蓮石路段(duan)—植(zhi)被(bei)景(jing)觀對(dui)比

楊橋(qiao)段—居民區河道(dao)對(dui)比(bi)

這兩(liang)年，家住(zhu)北京青塔附近的(de)居(ju)民發現自己家門前的(de)涼(liang)水河變(bian)(bian)了(le)模樣，水清了(le)、樹(shu)綠了(le)、景(jing)(jing)美了(le)。“以前門口的(de)這條(tiao)河挺清的(de)，還下去摸過魚，但(dan)后來水黑(hei)了(le)，也變(bian)(bian)臭了(le)。之前看(kan)見工人(ren)在河里施工作業，沒想到沒多久水就變(bian)(bian)清了(le)，周(zhou)邊景(jing)(jing)色也漂亮了(le)，傍晚我們經常在附近遛彎(wan)。”附近的(de)一位居(ju)民說。

涼水(shui)(shui)(shui)河是(shi)北京市北運河水(shui)(shui)(shui)系的支流，也是(shi)北京城南的主(zhu)要排(pai)水(shui)(shui)(shui)河道。隨(sui)著城市的發展，很多(duo)污水(shui)(shui)(shui)未經(jing)處理直接排(pai)入其(qi)中，讓涼水(shui)(shui)(shui)河逐漸失去昔(xi)日美景。這幾年，經(jing)過(guo)治理，涼水(shui)(shui)(shui)河實施完成了干流長(chang)(chang)22.5公里河道清(qing)淤(yu)工(gong)程，干流長(chang)(chang)39.5公里水(shui)(shui)(shui)下結構(gou)工(gong)程以及6處除臭(chou)工(gong)程，實現了城市段基本還清(qing)，消除黑(hei)臭(chou)現象，全線基本建(jian)成濱水(shui)(shui)(shui)綠(lv)道。如今的涼水(shui)(shui)(shui)河岸畔綠(lv)樹成蔭，不再是(shi)臟臭(chou)的代名詞，沿(yan)河段還能欣賞“源(yuan)起荷香”“水(shui)(shui)(shui)關凈月”等水(shui)(shui)(shui)色美景。

與涼水河(he)(he)一(yi)樣，這(zhe)幾年(nian)北京(jing)的多(duo)條河(he)(he)流都已大變樣：清河(he)(he)波(bo)光粼(lin)粼(lin)，野鴨棲息(xi)，居民們(men)愉悅漫步；筒子河(he)(he)重現水清岸綠……京(jing)城(cheng)的河(he)(he)湖水系一(yi)天(tian)比一(yi)天(tian)潔(jie)凈、美麗、容光煥發(fa)，市民更(geng)愿意親水、游(you)水、依水。

讓京(jing)城(cheng)水(shui)(shui)(shui)系“變臉(lian)”的(de)“魔(mo)術(shu)(shu)(shu)師”是來(lai)自清華大學(xue)(xue)和(he)北(bei)控水(shui)(shui)(shui)務集(ji)團(tuan)有(you)限公司等單位(wei)的(de)聯合團(tuan)隊(dui)。經(jing)過(guo)幾年(nian)(nian)研(yan)究及實踐，清華大學(xue)(xue)劉翔教授帶領(ling)科研(yan)團(tuan)隊(dui)在北(bei)京(jing)市(shi)重點科技(ji)項目和(he)國(guo)家重大水(shui)(shui)(shui)專項課(ke)題(ti)的(de)支持下開發出“城(cheng)市(shi)面(mian)(mian)源(yuan)污(wu)染(ran)控制與景(jing)(jing)觀(guan)水(shui)(shui)(shui)體(ti)改善成(cheng)(cheng)套(tao)(tao)技(ji)術(shu)(shu)(shu)”，針對(dui)城(cheng)市(shi)面(mian)(mian)源(yuan)污(wu)染(ran)控制、非(fei)常規水(shui)(shui)(shui)資源(yuan)（雨(yu)水(shui)(shui)(shui)徑(jing)流、再(zai)(zai)生水(shui)(shui)(shui)）安全(quan)利用、以再(zai)(zai)生水(shui)(shui)(shui)為(wei)主要補充(chong)水(shui)(shui)(shui)源(yuan)的(de)景(jing)(jing)觀(guan)水(shui)(shui)(shui)體(ti)水(shui)(shui)(shui)質改善等需求(qiu)，研(yan)發了12類核心技(ji)術(shu)(shu)(shu)，形(xing)成(cheng)(cheng)了城(cheng)市(shi)面(mian)(mian)源(yuan)污(wu)染(ran)全(quan)過(guo)程控制和(he)景(jing)(jing)觀(guan)水(shui)(shui)(shui)體(ti)水(shui)(shui)(shui)質綜合整治(zhi)的(de)技(ji)術(shu)(shu)(shu)思(si)路和(he)成(cheng)(cheng)套(tao)(tao)技(ji)術(shu)(shu)(shu)，對(dui)北(bei)京(jing)市(shi)乃至(zhi)全(quan)國(guo)的(de)城(cheng)市(shi)水(shui)(shui)(shui)體(ti)環境治(zhi)理(li)做出了積極(ji)貢(gong)獻。為(wei)此，該(gai)項目榮獲2015年(nian)(nian)度北(bei)京(jing)市(shi)科學(xue)(xue)技(ji)術(shu)(shu)(shu)獎一(yi)等獎。

