国外水环境治理经验

国内外水环境治理典型案例及思考杭世珺2017年3月目录我国水环境主要问题01国内外水环境治理典型案例02水环境治理思考与建议0301我国水环境主要问题我国水环境污染现状长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河等七大流域和浙闽片河流、西北诸河、西南诸河的国控断面水质统计2015年中国环境状况公报：III类水以上占72.1%（国控断面）20102011201220132014201559.96168.971.771.272.123.725.320.919.319.81916.413.710.2998.9I-IIIIV、V劣V类类类我国水环境主要问题河流•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•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，系统破坏湖泊我国水环境主要问题城市农村城乡结合部多源差异污水生态垃圾交互影响ABCD水环境质量差水资源保障能力脆弱水生态受损重环境风险隐患较多02国内外水环境治理典型案例ACBD德国柏林日本鸭川河德国伊萨河贵阳南明河国内外水环境治理典型案例典型地表水污染与控制案例基本概况人口：350万面积：890平方公里地表水面积：53平方公里（6％）年降雨量：500毫米年蒸发量：400－600毫米10kmRiverHavel13m³/sRiverSpree:35m³/s柏林虽然地表水面积大，但贫水、枯水期污水厂出水水量与径流水量在同一数量级。德国柏林污水排放分布CODBOD5TPTN氨氮进水88135011.466.941.9出水4450.3511.740.64污水厂污水厂排水河岸过滤及地下水回灌浴场枯水期污水厂出水与径流量比德国柏林德国柏林污水处理厂地下水深井自来水厂受纳水域柏林供排水半封闭自循环雨水返渗地下水与河道水处理返渗地下水德国柏林地表水富营养化整治德国柏林清淤除磷上游河道深度脱磷固定式、移动式清淤砂滤、膜过滤快速混凝、絮凝反应器沉淀泰格湖最大处理能力：6m3/s，出水含总磷小于0.02mg/L地表水富营养化整治德国柏林（Chorus2011）能见度藻浓度不同时期总磷浓度范围总磷浓度藻浓度地表水能见度从原来30厘米增加到3米；富营养化得到有效控制；微污染物得到有效去除，满足游泳水水质要求；为地下水提供“水源”雨洪管理——仍有很多要做德国柏林老城区合流制（无化粪池）城市内河道夏季暴雨后死鱼事件时有发生2020年实现——合流管网总水量小于雨水径流总量的20%ACBD德国柏林日本鸭川河德国伊萨河贵阳南明河国内外水环境治理典型案例城市河流治污防涝基本概况日本鸭川河鸭川是一条从京都市北部自北向南流经京都市中心，最终汇入桂川的日本一级河流。鸭川全长约23公里，流域面积为207.7平方公里。近期问题与对策日本鸭川河鸭川的落差平均约为1/200，在京都周边的河流中是落差较大的河流。溪流型（平均落差1/100）上游主要问题：土地开发所造成的泥沙淤积解决方法：筑防砂坝，同时限制河流周边区域的土地开发普通型（平均落差1/350）中游主要问题：水质较差，1970年前后BOD年平均曾高达40mg/L以上解决方法：底泥及污染物的去除，加强维护管理地上河（平均落差1/600）下游主要问题：防洪防涝能力不足，靠堤防保护两岸房屋不被水淹解决方法：加强行洪能力，雨水综合利用开发水质改善日本鸭川河•加强合流管道调蓄能力•增设垃圾过滤装置•减少合流管溢流水质不断改善，近十年BOD基本维持在1mg/L左右加强行洪日本鸭川河与水共生城市——雨水利用日本鸭川河河岸整治日本鸭川河建设中的下游整修治理工程：a.长达28.7公里的沿岸慢跑健身路的下游段工程b.野外自然环境学习据点和野鸟观测点c.