摘 要:改善城市河道水环境是要保护优美的自然景观,创造和谐的生物生长环境,保障良好的自然水循环,恢复一定的水体自净能力。同时,应加强开展改善河流水环境的建设。让更多市民“依河而居”,使城市真正成为“水循环正常,水安全保证,水生态良好,水景观优美”的亲水型宜居城市。环境是人类生存和发展的基础。环境包括社会环境和自然环境。在生活水平达到温饱、社会环境进步到一定程度之后,人们必然对居住的自然环境提出更高的要求。人类赖以生存的自然环境,主要包括空气、水、土壤、动植物、矿藏、太阳辐射等,而这些都与水有着密切的联系。水是环境的基本因子,因而水环境是城市自然环境中最重要的部分。
关键词:城市河道;水环境;管理
随着社会经济发展和城市建设步伐的加快,城市河道建设不仅要使堤岸发挥出水利工程的功效,而且要融入城市园林景观、生态环保、建筑艺术等多种内容。在这种背景下,改善城市河道水环境得到人们的广泛关注。城市是经济增长的“发动机”。中国是发展中国家,也是世界人口最多的国家,中国的人口正逐步向城市集中。建设中的城市、扩大的城区对我国环境将产生重大影响。在强调城市水利的同时,不能不强调城市“利水”,即城市的建设要遵循水的自然规律,给水一个开放的、有利于环境、有利于人类社会发展的空间。
一、城市河道水污染的原因
近年来,我国各级政府通过不断加大河道治理力度,尤其通过三年水环境综合治理和清水工程的实施,河道水生态环境显著改善。但是,河道水质污染状况仍不容乐观。
(一)雨污污染比较严重
通过几年水质监测结果分析,初期雨水对于河道水质的影响同样不容忽视。究其原因主要是雨滴在降落过程中携带了空气污染物;雨水在地表径流过程中携带地面的各种污染物;雨水冲刷管道内的沉积污染物,这些污染物进入水体后,造成水体水质恶化。合流制管网系统由于初期降雨水冲刷污水管内早流期间沉积的污染物,造成的污染通常比分流制的雨水系统的污染更严重。有资料表明,降雨初期屋面和地面径流雨水的cod可达1 000 mg/l以上,从城市水环境保护和可持续角度来看,初期雨水应该经过适当处理后,再排入水体或加以利用。其中,面源污染主要是在城市外围地区,农业施肥和农村地区家禽、畜牧业:由于农业生产的需要,各种氮鳞肥的施用,很大一部分通过地面径流进入河道,造成河道水体富营养化。家禽、畜牧业的排放物无组织现象也比较突出。
(二)补充水源不足
由于大部分城市内河水系基本为平原河网水系,流量小,流速慢,水体缺少必要的循环,抗污染冲击能力小,水质容易恶化。以前的内河水系主要依靠降水补给,因汇水面积小,且带有明显的季节性,河道补给不足。
当然,也有些城市保障水循环方面主要依靠引配水工程,而作为引配水水源受到外面的因素很多,特别是气象因素。它也存在些问题,市区河道配水缺乏持久性、连续性。配水期间河道水位普遍偏低,不少河道水量不足、水流滞缓,有的河道因水源不足面临枯竭。现状配水设施中大部分是与排涝泵站相结合的,而这些泵站多数为建设年代已久,失养情况较为严重,致使泵站配水能力降低。
(三)河道淤积严重
对沉积物释放所产生的内源负荷则重视程度不够。水体底泥污染,是世界范围内的一个重要环境问题,其污染主要通过大气沉降、废水排放、水土流失、雨水淋浴与冲刷进入水体,最后沉积到底泥中并逐渐富集,使底泥受到严重污染。沉积在底泥中的氮、鳞营养元素,易形成营养物质的内负荷。当外源排入河流水系的n、p营养元素负荷量减少后,沉积物中的营养元素会逐步释放,成为河流水系富营养化的主导因子。河道底泥释放的污染物量取决于河道的淤积程度、河道流速、水温等多方面因素。沉寂的大量淤泥使得河水污浊。同时,当气温升高时,淤泥中的有机物迅速分解氮、鳞等物质,使得水体极富营养化,并且发酵释放恶臭气味,影响周边环境。除此之外,底泥中含有重金属及其他多种病原菌也不容忽视。
