長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)水環(huán)境綜合治理的探索與思考
摘要:隨著長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)(簡稱“示范區(qū)”)成為國家戰(zhàn)略,水環(huán)境治理便成為其核心建設內(nèi)容之一。示范區(qū)內(nèi)水網(wǎng)密布,整體水環(huán)境基底較好,進一步提升水環(huán)境質(zhì)量的技術(shù)瓶頸顯而易見。同時結(jié)合國家戰(zhàn)略需求,水環(huán)境治理既要體現(xiàn)技術(shù)性,又要體現(xiàn)科學性,并需要尋找創(chuàng)新的治理模式,探索價值回報機制。本文結(jié)合一體化示范區(qū)水環(huán)境治理整體方案,提出了治理系統(tǒng)化、圩域生態(tài)化、設施高效化、品質(zhì)魅力化與管控智慧化五項核心策略,以期為示范區(qū)系統(tǒng)治水提供范式基礎。
周楊軍(1982—),男,安徽滁州人,中規(guī)院上海分院生態(tài)市政所所長,高級工程師,主要從事水環(huán)境與市政工程規(guī)劃與設計工作。
01 背景趨勢
黨的十八大后,隨著生態(tài)文明建設的實質(zhì)性推進,水環(huán)境治理進入新階段,長江大保護工程、黃河流域生態(tài)保護工程等一批國家戰(zhàn)略相繼推出,水環(huán)境治理經(jīng)歷了“黑臭治理、五水共治到美麗河湖、幸福河”等多個階段?傮w而言,水的治理方法更加綜合,水城關(guān)系更加緊密,水的功能需求更加多元,水成為了生態(tài)文明建設的重要載體。
長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)(以下簡稱“示范區(qū)”)正是在這樣的背景下應運而生。隨著《長江三角洲區(qū)域一體化發(fā)展規(guī)劃綱要》的正式印發(fā),著力打造美麗中國建設樣板的長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)成為夯實長三角綠色發(fā)展的先手棋和突破口。示范區(qū)規(guī)劃范圍橫跨滬蘇浙三省市交界處,包含兩區(qū)一縣全境,總面積約2413k㎡。示范區(qū)地理位置分布情況見圖1。
示范區(qū)作為典型的江南水鄉(xiāng)區(qū)域,水網(wǎng)縱橫阡陌,水空間占比達到了三分之一以上。水是示范區(qū)最重要的生態(tài)本源,水環(huán)境經(jīng)過了多輪治理成效顯著,基本消除了黑臭水體和劣Ⅴ類水體。在這樣一個特殊區(qū)域成為國家戰(zhàn)略區(qū)域后,新一輪治水被賦予了新的含義,水環(huán)境治理轉(zhuǎn)入廣義視角,即從專注水質(zhì)的基本改善轉(zhuǎn)向探索水環(huán)境提升的新目標,從專注水環(huán)境的技術(shù)方法轉(zhuǎn)向探索水系治理的新體系,從專注水空間治理轉(zhuǎn)向探索水城關(guān)系的新模式。
02 現(xiàn)狀及存在的問題
2.1 水系統(tǒng)現(xiàn)狀
河網(wǎng)縱橫交錯,湖蕩水面簇聚,區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀河網(wǎng)約6657條,湖蕩約431座,是重要的江南水鄉(xiāng)代表區(qū)。經(jīng)過多輪治理后,示范區(qū)內(nèi)的排水系統(tǒng)基本實現(xiàn)了空間全覆蓋,建成區(qū)內(nèi)基本無直排區(qū),另一方面,示范區(qū)整體水環(huán)境已得到顯著改善,水環(huán)境整體上達標率較高,但距離示范區(qū)總體Ⅲ類水目標仍有一定差距,示范區(qū)骨干水系、水質(zhì)分布情況分別見圖2和圖3。
2.2 環(huán)境容量與污染物現(xiàn)狀
經(jīng)測算,示范區(qū)現(xiàn)狀2018年全域入河(湖)污染物總量COD、NH3-N、TP和TN分別為29608.2、2049.5、481.4、7359.9 t/a。對比水環(huán)境容量模型計算結(jié)果可知,示范區(qū)由于水系較多,整體水環(huán)境容量較高,可以承載現(xiàn)狀入湖污染物負荷沖擊,但由于TN、TP目前的削減率依然不高,未來在更高水質(zhì)要求的條件下,上述污染物總量仍有進一步下降的必要性。具體數(shù)據(jù)分別見表1和圖4。
