhì)改善效果不佳、監(jiān)管體系不完善、系統(tǒng)性不夠強等問題,無法對城市水體修復提供科學、精準、系統(tǒng)的政策引領和技術指導,在技術方案制定、工程實施和運維管控過程中存在較多的認識誤區(qū)與不正確行為。
03
城市河湖水體綜合整治技術體系構建
城市河湖水體綜合整治與品質(zhì)提升技術體系框架結(jié)構如圖2所示。構建的技術體系著重強調(diào)從“水體監(jiān)測評估—污染負荷控制—水體水質(zhì)提升—生態(tài)功能恢復”的全鏈條過程,為我國城市河湖水體的綜合整治和品質(zhì)提升提供較系統(tǒng)的完整的技術解決方案。
圖2城市河湖水體綜合整治與品質(zhì)提升技術體系框架
①城市水體監(jiān)測評估
對于水體監(jiān)測,先前主要基于傳統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測方法進行水質(zhì)分析。隨著信息技術的發(fā)展,遙感和無線傳感器技術已應用于城市水體監(jiān)測,能夠快速獲得河流、湖泊等水體的宏觀水文水質(zhì)數(shù)據(jù)。我國針對城市水體監(jiān)測需求研發(fā)了污染溯源預警儀、特征污染物監(jiān)測儀等設備,提升了國產(chǎn)溯源預警設備的精度、準確度及市場占有率。對于城市水體評估,先前主要沿用基于大尺度水環(huán)境的水質(zhì)單因子評價法和綜合污染指數(shù)法,隨著水質(zhì)評價模型的發(fā)展,水質(zhì)模型逐漸應用于不同城市水體的評估。其中,基于城市內(nèi)湖景觀功能綜合評價的指標體系(WQI),以及基于吸收光譜掃描(SPI)與水體表觀質(zhì)量指數(shù)(SQI)的河道水質(zhì)感觀質(zhì)量評價體系等,彌補了以《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB 3838—2002)進行城市水體質(zhì)量評價所存在的不足。
②城市污染負荷控制
對于水污染負荷控制,早先主要通過截污方式對入河入湖污染物進行控制,隨著排水管網(wǎng)的逐步完善,生活點源污染逐步得到控制,從而更加注重面源污染削減和內(nèi)源污染治理。隨著水污染負荷控制技術的發(fā)展,水專項開發(fā)了“水生+濕生”植物穩(wěn)定群落構建及優(yōu)化配置、河湖底質(zhì)生物活性多層覆蓋等外源阻斷與內(nèi)源治理關鍵技術、生態(tài)護岸和近岸帶改造等10余項技術。技術成果的工程實施有效消除了內(nèi)源污染,推動由工程清淤為主到生態(tài)阻斷為先的技術升級。采用生態(tài)類技術控制水體污染負荷,并開發(fā)了無污染的新型環(huán)保材料,環(huán)境性能提高,但由于底泥疏浚等設備能耗仍然較高,成套技術研究和總體經(jīng)濟性能還有待提升。
③城市水體水質(zhì)提升
針對城市水體黑臭和富營養(yǎng)化的治理技術包括生態(tài)浮床、曝氣復氧、人工濕地、生物接觸氧化和混凝沉淀等。早期以生態(tài)浮床和曝氣復氧為主,傳統(tǒng)生態(tài)浮床主要采用有浮力的竹質(zhì)、木質(zhì)或塑料材料搭建,并通過較易控制的水面浮葉植物來實現(xiàn)對水下藻類的間接控制。目前已經(jīng)開始智能生態(tài)浮床等相關技術的研發(fā),并開發(fā)了復合型生態(tài)浮島。曝氣復氧由傳統(tǒng)機械曝氣轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N曝氣技術聯(lián)合,同時與土木工程結(jié)合進行曝氣復氧。人工濕地、生物接觸氧化等技術已經(jīng)常用于水體整治工程,目前已經(jīng)出現(xiàn)了多級復合型人工濕地、高負荷人工濕地等類型,基質(zhì)填料也相繼采用礦石、生物炭和復合輕質(zhì)填料等新材料,植物配置變得更加多元化,水力條件多流態(tài),處理功能復合化。生物接觸氧化工藝改進較多,如分段進水、間歇曝氣等。水專項產(chǎn)出的多項水體水質(zhì)提升技術,大部分為集成技術,具有顯著的水體水質(zhì)改善效果。
④城市水體生態(tài)功能恢復