(四)截污不彻底
城市生活污水、工业废水、农业污水、生活垃圾及初期雨水等各种点源、面源污染源侵入后,造成河水溶解氧过低,缺少水生动、植物生存的环境,使水体逐渐失去自净能力。外源污染是导致河道水质恶化的根本原因。
目前一些城市截污基本以雨污分流为主,随着城市经济的发展,污染程度正在进一步加剧,截污难度也逐步加大,致使城市截污不够完善。这部分污水未经处理就直接排入河道,是对河道污染的主要贡献者。同时,部分雨污分流比较完善的地区,部分管材老化、破损、渗漏进一步造成污水外溢,排入河道。此外,目前有些地区的居民阳台落水以及沿街商铺排水的问题同样不容忽视:由于居民生活习惯,阳台落水多为洗涤污水,其中含磷物质,此类污水直接通过雨水管网排入河道内;商铺排水中含有大量油污及含酸、碱废水,通过道路雨水管排入河道,造成河道污染。
(五)沿河垃圾堆放和倾倒现象严重
目前,在很多城郊结合部,由于没有完善的垃圾收集处理设施和系统,农村地区的大量生活垃圾和部分工业垃圾无序堆放在河边,甚至直接向河中倾倒。一到雨天,垃圾渗滤液或垃圾就直接进入了河道,这些垃圾对河道水体的污染非常严重。
二、改善城市水环境的措施
城市水环境改善是针对目前城市河道污染比较严重,已经严重影响社会经济的可持续发展而提出的。想要改善水环境,必须在河流水质、护岸、底泥、生物等各方面生态状况都协调平衡,具有旺盛而稳定的生态食物链。
(一)更新理念
河道整治过程中,首先应注重理念的更新,不断创新工作思路,不仅考虑河道防洪、供水的要求,还要充分考虑河道景观与环境的和谐,突出亲水理念,营造人与自然和谐的氛围。
1、人与自然和谐共处 很多大中城市河流的中上游都兴建了大型调节水库,改变了河道的自然状态和原有功能,河道综合整治设计要充分考虑上游水库调节能力制定防洪标准,在保障水系安全的同时,大力推进自然生态型河道建设的先进理念,注意恢复河道的原有结构形态;在确保满足防洪要求的前提下,采取生态护岸技术,恢复河岸生态功能。 2、与城市总体规划相衔接。河道整治要与上一级水系规划、城市总体规划及已批准的各类规划相协调,保证水系的通畅性,满足水体活动要求,注重保持河道的自然属性和生态功能。
3、生态工程与水利工程建设相结合。传统的水利工程忽视了河流的生态功能,渠化、硬化导致河道自净能力降低、生态系统破坏。因此,河道治理中要引入生态工程的理念,将生态工程与水利工程建设相结合,满足人类社会需求的同时,兼顾河流生态系统健康与可持续性发展。
4、注重水生态、水景观和水文化的建设。在满足防洪、排涝、引水、航运等功能的同时,兼顾河道在环境、生态、景观、休闲旅游等方面的综合作用,创造安静、优美、自然的环境,促进地区经济发展与环境相协调。
5、加强流域管理的理念,突破“就水论水”思路。水环境问题出现在水体,但是根源却在陆域,河道的治理要突破“就水论水”的思路,从流域整体着手,探索流域非点源污染机理,加强流域管理。
(二)以可持续发展的观念全面规划,综合治理