2.3 核心問題
示范區(qū)內(nèi)大部分河湖水體水環(huán)境質(zhì)量均得到有效改善。但綜合來看,仍存在下列問題:
一是人水爭地不斷,導致水面破碎生境系統(tǒng)受損。局部河湖濕地生境遭受破壞,濱水空間利用消極。河湖水體藍線受到侵占,生態(tài)系統(tǒng)受到侵蝕,缺少生態(tài)緩沖空間,岸線結(jié)構(gòu)相對硬質(zhì)化;水面破碎化程度高,主要廊道生態(tài)屬性如生物棲息等功能相對不完整。
二是面源污染凸顯,環(huán)境治理進入深度瓶頸期。農(nóng)業(yè)面源污染難以有效治理,重要湖蕩水體的TN、TP指標仍居高不下,富營養(yǎng)化風險高,區(qū)域水網(wǎng)動力不足。三者疊加,導致進一步提升示范區(qū)整體水質(zhì)的工程難度進一步加大。
三是澇污呈現(xiàn)同期,雨洪疊加水質(zhì)下降同步出現(xiàn)。受區(qū)域水文特征和汛期降水影響,圩內(nèi)污染物隨支流洪澇水外排至圩外河道,呈現(xiàn)“雨污同期”的特征,汛期河湖水體水質(zhì)惡化明顯。
四是協(xié)同管控偏弱,跨界河湖治理訴求難協(xié)調(diào)。以區(qū)域內(nèi)太浦河為例,上游要借助濱水空間發(fā)展產(chǎn)業(yè),下游要作為核心城市水源,訴求不同往往導致矛盾重生。整體上示范區(qū)跨界河湖水質(zhì)達標率相對較低,Ⅲ類及以上斷面占比僅62.9%,由于分屬兩省一市,水環(huán)境治理客觀上存在主體不清、邊界不明和標準不統(tǒng)一等多重難題困擾。
03 實施策略
面對國家戰(zhàn)略的新要求以及示范區(qū)現(xiàn)狀存在的系列水問題,治理策略需要前瞻綜合且具備實操可行性。結(jié)合示范區(qū)總體發(fā)展目標和對應管理事權(quán),構(gòu)建五大核心治理策略,并落實于下位行動計劃。
3.1 治理系統(tǒng)化——從污染物總量管控轉(zhuǎn)向水空間多維管控
以更宏觀的視角去看示范區(qū)水環(huán)境,更多水環(huán)境問題深層次是由于水空間難以管控,濱水控制難以實現(xiàn),從而導致了排放量的擴大,水生態(tài)本底容量的下降,因此從空間上控制住人水爭地,落實緩沖空間才是治理工作的核心前提。
① 還水以空間:劃定水空間藍綠雙線進行系統(tǒng)管控,強化濱水空間保護
系統(tǒng)研究濱水空間功能,劃定跨區(qū)域藍線管控一張圖,實現(xiàn)示范區(qū)河湖藍線在全域空間的強制性管制,在規(guī)劃層面落實水面空間和濱水保護空間。藍線范圍內(nèi)土地主要用于水利工程、市政管線、河道整治、生態(tài)濕地等公用設施建設。示范區(qū)河湖藍線管控要求見表2。對于重要河湖區(qū),在藍線外圍增加一條生態(tài)綠線,綠線內(nèi)主要用于構(gòu)筑濱水生態(tài)緩沖帶,保障高品質(zhì)美麗河湖塑造和多元公共空間開放,提升緩沖區(qū)生物多樣性、生態(tài)和公共服務功能。示范區(qū)河湖綠線管控要求見表3,藍線、綠線空間關(guān)系見圖5。
② 網(wǎng)格化削減:落實污染物總量管控,制定TP等特定污染物削減計劃
結(jié)合示范區(qū)污染源排放現(xiàn)狀、規(guī)劃開發(fā)強度、產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、環(huán)境基礎設施建設水平等因素,對標分區(qū)水環(huán)境容量,明確分區(qū)污染物總量控制要求,提出分區(qū)分類污染物排放削減計劃。其中,元蕩、淀山湖等重要水體存在富營養(yǎng)化暴發(fā)風險,因此強化對TP等特定污染物的削減迫在眉睫。示范區(qū)各區(qū)縣污染物削減任務見表4。
示范區(qū)水網(wǎng)錯綜復雜,濱水空間范圍大,結(jié)合景觀與生態(tài)修復工程,分類構(gòu)建“濱水濕地+濱水緩沖帶”組合的生態(tài)消落帶,提升整體生境。消落帶寬度建議控制在20~50米,其中濱岸緩沖帶寬度18~48米,主要采用喬木-灌木-草木混合模式;小型濱水濕地寬度1.5~2.0米,一般設置在重要河道交匯處,主要采用本地“挺水+沉水”植物。消落帶修復模式見圖6。