針對城市水體普遍滯流緩流、景觀缺失、生態(tài)功能不足的問題,主要采用水力調(diào)控和水生態(tài)恢復技術。水力調(diào)控技術主要通過增強水體流動性,增加溶解氧含量來保持水質(zhì),早期主要通過機械復氧,現(xiàn)在通常采用(太陽能)噴泉復氧、多級溢流壩復氧,提升水體流速的同時協(xié)同景觀功能。水生態(tài)恢復技術以前主要為生物控制方法,利用浮游植物與大型植物的競爭態(tài)勢來改變水體生態(tài)狀況,還有制備環(huán)境友好型光敏材料投加到水體中抑制藻類。目前開始采用生物操縱技術,包括非經(jīng)典和經(jīng)典生物操縱,以及與其他技術組合,例如水生植物-非經(jīng)典生物操縱和微生物-水生植物強化等技術,有效恢復水體生態(tài)與景觀功能。
04
工程示范應用案例總結(jié)
針對不同地域特征及類型的城市水體問題,采取因地制宜的水污染控制、水體水質(zhì)改善和生態(tài)功能提升技術。由于面臨的不是單一的問題,而是多種因素的綜合疊加影響,因此,結(jié)合水專項示范工程及推廣應用中具有代表性的集成技術成果,選擇山地城市河湖水環(huán)境治理實踐、缺水城市新型水環(huán)境系統(tǒng)構建、水鄉(xiāng)城鎮(zhèn)水體治理與景觀提升、北方沿海地域大型景觀濕地公園治理等方面的案例,進行總結(jié)分析。
4.1重慶園博園龍景湖水質(zhì)保障技術綜合示范
重慶園博園龍景湖水質(zhì)保障技術綜合示范工程(見圖3、4),主要針對山地湖泊換水周期長、流速緩慢、湖灣易發(fā)富營養(yǎng)化等問題,從水質(zhì)監(jiān)測、污染源控制、水質(zhì)提升及生態(tài)功能恢復四個方面實施治理工程,在一定程度上控制了污染源流入,強化了水體的自凈能力,有力保證了園博園龍景湖水體的水質(zhì),工程完成后龍景湖主要水質(zhì)指標達到地表Ⅳ類水體水質(zhì)要求。
綜合示范應用工程研究突破了大坡度徑流污染物控制、微型水景滯存凈化、溢流雨污水坑塘-濕地梯級凈化等污染物輸入控制關鍵技術,在園博園龍景湖整體示范應用中解決了山地徑流水力負荷大、污染負荷削減難的問題。構建了旋轉(zhuǎn)式納水-復氧-凈化系統(tǒng),在強化水體循環(huán)的基礎上實現(xiàn)原位水質(zhì)提升,突破了湖庫水體低能耗循環(huán)及凈化技術,節(jié)省能耗 15%~25%;通過回水區(qū)人工強化復氧技術示范工程,庫灣的溶解氧濃度平均提高44.8%,有效降低了水體COD和氨氮濃度,提升了水域自凈能力,顯著抑制了該區(qū)域藻類聚集生長。通過湖庫健康水生態(tài)系統(tǒng)構建技術示范工程,秋亭橋湖灣水體中氨氮和TP濃度明顯下降,藻類聚集生長顯著減少。水體由原來的中度富營養(yǎng)狀態(tài)轉(zhuǎn)為輕度富營養(yǎng)狀態(tài),水環(huán)境質(zhì)量顯著改善,節(jié)省了水污染控制或引清水補水的費用,還帶動了地方產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展。
圖3 重慶園博園龍景湖水系鳥瞰圖
圖4重慶園博園龍景湖水系景觀生態(tài)品質(zhì)提升實景
4.2中新天津生態(tài)城新型水系統(tǒng)構建與實施示范
中新天津生態(tài)城水系統(tǒng)建設與水專項實施相伴相隨,從2008年新型水系統(tǒng)規(guī)劃到當前全域推廣,從最初8km2起步區(qū)水環(huán)境建設到目前120km2地域集成應用,涵蓋了規(guī)劃設計、建設實施、設施融合、運維提升、智慧管控的各個階段,從污水再生處理高效利用、雨水資源梯級利用、水體治污溯源、濕地水面保持、水體環(huán)境品質(zhì)提升到水系統(tǒng)聯(lián)動防澇,通過頂層規(guī)劃設計,構建了系統(tǒng)性技術解決方案,結(jié)合工程難點開展研發(fā)與集成應用,為生態(tài)城水環(huán)境建設和運維提供了全過程的技術支撐。
通過構建中新天津生態(tài)城新型水環(huán)境系統(tǒng),突破傳統(tǒng)模式,統(tǒng)籌所有涉水設施,融入非常規(guī)水多源協(xié)同利用和海綿城市建設措施,系統(tǒng)解決了水資源匱乏、環(huán)境本底差、建設標準高疊加影響下的規(guī)劃建設復雜難題。實現(xiàn)常規(guī)與非常規(guī)水資源高效利用,滿足多維時空水質(zhì)水量動態(tài)均衡要求,創(chuàng)立涉水設施全覆蓋、運行狀態(tài)全監(jiān)控、監(jiān)測預警應急聯(lián)動的水質(zhì)水量時空保障和效能評估智能化管控方案與平臺,形成新型水環(huán)境系統(tǒng)規(guī)劃建設及運行管理模式,建立水量可調(diào)、水質(zhì)可控、參數(shù)可視、信息化管理的新型水環(huán)境系統(tǒng),建設了系列示范應用工程(見圖5、6),水體環(huán)境質(zhì)量提前達到設定的高標準目標要求。
