对城市河湖水质改善的探讨（张世清,李京辉,翟金旺）

水是生命之源, 城市依水而建, 随着城市建设的飞速发展, 水资源的短缺日益突出。如何做好开源、节流、治污工作, 到2008年前使六环路以内城市河湖水质基本还清, 城中心区150km河道水质达到类标准, 为奥运会创建“ 绿色奥运、科技奥运、人文奥运” , 为首都市民营造优美水环境, 是摆在水务工作者面前的中心任务。

1 城市河湖截污治污历史回顾

北京城市河湖水系始建于金代, 成型于元代, 拓展于明清。新中国成立后经过较大规模的改造和建设, 形成了现在的水系格局。城区的截污改造经历了3次大规模的治理。第1次是在20世纪60年代, 治理了排污口200多个。由于当时居住人口比较稳定, 排污口的数量相对较少, 同时降雨量大, 河道水体流动性强等, 河湖基本是水体清澈,到处可以看到人们下河捕鱼、游泳的场景。第2次是20世纪90年代初, 城市建设发展迅猛, 全市常住人口1032万人, 流动人口也达到了127万人。相应带来的是用水量加大, 排放污水量不断增加, 加重了城市河湖污染程度。此次截污工程历时3年, 对11条河渠进行了有效的治理, 改造和封堵了排污口300多个, 减轻了河湖水质的进一步恶化。但河湖的水质急速变差, 有些河道已经呈现出黑臭的趋势, 水中的自然水生植物和鱼类在逐年减少, 河道的生态环境遭到破坏, 纳污能力下降。到了90年代末, 人口增加到1285万, 流动人口猛增到300万, 各项建设工程如火如茶, 城市河湖生态环境更加恶劣, 再遇上连年干旱, 几乎到了“ 无河不干, 有水皆污” 的地步。为了彻底改善城市水环境, 从1998年开始, 市政府投巨资实施了第3次也是规模最大的一次截污工程, 对城中心区的昆玉段、长河、筒子河、内城六海湖泊等近50km河道和13处湖泊进行了有效的治理, 逐步实现了“ 水清、岸绿、流畅、局部通航”的治理目标。

城市河湖担负着工业、城市生活、园林绿化美化用水,同时保证防汛、抗旱与河道通航的安全以及河道水质、保洁和管理等工作。所辖河道贯穿9个区, 河湖处管辖河道12条, 河道长度118.39km(其中:明渠109.56km, 暗渠8.83km), 供水湖泊24处, 水面面积866万m2, 水体总量1338万m3。以第3次大规模治理为契机, 特别是从2002年起, 管理处成立了以领导挂帅的截污办公室, 对管辖范围内的所有排水口进行核查, 排水口有1080个, 其中雨水口790个, 雨污合流口290个。在截污治理前, 年排污量达1.15亿m3。我处对合流的排污口分别采用铺设污水管道、雨污分流、改造截流井、增设截流坎和渗井等多种方式进行治理。目前完成截污治理的河道达94.12km, 占管理总长的86%, 已经治理排污口241个, 占排污口(290个)总量的83%。排污口的有效治理和减少, 大大改善了城市河湖水质, 通过连续3年的水质监测, 河湖水质在逐年好转, 同时也避免了水华大面积的暴发。河湖处在治理水环境方面做出了艰苦的努力, 取得了显著的成绩。但截污工作并非一帆风顺, 在全面截污的进程中, 暴露出一些问题, 已经治理过的水口有66个出现不同程度的反复, 情况分为3类:经常性排污水口16个, 主要表现在城区老旧管道大量存在, 多为雨污合流管道, 并且管道错综复杂, 污水随意接入性大偶尔排污水口12个, 主要是截流管口径小, 易造成管道淤堵, 餐饮、洗车、发廊等私接乱排现象普遍少量渗流水口38个, 但存在养护管理跟不上, 垃圾清理不及时, 当来水量大时, 污水溢流截流坎入河。以上情况的出现都是造成河湖水质污染的原因。