3.2 圩域生態(tài)化——從單純圩區(qū)排澇轉(zhuǎn)向圩域生態(tài)化綜合整治
示范區(qū)水網(wǎng)密集,洪澇風險高,自古以來人們通過建設圩區(qū)來防止水患,久而久之,圩區(qū)變成一種獨特的自然空間單元。近年來示范區(qū)內(nèi)圩的強排功能被進一步強化,而圩區(qū)內(nèi)毛細水系也有強制整合或滅失的危險。圩域生態(tài)化的核心是充分利用圩域內(nèi)毛細水系的自凈功能,通過系統(tǒng)改造,將圩內(nèi)水系從水網(wǎng)變成生態(tài)濾網(wǎng),對農(nóng)業(yè)面源污染進行多層凈化。
① 圩域代替流域,塑造基本面源污染治理單元
由于示范區(qū)主要農(nóng)業(yè)均在農(nóng)業(yè)圩區(qū)內(nèi),因此圩區(qū)變成最合適的農(nóng)業(yè)面源污染治理邊界。在示范區(qū)內(nèi)以“圩域”代替“流域”來進行面源污染治理更具備空間可操作性。首先應分析示范區(qū)農(nóng)業(yè)圩區(qū)總氮、總磷的污染排放強度,識別高強度污染排放圩區(qū)和低強度污染排放圩區(qū),排放強度分布情況見圖7。高強度污染排放圩區(qū)強調(diào)農(nóng)業(yè)污染的源頭排放控制,并在組合多類生態(tài)技術(shù)、加強末端凈化的基礎上,通過調(diào)整種養(yǎng)殖結(jié)構(gòu),逐步改變高強度種植模式;低強度污染排放圩區(qū)倡導生態(tài)化農(nóng)業(yè),建議實施種養(yǎng)業(yè)廢棄物資源化利用,推動種養(yǎng)結(jié)合、農(nóng)牧循環(huán)發(fā)展。
② 構(gòu)建生態(tài)濾網(wǎng),改造提升水系網(wǎng)絡自凈能力
結(jié)合示范區(qū)水系自然特征,通過對水系改造,形成具備凈化功能的生態(tài)濾網(wǎng),并構(gòu)建“濾網(wǎng)–濾芯–濾道”三級凈化體系,按照“小微濾網(wǎng)貫通–濕地濾芯自凈–骨干濾道通暢”的凈化次序,形成過濾–恢復–反向加強–復蘇的演化規(guī)律,保障水系統(tǒng)全網(wǎng)絡、全流程、全要素的多樣化生態(tài)修復,從而恢復河湖生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)服務,并逐漸恢復其供給服務和文化服務。圩域生態(tài)濾網(wǎng)凈化模式見圖8。
實施過程中,首先系統(tǒng)疏通斷頭浜,并結(jié)合圩內(nèi)水系流速慢、往復流、防洪風險小的特征,構(gòu)建“水岸—水面—水下”自然網(wǎng)絡化凈化空間。通過重建多孔穴柔性河岸,柔化硬質(zhì)河岸,重塑岸坡生境;采用生態(tài)浮島、生態(tài)浮毯、生態(tài)基凈水技術(shù)及曝氣復氧技術(shù)對水域空間進行生態(tài)修復,加強垂向流動;構(gòu)建以沉水植物為主,沉水、挺水、浮葉植物共生,錯落有致、層次分明的水下森林群落,改善底棲生態(tài)環(huán)境。
③ 建設生態(tài)濕地,構(gòu)建分布式自然凈化多節(jié)點
示范區(qū)內(nèi)水系湖蕩多,養(yǎng)殖河塘多,生態(tài)濕地少,造成養(yǎng)殖等農(nóng)業(yè)面源污染物無法形成生態(tài)鏈循環(huán)。通過建設生態(tài)濕地,形成沉淀、攔截、曝氣、吸收等多道步驟,可以逐層逐步改善水污染,有效減輕入河湖面源污染,提升生態(tài)濾網(wǎng)整體凈化功能,濕地凈化模式見圖9。
創(chuàng)新農(nóng)村生活污水治理技術(shù),開展農(nóng)村生活污水黑灰分離治理試點,將水量占比約90%的灰水進行還田利用,10%的黑水納入小型分散式污水處理設施,達標后方可排入圩內(nèi)河道。通過黑灰分離、農(nóng)田面源污染控制、水產(chǎn)養(yǎng)殖污染控制、末端入河緩沖帶建設等組合工藝,可有效控制圩區(qū)污染,建設清潔圩區(qū)。圩域組合生態(tài)處理模式見圖10。
3.3 設施高效化——從灰色提質(zhì)增效轉(zhuǎn)向藍綠灰融合高效