圖5 中新天津生態(tài)城非常規(guī)水多源多功能凈化處理工程
圖6中新天津生態(tài)城水環(huán)境綜合治理與景觀生態(tài)品質(zhì)提升工程
首創(chuàng)了所有涉水設施統(tǒng)籌、非常規(guī)水多源多等級凈化利用、水質(zhì)水量保障及動態(tài)聯(lián)動聯(lián)控的生態(tài)城市新型水系統(tǒng)構建與實施保障成套技術,在天津生態(tài)城整體示范應用中,雨水資源利用量達到569×104m3/a,中低品質(zhì)再生水生產(chǎn)能力(處理二級出水和過境水)為10×104m3/d,高品質(zhì)再生水(脫鹽水)能力為2.1×104m3/d,滿足景觀水體的多等級生態(tài)補水需求,實現(xiàn)雨水全利用、非常規(guī)水利用率超50%;清凈湖及薊運河故道等總水面面積3.57km2,采用多源協(xié)同補水(雨水、再生水、過境水凈化水、脫鹽水)、水力循環(huán)、旁路透析、生態(tài)功能恢復等技術,水體水質(zhì)達到地表水Ⅳ類標準,昔日鹽堿荒灘成為繁榮宜居的綠色生態(tài)新城(見圖7)。
圖7中新天津生態(tài)城——繁榮宜居的綠色生態(tài)新城
4.3安徽樅陽縣城區(qū)水環(huán)境綜合治理工程
樅陽縣城區(qū)水環(huán)境綜合治理項目工程范圍(見圖8)為中心城區(qū)連城湖、羮膾賽湖、望龍湖、月兒湖、蓮花湖及小橋圩、連羹河等片區(qū),治理面積總計20km2。
圖8樅陽縣城區(qū)水環(huán)境綜合治理項目實施范圍
以控源截污和內(nèi)源治理為基礎,生態(tài)修復為保障,通過全食物鏈生態(tài)系統(tǒng)構建、水動力循環(huán)、控藻等工程技術應用,削減外源、內(nèi)源污染。實施復合型生態(tài)護岸、旁路濕地、庫灣生態(tài)濕地、生態(tài)駁岸、海綿梯田、谷坊塘壩等工程建設。以水系連通工程為框架,增加連通設施,景觀生態(tài)協(xié)同、提升整體水環(huán)境容量,解決連城湖、羹膾賽湖、望龍湖、月兒湖的換水周期長、水質(zhì)保持困難、生態(tài)廊道不完整等問題,提升了水體自凈能力,豐富了生物多樣性,增強了水生態(tài)結(jié)構穩(wěn)定性。形成了以望龍北路、連羹河、羹膾路為骨架串聯(lián)連城湖、羹膾賽湖的北部水體生態(tài)廊道,實現(xiàn)“城水相依·共境以融”的治理目標。
項目實施完工后,各湖泊主要指標COD、NH3-N由地表水Ⅳ類提升至Ⅲ類,TP指標由地表水劣Ⅴ類提升至Ⅲ類(湖庫),湖泊水體透明度>1.5m,岸邊區(qū)域清澈見底,基本實現(xiàn)“有魚有草,水清岸綠”的目標(見圖9)。
圖9樅陽縣城區(qū)主要湖泊水體治理效果實景
4.4西咸新區(qū)灃西新城新渭沙生態(tài)濕地公園
該項目位于灃西新城新河、渭河、沙河三河交匯處(見圖10 ),以新河入渭河口的綜合治理為工程核心建設內(nèi)容,濕地公園面積110hm2,由新河、沙河、中心湖島、人工濕地、觀鳥區(qū)、防洪堤等組成。針對渭河雨水倒灌、沙河干涸、新河傳輸水質(zhì)差、全年水資源不均衡、景觀可利用空間有限等問題,以多專業(yè)協(xié)同綜合水生態(tài)環(huán)境治理為核心,海綿城市建設為目標,營造地域特色濕地景觀風貌為手法,在有限場地空間內(nèi),提出生態(tài)景觀協(xié)同、控源截污和內(nèi)源治理為主,因地制宜、生態(tài)修復優(yōu)先的創(chuàng)新集成技術方案,建設集防洪排澇、凈化水質(zhì)、涵養(yǎng)水源、恢復生境、景觀友好于一體的新型韌性空間,帶動周邊發(fā)展和價值提升。