“有水皆污”已成城市頑疾

河(he)水(shui)清(qing)澈，水(shui)草飄搖，魚翔淺底，是每一位百姓心向往之的(de)生動圖景。然而，我(wo)國城(cheng)市河(he)流有90%左右受到(dao)污(wu)染，出現河(he)水(shui)滯流、水(shui)體厭氧、生態退化、淤積嚴重、透明(ming)度(du)差，甚至發(fa)生黑臭等(deng)問題。

“由于水(shui)體(ti)(ti)污染(ran)負(fu)荷遠遠超過(guo)城市受納水(shui)體(ti)(ti)的(de)環(huan)境(jing)容量，導致(zhi)河(he)水(shui)中(zhong)有機物(wu)、氨氮(dan)等污染(ran)物(wu)嚴重超標，水(shui)生(sheng)生(sheng)態系統結構(gou)破壞，生(sheng)物(wu)多(duo)樣性銳減，城市水(shui)體(ti)(ti)的(de)生(sheng)態功(gong)能和使用功(gong)能日益衰退，水(shui)體(ti)(ti)修復和水(shui)生(sheng)態功(gong)能恢復的(de)難(nan)度明顯加大，城市河(he)流水(shui)環(huan)境(jing)生(sheng)態系統處于失衡狀態。”課題組負(fu)責人，清華大學環(huan)境(jing)學院(yuan)教授劉翔(xiang)說。

同時，城(cheng)市污(wu)水(shui)中氮磷污(wu)染物未(wei)經(jing)有(you)(you)效去(qu)除，又成(cheng)為(wei)城(cheng)市水(shui)體發生(sheng)富(fu)營養(yang)化的(de)(de)重要(yao)誘(you)因，造成(cheng)水(shui)體生(sheng)態功能的(de)(de)衰(shuai)退(tui)甚至喪失，水(shui)生(sheng)生(sheng)態環境的(de)(de)破壞(huai)已經(jing)成(cheng)為(wei)城(cheng)市生(sheng)態文明建設的(de)(de)主要(yao)障礙。“有(you)(you)水(shui)皆污(wu)”“河道黑臭”已經(jing)成(cheng)為(wei)許(xu)多城(cheng)市面臨亟待解決的(de)(de)環境頑疾。

“水(shui)是城之韻，質是水(shui)之魂。”劉翔說，城市水(shui)環境綜合整治和水(shui)體(ti)修(xiu)復(fu)技術是破解上述難題的(de)有效方法。

據了解，城(cheng)市水(shui)(shui)體修復(fu)技術是指根據生態(tai)學和(he)環境(jing)學的原理(li)，綜合運用水(shui)(shui)生生物(wu)和(he)微生物(wu)的方法，使(shi)污染水(shui)(shui)體得(de)到改善或恢復(fu)所采(cai)用的技術。其特(te)點是充分發揮現(xian)有水(shui)(shui)環境(jing)工程的作用，綜合利用流域(yu)內的濕地、灘涂、水(shui)(shui)塘、堤坡及(ji)水(shui)(shui)生生物(wu)等自然資源(yuan)及(ji)人工合成材料，對城(cheng)市水(shui)(shui)域(yu)自恢復(fu)能力和(he)自凈能力進行(xing)強化恢復(fu)或提升。