2 城市河湖水污染的原因

造成城市河湖水污染的原因有多方面, 主要表现在以下4个方面。

(1)城市河湖水量逐年减少。北京城市河湖水系基础较好, 在20世纪70年代以前, 城区各河道、湖泊水量充沛, 水质清澈, 人们在河湖中游泳嬉戏, 鱼虾穿梭其中, 到处是碧波荡漾, 柳垂倒影的景色。在当时河湖水量充沛, 自身有一定的纳污能力, 工业、生活废水排放量相对较少, 少量污水不会对河湖造成大的影响。到了90年代, 城市飞速发展, 人口急剧增加, 城市污水排放量进一步增加, 降水量却逐年递减, 特别是从1999年以来, 年降水量仅为多年平均的70%左右, 水量的减少导致河湖水体流动性差, 纳污能力降低, 形成恶性循环。

(2)污水通过排水管网流入河道。河湖本身不产生污水, 污水主要是来源于接人河道中的排水管网。随着城市的快速发展, 我市排水管道老化现象严重。老城区的排水管道基本上都是20世纪60年代铺设的, 还有部分地区的排水管道是解放前修建的, 不仅没有进行雨污分流, 管道的口径也较小, 排水能力有限, 甚至一些管道淤积严重, 排水功能大大降低, 致使一遇降雨, 管道中的污水污物大量流入河道, 对城市河湖水质造成污染。部分单位、市民的环保意识差也是重要的原因。居民生活污水, 餐饮、洗车、洗浴等废水接人到市政雨水管道, 废水中带有大量的洗涤用品、粪便、油污等, 导致高磷、高氮和一些有害物质直接排入到河道中, 加重了河水的恶化程度。

(3)降水初始带来的污染。众所周知, 降水初始雨水的水质很差, 在降雨过程中的前0.5-1.0h, 雨水夹杂着空气中的杂质、屋顶及路面上的垃圾、管道中的污物并带到河道中。屋顶初始雨水中的COD和悬浮物非常高, 其中酚、石油类的含量占相当大的比例, 尤其以沥青油毡屋顶的初始雨水径流污染最为严重。路面受到汽车尾气排放物、城市废弃物以及路面材料的影响, 初始雨水径流含有多种污染物, 如硝酸盐、农药、苯和重金属中的汞、铅等, 都是造成城市河湖水污染的主要原因。

(4)市政管道截污工程方式不能做到雨污分流。城市雨污水很大一部分是通过市政管网收集起来, 统一排放的。市政管道的截污工程方式主要有2种, 一是修建污水管网,收集区域污水送到处理厂, 此种可以避免污水入河, 是保证雨污分流最好的方法。另一种是在原有雨污合流管道的基础上, 修建截污设施, 即堰式或槽式截污。在河湖管理处管辖范围内的截污工程, 多是采用设置截流坎的方式进行改造的。当坎上游有不同程度的淤积或降雨强度较大时,排污情况比较严重, 在管线没有实现规划的前提下, 这只能算是一种临时的治理方法。

3 改善城市河湖水质的主要途径

针对以上情况, 就需要提高河道自身修复能力, 减少污水污物的入河量, 减少点源污染, 采取科学的技术措施改变水质, 有效利用水资源, 恢复水生态系统。

3.1 减少污水(物)入河量

随着城市人口的膨胀和生活水平的提高, 用水量在逐年增加, 同时废水量也随之增加, 减少污水(物)入河量是保证河湖水质最重要的因素, 在实际工作中可以从以下几个方面加以控制。

(1)治河先治污。在城市河湖的综合整治中, 治污工作必须优先考虑、优先实施, 或同步实施, 要避免治河不治污。河道按照高标准和规划整治完成后, 再进行污水截流工程, 这不仅对已建的景观造成破坏, 而且还是对资金的一种浪费。治污工作要从点、线、面通盘考虑, 首先从总体规划上应该合理布局。无论是在河道整治、道路建设、小区开发等方面, 都要有一个完整的雨污水管网系统, 在工程实施前先要按照规划铺设各种市政管线, 铺设的位置和口径要有前卫思想, 使雨水和污水各有自己的排放区域。雨水流入河道可以增加景观用水, 同时雨水还可以回灌地下, 补给水资源的紧张状况污水收集起来通过管网进入污水处理厂, 处理达标后排放。