通過增加水凈化處理空間、防洪和休閑娛樂等多重功能,優(yōu)化土地利用,增加人與自然互動,將新河防洪功能自然化,保證濕地公園行洪安全,最大程度地發(fā)揮濕地景觀價值。通過再生水、雨水和低污染水協(xié)同凈化,充分利用外源補水、雨水、渭河污水處理廠再生水等多種非常規(guī)水源進行水體補水。結(jié)合系統(tǒng)改造、攔污截污和人工濕地,應用多源協(xié)同補水、水力循環(huán)、旁路透析、生態(tài)功能恢復等水質(zhì)保持技術,將水質(zhì)由劣Ⅴ類提升至Ⅳ類,促進防洪體系完善、濱水空間優(yōu)美、全民參與的水友好之城建設(見圖11)。
圖10 灃西新城新渭沙生態(tài)濕地公園項目范圍
圖11灃西新城新渭沙生態(tài)濕地公園建設實景(局部)
4.5北戴河森林濕地水系綜合治理工程
該項目包括生態(tài)觀光休閑區(qū)、森林氧吧和濕地鳥類保護區(qū),占地465hm2。治理之前,濕地公園內(nèi)水體黑臭、富營養(yǎng)化嚴重。通過污染源調(diào)查與檢測、底泥泥質(zhì)特征及釋放潛力分析、化學強化處理耦合生態(tài)修復凈化效果研究,制定了涵蓋外源污染處理、底泥清淤、水系連通、原位生態(tài)修復、生態(tài)補水等于一體的系統(tǒng)性污染治理和水質(zhì)維持技術方案。確定“控制外源、清除內(nèi)源、改善補水、強化連通、增強自凈”的工程方案,通過公園周邊污染源系統(tǒng)識別,確定外源和內(nèi)源污染權重及治理策略;建設兩座集中式污水再生處理站,有效控制外源,出水作為公園水系補水;結(jié)合底泥檢測和釋放試驗結(jié)果,明確不同區(qū)位的清淤深度和淤泥處理方法;通過增設閘門、管道、提升泵站等設施,實現(xiàn)20多個水塘連通與循環(huán);選擇具有水質(zhì)改善和景觀提升功能的沉水植物,對多個水塘原位修復;強化水系景觀設計,形成親水宜人的自然生態(tài)景觀。工程實施前、后局部景觀效果見圖12。
圖12北戴河森林濕地水系治理前、后景觀對比(局部)
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結(jié)語
通過水專項相關項目(課題)的實施,構建了以城市水體監(jiān)測評估、水污染負荷控制、水體水質(zhì)提升、生態(tài)功能恢復為核心的城市河湖水體綜合整治與品質(zhì)提升的技術體系。在重點流域、區(qū)域開展了規(guī)模化、規(guī)范化的綜合示范與推廣應用,完善了治理技術及管理技術體系,將理論研究、技術開發(fā)有效融入工程建設實施全過程,切實提升了城市河湖水環(huán)境治理的總體成效,培養(yǎng)了大批具有工程經(jīng)驗的專業(yè)人才。
當前,我國已進入補齊生態(tài)環(huán)境短板、實現(xiàn)水環(huán)境質(zhì)量總體改善的攻堅期,還需要針對不同類型城市河湖水體,進一步開展城市水環(huán)境改善與生態(tài)環(huán)境修復技術的研究與集成應用,著重研究開發(fā)排水防澇與景觀生態(tài)融合的城市水系重構、溢流污染控制、再生水河湖補水、底泥生態(tài)清淤、水生態(tài)重構及生物多樣性恢復等方面的成套技術和裝備,推動城市河湖整治與品質(zhì)提升的規(guī)范化、智能化、低碳化綠色高質(zhì)量發(fā)展。
本文的完整版刊登在《中國給水排水》2022年第10期,作者及單位如下:
城市河湖水體綜合整治與品質(zhì)提升技術研究及示范應用
鄭興燦1,何強2,陳一2,張秀華1,周健2,尚巍1
(1.中國市政工程華北設計研究總院有限公司,天津 300381;2.重慶大學 三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點實驗室,重慶 400045)
標準著錄格式:
鄭興燦,何強,陳一,等.城市河湖水體綜合整治與品質(zhì)提升技術研究及示范應用[J].中國給水排水,2022,38(10):1-9.
ZHENGXingcan,HEQiang,CHENYi,et al.Technical research and demonstration on comprehensive rehabilitation and performance improvement of urban river and lake waters[J].China Water & Wastewater,2022,38(10):1-9(in Chinese).
編輯:丁彩娟
制作:文 凱
審核:李德強
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