河道治理的核心是理念更新,关键是全面规划。河流的规划设计要坚持可持续发展的观念,统筹兼顾防洪、水资源合理利用以及生态系统建设,将河道的整治与资源的可持续发展结合起来。在治理的过程中笔者提出“健康河湖”的理念。健康河湖系统是指在各种不良的环境影响中,河湖系统的结构和功能保持相对稳定,并实现可持续的发展。河流健康所考虑的河流,不仅仅是在河道中流动的水体,而且包括整个区域系统,综合考虑河流的自然属性和社会属性。健康的河湖理念主要从河湖的结构(河道断面、护岸结构、岸线控制),社会服务功能(防洪功能、水资源开发利用、景观功能、景观文化功能、水安全),抗干扰能力(水体自净能力、水体循环能力、蓝线控制),生态系统(生物多样性、水土保持、湿地系统)四大方面进行治理。
1、 调整河流结构。对于河流的结构,应该对其岸线、断面、护岸进行统一控制。河流形态的设置首先需要基于原有水体形态,消除河道的瓶颈,保持自然的弯曲形态,控制河岸线的发展;将河湖的较宽水面处设置为蓄水功用,达到均化洪水的目的,且对于景观和生态也有重要的作用。
2、 提升河流社会服务功能。
(1)防洪功能的提高。防洪功能的提高在原有水工建筑物的基础上,可以通过水系形态的设置,河道结构的调整降低防洪压力。对于城市的滨水景观,控制河湖的水位升降幅度,采用合理的河床断面。
(2)保证水安全。保证水安全首先要控制污染源。污染源的控制包括点源污染和面源污染的控制。①对于点源污染,进行污染物排放浓度和总量双重控制,实现从浓度控制向总量控制、由短时间监测向长时间监测的转变。一方面要控制企业的数量,调整产业结构;另一方面要对企业进行合理的布局,考虑与周边农田组成良性循环的复合生态系统。②对于面源污染,农业面源污染所占比重很大,可采用人工湿地技术、土地处理系统等措施进行治理;同时指导农民科学施肥,实现传统农业向生态农业的转变,促进经济发展与环境保护双赢。
(3)合理的景观设计。河岸带景观的设计要满足自然优先、整体优化的原则,优先保护河流的自然资源,实现河岸带的景观与河流周围景观的自然连接。在进行景观建设时,需特别关注防洪水位与亲水岸线的协调、防洪排涝与亲水安全的协调、河道流速与水生生态修复的协调等问题 。在此基础上对河岸带景观采用点线面结合的方法进行设计,使河流景观和城市景观有机融合,由河流水面向外形成“亲水区―见水区―远水区―望水区”4个层次的景观格局。
(4)增强河流抗干扰能力。在分析区域社会经济发展趋势、发展现状及社会经济各要素对河湖生态环境带来的影响的基础上,通过划定河道蓝线宽度,保护河流岸线基址,增强河流抵御外部干扰的能力。
(三)加强河道管理控制
1、实行严格的水资源管理制度。实(下转102页)(上接98页)行“区域用水总量控制、入河湖排污总量控制、用水效率控制”3条红线控制,全面实现以供定需、定额管理、入河湖排污总量管理和水功能区纳污总量控制,有效维护河流健康生命。
2、推进水利信息化建设。推进水利信息化建设,促进水安全保障体系建设,以水利信息化带动水利现代化,必须加强水利信息化基础设施建设、开发水利业务应用系统、改善水利信息化保障环境,提高行业管理水平。
3、加强政府监督管理。出台相关河道开发保护的法律法规,完善法律制度,以法制手段管理社会涉水活动,规范涉水行政行为。
三、结束语
