典型雨源型城市河流生态治理探索与实践
2024-11-12 02:58:59
雨源型城市河流具有水量随季节变化大、生态基流难以保障、局部断流、水体环境容量有限和生态脆弱的特点，易受人类活动影响，致使河流水质下降，生态环境急剧恶化，且治理难度复杂和困难 [1] 。目前，欧美等国家在治理雨源型河流时，注重河流生态环境需水量，在保障河流水量稳定后，再进行水生物环境营造，使河流达到稳定、健康状态。而国内雨源型河流治理的研究与应用起步晚，初期采用传统的沿河截污纳管方式，提高了污水收集率，减少了入河污染物，改善了水环境质量。但也产生了许多的负面影响，出现枯水期生态基流缺失，破坏河流生态系统稳定性，对流域水生态环境埋下潜在风险 [2] [3] [4] 。本文以国内一线城市雨源型河流——深圳市坪山河为例，立足于坪山河流域特点和突出问题，凝练水环境、水生态、水资源、水管理、水经济等方面的治理措施，总结治理成效，为高度集约开发区域雨源型河流治理提供参考案例。
坪山河，深圳市五大河之一，为深圳、惠州跨界河流，属东江水系淡水河的一级支流，发源于梅沙尖，干流从西南至东北纵贯坪山区，经淡水河、西枝江汇入东江，河长14.06公里，流域面积129.5平方公里，多年平均径流深1100 mm。坪山河水系干流及一级、二级支流共15条，河道总长达103.9公里，形成了典型的梳状水系。坪山河属雨源型河流，水量随季节变化大，生态基流难以保障，水体环境容量有限 [5] 。保持坪山河优良水质、维护丰富水生态，对保障东江水源地优质供水资源和粤港澳湾区水安全有至关重要的意义。
改革开放后，作为率先发展地区，特别是随着深圳大工业区的兴建，坪山河流域工业企业遍地开花，产业和人口翻倍增长，污水排放“量增质劣”，河流水质长期劣V类甚至黑臭，河流生态功能受到严重破坏。
一是小散乱污企业多监管难度大。城镇化进程中，流域内五金材料、塑胶材料、制造料等高污染行业产业无序发展，规模偏小，工艺落后，且基本无配套处理设施，排放监管难度大。
二是沿河截污治污系统不完善。污水管网、水质净化设施建设滞后，污水收集率不足70%，处理率不足。坪山河流域存在290多个入河排口，两岸污水管道截流污水、雨污未分流管道的溢流污水以及支流污水均直接进入河道。
三是雨源型河道环境容量小。坪山河是南方典型雨源型河流，汇水面积较小，超40%为建成区，致使坪山河雨季汛期水势骤涨，旱季水资源不足、局部断流、环境容量小。
四是河道生态功能退化。坪山河沿线建成区逐渐蔓延成典型产业型城镇，中游约5公里河道两岸被过度开发，建筑物挤占河道，挤压必要的滨水生态绿化空间。2015年干流自然岸线%。
五是河道与管网密集交错管理难度大。管网投资建设主体多，管理责任主体之间缺乏衔接，管网未能发挥效益。同时，河道管理方式粗放，信息化、科技化管理欠缺。
坪山河深入贯彻深圳市“全流域治理、大兵团作战”治水模式，强力推进各项整治工作。一是率先源头入手解决河流污染痛点。从2008年起坚持“限–引–扶”政策不放松，率先启动流域环保限批政策，空前力度实施区域限批、行业禁批、行业限批和企业限批，累计淘汰“三高一低”企业3000余家，推进流域内排污企业转型升级。二是高标准补齐治污设施短板。建设水质净化厂及分散设施规模36万吨/天，排水管网3878余公里，实现流域污水收集率超85%，污水零直排小区覆盖超63%。三是突破传统治水理念技术瓶颈。基于院士团队“自然–社会”二元水健康循环理论，创新构建“精准截污、分散调蓄、分布处理、就近回用”技术体系，雨时实现全过程“截浓去淡”“高峰蓄水、低谷排水”，确保雨季河流水质达标 [6] 。
践行河道“近自然”治理理念，统筹考虑流域生态资源价值，全面修复生态系统。一是打造河湖生态缓冲带。修复23.4公里生态自然岸线公里坪山河碧道，沿河布局58.2万平方米湿地群，河道自然岸线%。二是打造生物多样性保护示范。构建乡土植物群落，营造深槽、浅滩，设置汀步等措施，河道水流形态由简单实现多样化转变，提供动植物繁衍生息提供庇护场所，保护生物多样性 [7] 。三是实现生态资源保值增值。将60.28%流域面积纳入基本生态控制线范围内并严格坚守，保障生态系统完整性。建设38公里坪山河自然博物长廊，串联山水河湖，实现流域内生态资源保值增值。