(2)雨洪利用。雨洪的科学利用可以弥补水资源的不足, 同时减少了污水(物)的入河量。因地制宜地建造雨水集蓄工程, 可以提高水资源利用能力和节约用水, 有效改善区域生态环境, 减轻城市河湖的防洪压力, 减少大型污水处理厂和管网建设的资金。雨洪的科学利用可以通过工程的改造得以实现。一是增加地表水入渗能力, 采用透水砖代替路面铺装, 补充地下水, 目前已经有一些地方开始采取了这种方式, 将人行步道砖换成了透水砖, 将停车场用空心砖铺装, 并在砖内种植草坪, 既起到了渗水作用,又美化了环境二是修建雨洪集蓄设施, 如双紫住宅小区,通过埋设集水管道将雨水收集到蓄水池中, 经过简单的处理, 进行小区内的绿化喷灌, 雨水的利用可以充分缓解水资源的紧张状况。

(3)雨污彻底分流。城市的建设离不开住宅小区、商业区、写字楼等大型的建筑群体, 对于新建的建筑小区按照规划实施, 实现彻底的雨污分流是完全可行的, 雨水可以排入河道, 污水通过市政污水管网收集到大型的污水处理厂, 使市政地下设施充分发挥最大效能, 各自承担应有的作用。对于老城区中的街道、住宅等, 多为雨污合流管道。在没有雨污分流的条件下, 只能靠实施污水截流的方式解决, 但也要视情况而定, 不能盲目地在河边做工程, 要从最近的污水源治理, 可以在几公里的管线内同时做几处截流, 就近接入污水管线, 减轻下游的压力, 减少因上游来水量大溢流入河的现象。

(4)加强管网维护管理。加强对城区市政管网的维护管理, 是减少污水、污物排放的重要环节。雨污合流管道的管理水平, 直接影响到污水的入河量, 管道养护清掏得及时, 可以减少对河湖水质的污染。为此, 制订城市管网定期养护工作流程, 加强市政管网的管理力度, 增加养护经费是很必要的。

(5)城区污水处理达标排放。首都的建设在飞速发展,但城市基础设施相对落后, 市政管网不配套, 为此必须加快污水处理厂和市政污水管网的建设。可以采用集中处理与分散处理相结合的方式, 建设大、中、小型污水处理厂,使其相互补充, 发挥最大的效能。在有些地区随着新的房地产开发和道路的建设, 按规划铺设市政雨、污水分流管线, 集中收集该地区的污水, 接入到大型污水处理厂, 如高碑店、清河污水处理厂。按照首都总体规划, 到2008年以前, 将建设14座大型污水处理厂, 实现城区的污水处理率为90%以上。郊区污水处理率达到50%。为了使水资源重复利用, 变废为宝, 中水再利用和开发就具有愈来愈重要的意义。通过处理厂的深度处理, 使污水形成可以利用的中水。通过管道输送到景观河道、土业冷却、园林绿化、市政降尘、洗车, 还可以将中水用到居住小区的卫生间等。努力使城区的再生水利用率达到50%以上, 逐步实现一水多用和重复使用, 实现污水资源化。在市政管网不健全的地区, 可以采用分散处理的方法, 建设中型、小型的污水处理设施。首钢集团就是一个很好的范例。首钢集团日产工业废水8万m3左右, 为了解决污水排放的问题, 2002年修建了一个占地面积2.95万m2的污水处理厂, 设计平均日处理能力9.6万m3, 最大日处理能力10.8万m3。采用高密度澄清池进行固液分离, 再通过Ⅴ型滤池过滤, 再加药消毒, 从而达到水污染物二级排放标准。处理后的污水其中70%回用, 回用水再次经过深度处理使其达到生产用水的标准, 30%的污水达标排放。首钢集团的这种做法不仅是从源头治理了污染源, 而且避免了水资源的浪费, 真正做到了一水多用。

小型污水处理设施可以用于小区、学校或没有管网的地区, 通过这种办法可以解决当地的用水。同时, 它还有三大好处:一是占地小, 资金投入少, 以小区为单位独立运行;二是可以避免长距离的管道建设, 污水就地处理再利用;三是可以采用不同的处理方式, 即经济又实用。