近年来,尽管全国各城市都投入了大量财力、物力和人力用于河道的整治,为河道发挥其功能效益及改善水环境发挥了重要作用。但是截污不彻底、城郊沿河垃圾堆放和倾倒、雨污污染、河道淤积等问题的存在严重影响了河道功能效益的充分发挥,制约城市社会经济的可持续发展。随着城市化进程的加快,为提升城市功能,城市河道水环境管理是十分重要的一环,因此,在重视河道整治的同时,加强河道河道综合治理和绿化景观建设、截污治污建设、河道水体循环和水质保护等是确保城市社会经济可持续发展的重要保障。
关键词:城市河道;水环境;管理
随着社会经济发展和城市建设步伐的加快,城市河道建设不仅要使堤岸发挥出水利工程的功效,而且要融入城市园林景观、生态环保、建筑艺术等多种内容。在这种背景下,改善城市河道水环境得到人们的广泛关注。城市是经济增长的“发动机”。中国是发展中国家,也是世界人口最多的国家,中国的人口正逐步向城市集中。建设中的城市、扩大的城区对我国环境将产生重大影响。在强调城市水利的同时,不能不强调城市“利水”,即城市的建设要遵循水的自然规律,给水一个开放的、有利于环境、有利于人类社会发展的空间。
一、城市河道水污染的原因
近年来,我国各级政府通过不断加大河道治理力度,尤其通过三年水环境综合治理和清水工程的实施,河道水生态环境显著改善。但是,河道水质污染状况仍不容乐观。
(一)雨污污染比较严重
通过几年水质监测结果分析,初期雨水对于河道水质的影响同样不容忽视。究其原因主要是雨滴在降落过程中携带了空气污染物;雨水在地表径流过程中携带地面的各种污染物;雨水冲刷管道内的沉积污染物,这些污染物进入水体后,造成水体水质恶化。合流制管网系统由于初期降雨水冲刷污水管内早流期间沉积的污染物,造成的污染通常比分流制的雨水系统的污染更严重。有资料表明,降雨初期屋面和地面径流雨水的cod可达1 000 mg/l以上,从城市水环境保护和可持续角度来看,初期雨水应该经过适当处理后,再排入水体或加以利用。其中,面源污染主要是在城市外围地区,农业施肥和农村地区家禽、畜牧业:由于农业生产的需要,各种氮鳞肥的施用,很大一部分通过地面径流进入河道,造成河道水体富营养化。家禽、畜牧业的排放物无组织现象也比较突出。
(二)补充水源不足
由于大部分城市内河水系基本为平原河网水系,流量小,流速慢,水体缺少必要的循环,抗污染冲击能力小,水质容易恶化。以前的内河水系主要依靠降水补给,因汇水面积小,且带有明显的季节性,河道补给不足。
当然,也有些城市保障水循环方面主要依靠引配水工程,而作为引配水水源受到外面的因素很多,特别是气象因素。它也存在些问题,市区河道配水缺乏持久性、连续性。配水期间河道水位普遍偏低,不少河道水量不足、水流滞缓,有的河道因水源不足面临枯竭。现状配水设施中大部分是与排涝泵站相结合的,而这些泵站多数为建设年代已久,失养情况较为严重,致使泵站配水能力降低。
(三)河道淤积严重
对沉积物释放所产生的内源负荷则重视程度不够。水体底泥污染,是世界范围内的一个重要环境问题,其污染主要通过大气沉降、废水排放、水土流失、雨水淋浴与冲刷进入水体,最后沉积到底泥中并逐渐富集,使底泥受到严重污染。沉积在底泥中的氮、鳞营养元素,易形成营养物质的内负荷。当外源排入河流水系的n、p营养元素负荷量减少后,沉积物中的营养元素会逐步释放,成为河流水系富营养化的主导因子。河道底泥释放的污染物量取决于河道的淤积程度、河道流速、水温等多方面因素。沉寂的大量淤泥使得河水污浊。同时,当气温升高时,淤泥中的有机物迅速分解氮、鳞等物质,使得水体极富营养化,并且发酵释放恶臭气味,影响周边环境。除此之外,底泥中含有重金属及其他多种病原菌也不容忽视。