生(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)修復就(jiu)(jiu)(jiu)是(shi)恢復生(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)系(xi)(xi)統(tong)合理的(de)(de)(de)結(jie)構、高效的(de)(de)(de)功能(neng)和(he)協調(diao)的(de)(de)(de)關系(xi)(xi)，就(jiu)(jiu)(jiu)是(shi)重(zhong)建(jian)受損生(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)功能(neng)以及相關的(de)(de)(de)物理、化學和(he)生(sheng)(sheng)(sheng)物特性。“修復的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)就(jiu)(jiu)(jiu)是(shi)要再現(xian)一(yi)個自然的(de)(de)(de)、能(neng)自我調(diao)節的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)系(xi)(xi)統(tong)，使它與它所在的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)景觀形(xing)成一(yi)個完整的(de)(de)(de)統(tong)一(yi)體。”劉翔解釋(shi)說。

基于上述原理，課題組(zu)提出(chu)，城市水(shui)體綜合治理的總(zong)體技術思(si)路為(wei)(wei)：控源為(wei)(wei)本，調配優(you)先，多(duo)元(yuan)為(wei)(wei)輔，強化應急，景觀共建。

劉翔告訴記者，大多數城市水(shui)(shui)體(ti)最主要的(de)(de)問(wen)(wen)題是污染(ran)源控制不徹底(di)、河流(liu)生(sheng)態基流(liu)不足引起的(de)(de)。污染(ran)源治理不到位導(dao)致水(shui)(shui)質(zhi)超標，生(sheng)態基流(liu)不足致使水(shui)(shui)流(liu)緩滯，進(jin)而引發一系列的(de)(de)水(shui)(shui)環(huan)境問(wen)(wen)題。因而水(shui)(shui)質(zhi)改善(shan)最有效的(de)(de)方法就是控源截污、生(sheng)態修(xiu)復和水(shui)(shui)流(liu)改善(shan)，實現水(shui)(shui)體(ti)的(de)(de)良性循環(huan)。

另外，“還可以通過多元生態(tai)系統構(gou)建、河(he)水充氧(yang)、底質(zhi)控制等輔(fu)助技術(shu)促進和提升水質(zhi)改善和生態(tai)修(xiu)復的效(xiao)果。”劉翔說。

面源污染不解難有清清小河

要將一個受損的(de)生態系統的(de)結構與(yu)功能恢復到(dao)受損前的(de)水(shui)平是一項艱巨(ju)、困難和漫長(chang)的(de)工作。

課題組面臨的首個挑戰就是城市面源污染的排查。面源污染是指(zhi)通過降雨和地(di)表(biao)(biao)徑流沖刷，將(jiang)大氣(qi)和地(di)表(biao)(biao)中(zhong)的污染物帶入受納水(shui)(shui)體(ti)，使受納水(shui)(shui)體(ti)遭受污染的現象。隨著(zhu)我國城市化(hua)快速發展，新舊(jiu)城區不同排水(shui)(shui)系統的交(jiao)錯，污水(shui)(shui)和雨水(shui)(shui)管道混接現象普(pu)遍(bian)存(cun)在，大量污染物由地(di)表(biao)(biao)暴雨徑流排入水(shui)(shui)體(ti)。

通常，河(he)流(liu)污(wu)染的(de)(de)“罪魁禍首(shou)”來(lai)自于(yu)那些偷排(pai)廢水(shui)的(de)(de)工業(ye)企業(ye)和(he)直接排(pai)入河(he)流(liu)的(de)(de)生活(huo)污(wu)水(shui)。劉翔告訴(su)記者，來(lai)自工業(ye)企業(ye)和(he)生活(huo)污(wu)水(shui)的(de)(de)直排(pai)入河(he)這類有固定(ding)(ding)排(pai)放點(dian)(dian)的(de)(de)“點(dian)(dian)源(yuan)污(wu)染”的(de)(de)確(que)是重要污(wu)染來(lai)源(yuan)，但是那些沒有固定(ding)(ding)排(pai)放點(dian)(dian)的(de)(de)污(wu)染物(wu)經降雨和(he)融(rong)雪(xue)沖刷(shua)而產生的(de)(de)“面(mian)源(yuan)污(wu)染”，對(dui)水(shui)環境的(de)(de)殺(sha)傷(shang)力其(qi)實也非常大。