① 融合藍色,海綿改造削減初雨污染與入湖污染
充分利用示范區(qū)內(nèi)水面多、藍綠空間多的特點。提升雨水自排能力,結(jié)合圩域建設,率先完善高標準的雨水排水系統(tǒng)。推進海綿城市建設,以海綿設施建設促進源頭污染控制和生態(tài)恢復,以逐步分流制排水改造,推進集中建設區(qū)的排水混接治理和內(nèi)澇治理。
充分利用濱湖空間削減湖周面源污染。推薦利用20~100米的濱湖生態(tài)空間,通過構(gòu)建初級沉淀(濕塘等)–濕地過濾(雨水花園等)–入湖攔截(植草溝、滯留帶等)–湖體自凈等多級凈化體系,保障入湖水質(zhì)。生態(tài)緩沖帶建設模式見圖11。
② 改造灰色,提升污染物收集率水平與污水處理模式
結(jié)合城鎮(zhèn)污水提質(zhì)增效相關(guān)要求,對示范區(qū)內(nèi)各建成區(qū)污水管網(wǎng)進行系統(tǒng)化修復治理,逐步提升污染物收集率水平。推行共享理念優(yōu)化污水廠布局,利用示范區(qū)內(nèi)湖蕩多的特點推進污水廠尾水濕地凈化工程建設,通常按照1萬噸污水1~2hm2的規(guī)模配建人工潛流濕地進行深度處理。同時結(jié)合水處理發(fā)展理念和示范要求,在重點區(qū)域規(guī)劃建設污水新概念廠,形成低碳、高效、資源可回收利用的系統(tǒng)性建設模式,示范區(qū)城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)分布情況見圖12。
③ 循環(huán)綠色,高效推進工業(yè)園區(qū)污水零排放與中水再生利用
構(gòu)建水資源循環(huán)使用系統(tǒng),提高非常規(guī)水資源利用率至20%(約55萬t/d)。按照“優(yōu)水優(yōu)用”的原則,合理規(guī)劃再生水循環(huán)使用,城市景觀和生態(tài)補水可優(yōu)先利用再生水,工業(yè)用水應大力采用再生水。應加快推進工業(yè)集中入園,優(yōu)先開展工業(yè)區(qū)廢水回用,并在再生水水源收集系統(tǒng)中的工業(yè)廢水接入口設置水質(zhì)監(jiān)測點和控制閘門。水資源循環(huán)模式見圖13。
3.4 品質(zhì)魅力化——從單一工程治水轉(zhuǎn)向構(gòu)建魅力濱水
① 推進濱水可達,建設全域網(wǎng)絡化的濱水綠道體系
結(jié)合濱水空間生態(tài)修復,以“全域貫通、活力觸媒”為原則,同步推進流域級、區(qū)域級、組團級、綠道連接線四級濱水綠道體系建設,將綠道與生態(tài)隔離帶合二為一,塑造“以綠道為線,以生態(tài)為底,以田園為基,以文化為色”的魅力濱水景觀。濱水綠道布局情況見圖14。
② 塑造魅力水岸,構(gòu)建隱形堤防下的開敞濱水空間
改變傳統(tǒng)的硬質(zhì)化直立擋墻式防洪模式,結(jié)合活力城區(qū)、特色小鎮(zhèn)、美麗鄉(xiāng)村三類功能需求營造契合度高的公共開放空間,建設消隱式生態(tài)堤防,鏈接示范區(qū)內(nèi)部湖蕩聚落,凸顯文化資源底蘊,促進生態(tài)價值轉(zhuǎn)化為社會價值。藍綠開敞空間布局情況見圖15。
③ 打造示范節(jié)點,構(gòu)建“生態(tài)+”的系統(tǒng)化節(jié)點改造樣板
在湖蕩治理過程中,改變傳統(tǒng)以景觀亮化為核心的節(jié)點改造方式,推進以生態(tài)優(yōu)先為核、景觀提升為輔、文化增色為魂的“生態(tài)+”新范式。以元蕩湖為例,通過堤島串聯(lián)、生物過濾、綠色織補與駁岸保護,構(gòu)建多節(jié)點的濕地湖灣區(qū)域,讓自然做功,并疊加景觀與文化主題功能,營造新興功能需求與傳統(tǒng)江南水鄉(xiāng)特色相耦合的“新江南”風貌。生態(tài)治理節(jié)點模式見圖16。
3.5 管控智慧化——從多頭分散管控轉(zhuǎn)向智慧一體協(xié)同管理
① 一體化監(jiān)測,建立示范區(qū)水環(huán)境監(jiān)測感知網(wǎng)
利用空天地一體化監(jiān)測技術(shù),建設形成一張覆蓋源、網(wǎng)、站、廠、河湖的水環(huán)境監(jiān)測、水污染預警溯源感知網(wǎng),實現(xiàn)對自然水循環(huán)過程和社會水循環(huán)過程的及時、全面、準確、穩(wěn)定的監(jiān)測、監(jiān)視和監(jiān)控。水智慧平臺建設模式見圖17。