(四)截污不彻底
城市生活污水、工业废水、农业污水、生活垃圾及初期雨水等各种点源、面源污染源侵入后,造成河水溶解氧过低,缺少水生动、植物生存的环境,使水体逐渐失去自净能力。外源污染是导致河道水质恶化的根本原因。
目前一些城市截污基本以雨污分流为主,随着城市经济的发展,污染程度正在进一步加剧,截污难度也逐步加大,致使城市截污不够完善。这部分污水未经处理就直接排入河道,是对河道污染的主要贡献者。同时,部分雨污分流比较完善的地区,部分管材老化、破损、渗漏进一步造成污水外溢,排入河道。此外,目前有些地区的居民阳台落水以及沿街商铺排水的问题同样不容忽视:由于居民生活习惯,阳台落水多为洗涤污水,其中含磷物质,此类污水直接通过雨水管网排入河道内;商铺排水中含有大量油污及含酸、碱废水,通过道路雨水管排入河道,造成河道污染。
(五)沿河垃圾堆放和倾倒现象严重
目前,在很多城郊结合部,由于没有完善的垃圾收集处理设施和系统,农村地区的大量生活垃圾和部分工业垃圾无序堆放在河边,甚至直接向河中倾倒。一到雨天,垃圾渗滤液或垃圾就直接进入了河道,这些垃圾对河道水体的污染非常严重。
二、改善城市水环境的措施
城市水环境改善是针对目前城市河道污染比较严重,已经严重影响社会经济的可持续发展而提出的。想要改善水环境,必须在河流水质、护岸、底泥、生物等各方面生态状况都协调平衡,具有旺盛而稳定的生态食物链。
(一)更新理念
河道整治过程中,首先应注重理念的更新,不断创新工作思路,不仅考虑河道防洪、供水的要求,还要充分考虑河道景观与环境的和谐,突出亲水理念,营造人与自然和谐的氛围。
1、人与自然和谐共处 很多大中城市河流的中上游都兴建了大型调节水库,改变了河道的自然状态和原有功能,河道综合整治设计要充分考虑上游水库调节能力制定防洪标准,在保障水系安全的同时,大力推进自然生态型河道建设的先进理念,注意恢复河道的原有结构形态;在确保满足防洪要求的前提下,采取生态护岸技术,恢复河岸生态功能。 2、与城市总体规划相衔接。河道整治要与上一级水系规划、城市总体规划及已批准的各类规划相协调,保证水系的通畅性,满足水体活动要求,注重保持河道的自然属性和生态功能。
3、生态工程与水利工程建设相结合。传统的水利工程忽视了河流的生态功能,渠化、硬化导致河道自净能力降低、生态系统破坏。因此,河道治理中要引入生态工程的理念,将生态工程与水利工程建设相结合,满足人类社会需求的同时,兼顾河流生态系统健康与可持续性发展。
4、注重水生态、水景观和水文化的建设。在满足防洪、排涝、引水、航运等功能的同时,兼顾河道在环境、生态、景观、休闲旅游等方面的综合作用,创造安静、优美、自然的环境,促进地区经济发展与环境相协调。
5、加强流域管理的理念,突破“就水论水”思路。水环境问题出现在水体,但是根源却在陆域,河道的治理要突破“就水论水”的思路,从流域整体着手,探索流域非点源污染机理,加强流域管理。
(二)以可持续发展的观念全面规划,综合治理
河道治理的核心是理念更新,关键是全面规划。河流的规划设计要坚持可持续发展的观念,统筹兼顾防洪、水资源合理利用以及生态系统建设,将河道的整治与资源的可持续发展结合起来。在治理的过程中笔者提出“健康河湖”的理念。健康河湖系统是指在各种不良的环境影响中,河湖系统的结构和功能保持相对稳定,并实现可持续的发展。河流健康所考虑的河流,不仅仅是在河道中流动的水体,而且包括整个区域系统,综合考虑河流的自然属性和社会属性。健康的河湖理念主要从河湖的结构(河道断面、护岸结构、岸线控制),社会服务功能(防洪功能、水资源开发利用、景观功能、景观文化功能、水安全),抗干扰能力(水体自净能力、水体循环能力、蓝线控制),生态系统(生物多样性、水土保持、湿地系统)四大方面进行治理。