下游绿色回廊工程（御池大桥至鸟羽大桥约10公里，主要由原石护岸和草木等绿色植物构成）d.下游亲水回廊工程（鸟羽大桥至桂川合流处约3公里）e.下游自行车专用道的整修工程京都府鸭川条例日本鸭川河•对危险行为进行法定禁止•加强监管ACBD德国柏林日本鸭川河德国伊萨河贵阳南明河国内外水环境治理典型案例河道自然化修复的世界级案例基本概况德国伊萨河伊萨河(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。19世纪中叶，因常年洪水灾害，慕尼黑河段被截弯取直，过度的水力开发使得伊萨河水位持续下降，直接导致了慕尼黑地区航运的衰败。到了20世纪，慕尼黑市内的河段更像是一条被硬质化的水渠，使伊萨河变得难以亲近，渐渐无人问津。1995年，巴伐利亚州水务局起草了“伊萨河计划”(Isar-Plan)，对8km流域沿河防洪状况、滨水游憩空间需求以及区域动植物资源进行调查，着手治理。项目亮点德国伊萨河采取措施及设计亮点：•提高提防安全性，不影响树木•用1:20模型对部分河道进行模拟•景观和建筑设计竞赛•污水处理厂出水紫外消毒•特殊方法种植树苗•移除影响鱼类的障碍•公众信息系统•州政府、慕尼黑市、规划设计人员、NGO、社会团体全面参与制定目标：1)提高防洪能力；2)构建自然化的河流景观；3)提供优质的游憩空间。典型特点德国伊萨河城市河段特点•优化土地利用的娱乐功能•城市密集区域的防洪•提高游客的吸引力半城市河段特点•注重生物多样性和珍稀物种•防洪•宽阔的河床和砾石浅滩•优化土地利用伊萨河的两种典型区域防洪措施德国伊萨河•河床从50m加宽到90m•增加堤坝高度•泥沙沉积物形成洪水草甸•接近自然的河岸设计整体效果德国伊萨河改造前改造后整体效果德国伊萨河建造人工小岛供鸟类栖息供人们休闲娱乐ACBD德国柏林日本鸭川河德国伊萨河贵阳南明河国内外水环境治理典型案例黑臭河道治理财政部PPP示范案例基本概况贵阳南明河•南明河为长江流域乌江的支流，干流长215km，被誉为贵阳人民的“母亲河”。•过去很长时间里，南明河污染状况触目惊心，黑臭现象突出，市民反映强烈。•南明河水环境综合整治项目分三期实施河岸垃圾污水直排以治理水体黑臭为主以提升水质为核心以实现长治久清为目标二期三期一期八大核心亮点技术贵阳南明河南明河干流及支流全河段截污下沉式再生水厂城市生态综合体和补水河道防淤与防洪蓄水河道生态修复与生态系统建立臭气综合治理污泥深度处理及资源化利用景观文化体系建设与亮丽工程环境物联网信息化管理平台建设点源治理贵阳南明河污水厂规划布局原则：•适度集中，•就地处理，•就近回用，•统一规划，•分步实施。已建污水厂二期一阶段建设污水厂二期二、三阶段建设污水厂三期建设污水厂花溪污水厂4万m³/d小河污水厂16万m³/d二桥污水厂8万m³/d新庄一期污水厂25万m³/d麻堤河污水厂3万m³/d青山污水厂5万m³/d牛郎关污水厂1万m³/d孟关污水厂1.5万m³/d五里冲污水厂3+3万m³/d三桥污水厂4万m³/d未来方舟污水厂2万m³/d新庄二期污水厂24万m³/d奶牛场污水厂0+5万m³/d贯城河污水厂6万m³/d河滨污水厂0+2万m³/d兰草坝污水厂0+3万m³/d大水沟污水厂0+3万m³/d小关污水厂1+1万m³/d花溪污水厂4+4万m³/d花溪污水厂4+4+4万m³/d金阳一期污水厂5万m³/d金阳二期污水厂5+5万m³/d金百污水厂3万m³/d牛郎关污水厂1+1万m³/d孟关污水厂1.5+1.5万m³/d新庄二期污水厂24+16万m³/d金百污水厂3+3+18万m³/d治理成效——水质改善贵阳南明河治理前花溪河小黄河麻堤河市西河贯城河南明河劣ⅤⅤ劣Ⅴ劣Ⅴ劣ⅤⅤ劣ⅤⅢⅣⅤⅣⅢ劣Ⅴ小车河花溪河小黄河麻堤河市西河贯城河南明河ⅤⅣⅣⅤⅤ劣Ⅴ劣Ⅴ劣Ⅴ劣Ⅴ劣ⅤⅤ劣ⅤⅢⅣⅢ小车河一期Ⅳ时间劣Ⅴ类Ⅴ类Ⅳ类Ⅲ类2012.06(治理前)51.0%10.1%8.8%30.1%2013.06(一期治理后)17.4%24.3%28.2%30.1%2015.06(二期一阶段治理后)7.0%26.8%31.6%35.6%干流段主要污染物指标COD已稳定达到地表水III类水质标准，大部分河段氨氮（NH3-N）达到地表水IV类标准，黑臭问题基本解决，水体实现根本性转变，水质得到有效提升，河道水生植物河底覆盖率从15%恢复到70%，水生态健康系统显著改善。