② 共享化平臺,推進示范區(qū)水環(huán)境平臺建設
基于數(shù)據(jù)驅(qū)動模式支撐集規(guī)劃制定、方案設計、施工管理、運行維護等全生命周期的數(shù)據(jù)資源共享平臺,建設示范區(qū)全流域綜合信息平臺和三維影像模型。通過云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)實現(xiàn)水文水質(zhì)等核心業(yè)務的關(guān)鍵生產(chǎn)指標、生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)的自動采集、遠程實時監(jiān)視、智能預警,打通現(xiàn)狀三級八方管理系統(tǒng)割裂孤島情況。水智慧平臺建設模式見圖18。
③ 協(xié)同化管理,為聯(lián)合河長制奠定智慧化基礎
示范區(qū)分屬兩區(qū)一縣,水環(huán)境要進行協(xié)同管理成本高,通過一體化智慧平臺的建設,降低了協(xié)同成本。統(tǒng)籌示范區(qū)涉水執(zhí)法監(jiān)管標準,聯(lián)合管控水域岸線、聯(lián)合治理跨省河湖,為探索示范區(qū)跨區(qū)域跨行業(yè)涉水事務協(xié)同治理新模式提供智慧基礎。
04 模式探索
流域水環(huán)境治理具有復雜性、持續(xù)性和高投入性,由于水環(huán)境治理受益的外部性,難以落實治理回報。示范區(qū)成立使命之一即探索這種生態(tài)價值轉(zhuǎn)化的途徑。作為最水鄉(xiāng)的區(qū)域,水環(huán)境綜合治理將快速提升區(qū)域空間價值,吸引創(chuàng)新型企業(yè)入駐,提升價值。本次治理結(jié)合示范區(qū)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃,構(gòu)建EOD(Landsenses Ecology-Oriented Sustainable Development)模式閉環(huán),引入市場機制,柔化上下游矛盾,騰退低端污染企業(yè),快速提升區(qū)域價值。投資回報模式見圖19。一是對于示范區(qū)區(qū)域河湖修復、水環(huán)境綜合治理等工程可采用EOD模式,在示范區(qū)內(nèi)引入資本參與工程建設,通過PPP模式與政府合資公司,通過EOD模式,在生態(tài)廊道內(nèi)及周邊區(qū)域,允許環(huán)境投資公司在符合土地管理法律法規(guī)和國土空間總體規(guī)劃依法辦理建設用地審批手續(xù)、堅持節(jié)約集約用地的前提下,利用一小部分治理面積從事旅游、康養(yǎng)、體育、設施農(nóng)業(yè)等產(chǎn)業(yè)開發(fā),讓企業(yè)得到相應的投資回報,從而提高企業(yè)參與積極性。
05 結(jié)語
在近年國內(nèi)水環(huán)境治理取得巨大成績的基礎上,以廣義水環(huán)境視角去審視思考下一輪水環(huán)境如何去做是全新的命題。示范區(qū)水環(huán)境治理方案正是從這個視角下去探索全新的廣義水環(huán)境治理模式,更要面對各種制度與技術(shù)瓶頸,包括如何在水環(huán)境基底較好區(qū)域進一步提升整體水質(zhì),如何進一步調(diào)動資本參與水環(huán)境治理的積極性等。這類問題未來會出現(xiàn)在國內(nèi)不同區(qū)域。本次以示范區(qū)水環(huán)境治理頂層設計為契機,構(gòu)建問題與目標雙導向下的新技術(shù)體系,強化水空間管控,強化水治理的系統(tǒng)性,以圩域治理為核心單元,以藍綠灰系統(tǒng)融合為切入點,以EOD模式為實施抓手,構(gòu)建了一套系統(tǒng)治理—空間增值—資本回報的閉環(huán)模式,可為探索“兩山論”提供區(qū)域樣板。
原標題:長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)水環(huán)境綜合治理的探索與思考
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