1、 调整河流结构。对于河流的结构,应该对其岸线、断面、护岸进行统一控制。河流形态的设置首先需要基于原有水体形态,消除河道的瓶颈,保持自然的弯曲形态,控制河岸线的发展;将河湖的较宽水面处设置为蓄水功用,达到均化洪水的目的,且对于景观和生态也有重要的作用。
2、 提升河流社会服务功能。
(1)防洪功能的提高。防洪功能的提高在原有水工建筑物的基础上,可以通过水系形态的设置,河道结构的调整降低防洪压力。对于城市的滨水景观,控制河湖的水位升降幅度,采用合理的河床断面。
(2)保证水安全。保证水安全首先要控制污染源。污染源的控制包括点源污染和面源污染的控制。①对于点源污染,进行污染物排放浓度和总量双重控制,实现从浓度控制向总量控制、由短时间监测向长时间监测的转变。一方面要控制企业的数量,调整产业结构;另一方面要对企业进行合理的布局,考虑与周边农田组成良性循环的复合生态系统。②对于面源污染,农业面源污染所占比重很大,可采用人工湿地技术、土地处理系统等措施进行治理;同时指导农民科学施肥,实现传统农业向生态农业的转变,促进经济发展与环境保护双赢。
(3)合理的景观设计。河岸带景观的设计要满足自然优先、整体优化的原则,优先保护河流的自然资源,实现河岸带的景观与河流周围景观的自然连接。在进行景观建设时,需特别关注防洪水位与亲水岸线的协调、防洪排涝与亲水安全的协调、河道流速与水生生态修复的协调等问题 。在此基础上对河岸带景观采用点线面结合的方法进行设计,使河流景观和城市景观有机融合,由河流水面向外形成“亲水区―见水区―远水区―望水区”4个层次的景观格局。
(4)增强河流抗干扰能力。在分析区域社会经济发展趋势、发展现状及社会经济各要素对河湖生态环境带来的影响的基础上,通过划定河道蓝线宽度,保护河流岸线基址,增强河流抵御外部干扰的能力。
(三)加强河道管理控制
1、实行严格的水资源管理制度。实(下转102页)(上接98页)行“区域用水总量控制、入河湖排污总量控制、用水效率控制”3条红线控制,全面实现以供定需、定额管理、入河湖排污总量管理和水功能区纳污总量控制,有效维护河流健康生命。
2、推进水利信息化建设。推进水利信息化建设,促进水安全保障体系建设,以水利信息化带动水利现代化,必须加强水利信息化基础设施建设、开发水利业务应用系统、改善水利信息化保障环境,提高行业管理水平。
3、加强政府监督管理。出台相关河道开发保护的法律法规,完善法律制度,以法制手段管理社会涉水活动,规范涉水行政行为。
三、结束语
近年来,尽管全国各城市都投入了大量财力、物力和人力用于河道的整治,为河道发挥其功能效益及改善水环境发挥了重要作用。但是截污不彻底、城郊沿河垃圾堆放和倾倒、雨污污染、河道淤积等问题的存在严重影响了河道功能效益的充分发挥,制约城市社会经济的可持续发展。随着城市化进程的加快,为提升城市功能,城市河道水环境管理是十分重要的一环,因此,在重视河道整治的同时,加强河道河道综合治理和绿化景观建设、截污治污建设、河道水体循环和水质保护等是确保城市社会经济可持续发展的重要保障。