花溪河小黄河麻堤河市西河贯城河南明河IⅤⅣⅣⅤIⅤ劣ⅤⅤⅤⅤⅤⅤ劣ⅤⅢⅣⅢ小车河二期一阶段Ⅳ治理成效——生态重建贵阳南明河藻类与水生植物调研结果表明，南明河治理段沿河各断面水生植物种群数量与河底覆盖度逐步提高，水生植物多样性指数逐步增加，2015年多样性较2014年有显著提高，南明河河道自净能力正在逐步恢复。治理成效——前后对比贵阳南明河小车河市西河贯城河南明河甲秀楼水口寺电厂坝解放桥省委一中桥三江口甲秀楼2015.06甲秀楼2012.11河滨公园2015.06河滨公园2012.11一中桥2015.06一中桥2012.06整治前整治后03水环境治理思考与建议水环境和生态治理理念水环境治理思路水环境治理思考与建议0102思考与建议水环境和生态治理理念当前处于对微污染水体采用生态理念为主导的治理阶段水环境主要由地表水环境和地下水环境组成•地表水环境包括河流、湖泊、水库、海洋、池塘、沼泽、冰川等•地下水环境包括泉水、浅层地下水、深层地下水等水环境定义01水环境治理理念02生态河道定义03河道生态治理理念041.满足河道基本功能——水务、输水2.有自适应能力，长期维持河道良好水质3.生物多样性，生态完整性4.完善的繁衍能力既不是水污染的防治，也不是园林绿化，是以人为本、人水共治、恢复自然本色•三个阶段：控源减排；消除黑臭；生态治理；生态修复、综合调控•包括：工程技术设计、生态设计、景观设计、全系统设计的新理念、新思路、新方法思考与建议水环境治理思路1——遵循自然以人为本25%10%因地制宜还自然本色人水和谐避免河流渠道化和过于人为景观化生态系统个性特征明晰，它是在特定的自然地理环境下形成，具独特和唯一性。因此河流生态修复不存在统一模式和格局，只有基本生态原则和评估准则。思考与建议水环境治理思路2——科学规划水资源水经济水生态水文化水环境城镇规划中应强调水资源和水环境承载力的因素，综合考虑五个因素。系统治理，五水并进思考与建议水环境治理思路3——统筹系统·流域统筹系统治理·上游和下游干流和支流河流和岸线内源和外源河道补水和再生水综合利用水环境和水经济统筹系统单项技术创新是基础，技术系统整合是关键源头控制末端治理生态修复思考与建议水环境治理思路4——综合整治避免只重河湖不重岸线陆域水域兼顾加宽加深河道、筑堤、修坡、利用地形跌水曝气等地形地貌改造水体的水文学和水动力学底泥疏浚和处置城镇防洪排涝水系连通综合调度休闲步道和自行车道、戏水乐园、观鸟台、绿色回廊等，人与自然更加亲近和谐人文和景观思考与建议水环境治理思路5——强化管理强化管理有效管理，专业运营例如：采用PPP模式，引入专业社会资本，提高资本利用效率，增强资源整合能力，发挥专业技术优势，有效避免“多头治水”思考与建议水环境治理思路6——技术创新聚焦国家战略需求，结合我国自身特点，统筹物理、化学、生物技术，克服技术和工程雷同化，走中国特色自主创新道路水环境修复的时间尺度生态修复有相当的或一定的工作过程（5-8年趋稳演绎）。一个受损的河道生态系统修复和系统趋于稳定和平衡，必然要经历较长时期的过程，这一过程是渐进的，持续的。反馈性设计原则河流生态工程要实施：设计-监测-管理-评估-修正与再设计的过程，还需不断实践-认识-再实践。水环境治理与经济发展相辅相成不仅仅为了低碳而低碳水环境治理思考与建议——几点注意感谢张健博士、刘永定教授，以及陈荷生教授的热情帮助谢谢！