统筹流域多渠道水资源，打造多水共济低动力消耗生态补水模式。一是实现多水共济，充分保障全年河道补水需求。创新构建水资源调控网络，开拓再生水、基流清水、非供水水库等多渠道水资源，确保维持河道旱季水量 [8] [9] 。二是全域统筹，创新生态补水资源精细调配。针对降雨丰沛雨源型河流的补水特点，分适宜、低限两级计算各个断面汛期、非汛期的生态需水量，在就近回补、低动力消耗的条件下实施生态补水精细化调配，全年生态补水总量达15,473万吨(其中污水再生、初雨处理再利用水量7650万吨，精准剥离清水入河水量7673万吨、非常规供水水库补水量150万吨)，全年生态流量达标率100%，污水再生水回用率超94%。
从治理转向“智”理，实行流域治管的现代化智慧化监控与管理。一是创新构建流域管控智慧化平台。创新建立智慧管理与服务平台，构建截流–调蓄–处理–回用的一体化调控体系，助力水质稳定。二是创新应用智慧化监测监管手段。采用“互联网+”河道水质监测手段，创新打造“水中哨兵”——无人自动水质监测站，实现24小时实时水质监测，报警提示，通知追踪反馈。成立无人机“空军”小分队，全方位开展“空中”监管巡查。三是创新打造河道管理长效模式。率先推行“8 + 36 + 22”三级河长制，构建“1 + 6 + 20”护河义工体系，全国首创“物业管理进河道”模式，打造河道管理长效模式。
以山水融城为设计理念，推行“水、产、城”共治，推动“一河两岸”水美城兴。一是河产融合，实现产业结构转型升级。出台“限–引–扶”“全链条”产业结构调整政策机制，构建“区域大循环 + 产业小循环”绿色循环模式。大力发展以绿色低碳、生物医药、新一代信息技术等三大产业为核心的低碳绿色产业，持续提高产业“含绿量”和“含金量”。二是河城融合，实现以水兴城因水悦城。布局深圳燕子湖国际会展中心、深圳自然博物馆、深圳技术大学等优质惠民利民设施，高标准建设坪山河干流碧道16公里，促使更多公共开放空间向水岸集聚，实现了产业兴城、碧水绕城、生态宜城，让人们尽享山水相融的城市生活 [10] 。
坪山河省考上垟断面水质在2016~2018年实现从劣V类到地表水III类的跨越，当前较水污染防治攻坚战前(2015年)氨氮下降率达91%，总磷65%，化学需氧量(Chemical Oxygen Demand, COD) 39%，生化需氧量(Biochemical Oxygen Demand, BOD) 66%，透明度提升至年均51厘米，从感官黑臭到清澈见底，实现2019~2022年连续4年地表III类水体，水功能区达标率100%的目标。如今，坪山河汛期、非汛期水质稳定III类已是常态。坪山河治水项目荣获“2020~2021年度国家优质工程奖”、第五届ELA国际景观大奖。
2015年，坪山河干流自然岸线%，经过多年河道生态修复，2019年起，自然岸线年开始连续监测)，消失多年的唐鱼、虎纹蛙重回坪山河，蛇雕、豹猫等10余种保护动物在流域中安养生息。根据生物完整性指数(IBI)结果，坪山河水生植物健康状态整体处于中等水平，水生植物覆盖度为43.75%~90%。实现从治理前的鱼虾绝迹、杂草丛生到现在的鱼翔浅底、水草丰美、白鹭翔集。
坪山河年生态补水量总计达15,473万吨，河道生态流量保障率达100%，干流主要断面近3年实现流速实现0.1~1米/秒稳定流速，上垟省考断面年均流速达0.3米/秒，坪山河从治理前的旱季黑臭缺水季节性断流实现了全年的碧波荡漾。
产业形态实现从大工业区的“三来一补”到“智能车、创新药、中国芯”千亿级新兴产业集群，2022年坪山河沿线三大主导产业产值破千亿，人均GDP达19万元，较2015年增长72.7%，万元GDP水耗由2015年的14.2立方米下降至8.1立方米。在疫情防控形势下，坪山GDP连续多年保持“双位数”增长，产业与水污染实现“双升双降”，实现了治水与经济协同发展。
坪山河治理围绕三水统筹理念，探索了精准截污、多水共济、近自然生态修复、产城融合等先进治河经验，开创出一个科学智慧精细的治水管水新模式，实践出一条雨源型河流低动力生态补水新路子，解决了国内雨源型河流枯水期生态基流缺失、生态系统不稳定等问题，可为其它同类型河流治理提供借鉴。下一步将在动态生态监测方面进行探索和研究，通过对河流全周期动态监测，分析数据变化趋势，进一步评价雨源型河流生态治理效果。