3.2 河湖的生态修复

所谓生态修复就是在原有河道的基础上, 通过科学的生态措施使河湖重现自然, 河道水质逐渐好转, 从而达到人水和谐的目的。

(1)生态治河。按照新的治水思路, 全面贯彻“ 两个转变” , 变工程治河为生态治河, 规划、建设天然河道、生态河道。建设生态水环境与现代化都市建设相结合, 为首都市民创造一个和谐、温馨的休闲娱乐场所。转河、元大都遗址公园的成功治理, 都充分体现了“ 以人为本” 的理念, 通过降低河岸线, 充分运用水景、水生植物、雕塑、园林小品、生态景观等做到人水和谐, 从而改变了“ 深挖沟,高筑堤” 陈旧的传统观念。

(2)生物防治。河湖水环境质量的提升, 需要科学的措施保障, 采用物理、生物、生态等综合防治措施, 营造良好的生态河道。通过投放生物复合酶, 激活和促进环境中原有的微生物, 有效降解水体中的污染物, 同时可增强水体自净能力。同时在河道中投放鱼、螺、贝类等水生动物, 恢复水生物多样性在具备条件的河道种植蒲草、芦苇、荷花、水柳和睡莲等水生植物, 改善河道生态环境和水质。

(3)增加水循环。俗话说“ 流水不腐” , 只有使河水流动起来, 才能保证城市河湖水体的良性循环。① 结合城市发展规划, 在城区范围内, 自西向东, 自上而下, 使一、二、三环的河道形成环状连接, 利用大流量的清水冲洗河道,实现三环碧水绕京城。②在小流域范围内, 如筒子河中安装推流、曝气设备, 增加水体的流动性, 提高水体含氧量,改善水体厌氧状态, 破坏水华发生的自然条件。③ 充分利用雨洪资源置换河湖水体, 挖掘洪水管理的潜力, 尤其针对雨洪水质相对较好的汛期中段及后期的雨洪, 为城市河湖多蓄雨水。④ 中水再利用, 通过污水处理厂的深度处理,使污水形成可以利用的中水, 通过管道和泵站将中水输送到上游景观河道、工业冷却、园林绿化、市政降尘、洗车,还可以将中水用到居住小区的卫生间等, 逐步实现一水多用和重复使用的原则, 实现污水资源化。⑤ 在有条件的河道中修建跌水、喷泉等设施, 既提高河道水体的含氧量, 又增添了河道的优美景观。

4 加强法制建设

加强法制建设, 加大执法力度, 保障各项措施得以贯彻落实, 做到人人知法、懂法、守法, 让爱护水环境良好意识深入人心, 促进各项工作的开展。

(1)宜传教育。水是生态平衡的基础。水资源的短缺将严重制约着城市的发展。要不断增强广大市民爱护水环境的意识。通过各种宣传方式, 让节约水、保护水的意识深入人心。让每个市民都自觉认识到, 爱护水环境光荣, 破坏水环境可耻, 从我做起, 从娃娃抓起, 爱护每一滴水。

(2)建立完善的法规。目前本市还没有一套完善的排水条例, 应加快立法步伐, 进一步补充、修改和完善有关法律法规, 制定科学的法规体系。在日常生活中有少数不和谐的行为对河湖水质影响很大。垂钩、游泳、洗衣物、测墩布现象时有发生, 餐饮、洗浴、洗车房废水私接现象非常普遍。建议从规划、审批阶段要严格控制餐饮、洗浴、洗车房等私接乱排现象, 要严格履行废水排放制度。作为水务主管部门应有权审查、监督和验收。

(3)加强联动机制。为进一步搞好城市河湖的管理工作, 我处将继续发挥与城管、市水政监察大队、街道办事处建立的联动机制, 联合执法, 查处违章, 使管理工作更主动, 提高工作实效, 为首都创造优美的城市水环境而努力工作。

作者简介：张世清（1962-）, 男, 管理处主任。

来源：《北京水利》2005.6