這種面源污(wu)(wu)(wu)染包括(kuo)：建筑工地(di)的積塵與(yu)淤泥、汽車灑在馬路上的尾氣沉淀(dian)物和漏油(you)、小(xiao)商販產生的油(you)污(wu)(wu)(wu)泔水(shui)(shui)等等，它們在降雨后沒有(you)進入(ru)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)管，而是經過雨水(shui)(shui)管道(dao)未經處(chu)理(li)直(zhi)接流向了河道(dao)，還有(you)一些合流式污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)管在雨天的溢流排放。

劉翔(xiang)指出，特(te)別是在(zai)暴雨初(chu)期(qi)，由于降雨徑流(liu)將地表的、沉積在(zai)下水管網的污染(ran)物，在(zai)短時間內，突(tu)發(fa)性沖刷匯入受納水體(ti)，而(er)引起水體(ti)污染(ran)。“據統(tong)計(ji)，北京在(zai)暴雨初(chu)期(qi)污染(ran)物濃度(du)超過平(ping)時污水濃度(du)3倍甚(shen)至更高。城(cheng)市面源具有分散(san)性、高流(liu)量和(he)重(zhong)污染(ran)等特(te)點。”

顯然，要治(zhi)理水環(huan)境，只關注點源(yuan)污染還不(bu)夠，如果不(bu)能妥善解(jie)決(jue)面源(yuan)污染，水環(huan)境就無(wu)法真正改善，即使暫(zan)時性好(hao)轉(zhuan)了(le)也難以長效保持。

摸(mo)清(qing)底數才(cai)能理(li)出治水路數。面源污染(ran)往(wang)往(wang)比較分(fen)散、隱(yin)蔽(bi)、隨機(ji)，研究和防控(kong)難度更(geng)大，尤(you)其是(shi)隨著(zhu)城(cheng)市快速發(fa)展，地下管道早已變得(de)錯(cuo)綜復雜，排查(cha)起來十分(fen)困難。

在劉(liu)翔(xiang)的帶領下，科研團(tuan)隊與相關單位合作，通(tong)過投放(fang)標示物、放(fang)煙以及模型模擬等(deng)方法，對片區內雨污水管線以及河(he)道(dao)各(ge)個排污口的數量、位置(zhi)坐標、水量、水質、時間段等(deng)情況進行(xing)了(le)全面排查和分析。

經過細(xi)致排查，他們對(dui)治理片區(qu)內的(de)污染來源、構成等做到心里有數(shu)。科(ke)研團隊系統(tong)地開展了城(cheng)市降雨(yu)徑流面源污染控制、非常(chang)規(gui)水(shui)(shui)資源（雨(yu)水(shui)(shui)徑流、再生(sheng)水(shui)(shui)）的(de)水(shui)(shui)質凈化與安全(quan)利用(yong)，以及收納雨(yu)水(shui)(shui)徑流和以再生(sheng)水(shui)(shui)為主要(yao)補(bu)充水(shui)(shui)源的(de)城(cheng)市景觀水(shui)(shui)體的(de)水(shui)(shui)質改善關鍵(jian)技術和核(he)心設(she)備(bei)的(de)研究。

科研(yan)團(tuan)隊重點(dian)突破(po)了(le)城市面(mian)(mian)源從源頭產生(sheng)(sheng)(sheng)、輸送過(guo)程、到最終排放入河(he)等關鍵環節的控(kong)制技術(shu)以及入河(he)污染(ran)(ran)源控(kong)制、補(bu)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)(zhi)提升、河(he)道自(zi)凈能力恢復、水(shui)(shui)體(ti)生(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)修(xiu)復、河(he)水(shui)(shui)應(ying)急處理等水(shui)(shui)體(ti)修(xiu)復關鍵技術(shu)，形(xing)成了(le)“源頭削減—過(guo)程控(kong)制—末(mo)端(duan)凈化”的城市面(mian)(mian)源污染(ran)(ran)全(quan)過(guo)程治理，以及“補(bu)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)(zhi)提升—水(shui)(shui)體(ti)水(shui)(shui)動力改善—河(he)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)(zhi)凈化—水(shui)(shui)體(ti)生(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)修(xiu)復”的景觀水(shui)(shui)體(ti)水(shui)(shui)質(zhi)(zhi)綜合改善的技術(shu)體(ti)系(xi)。

據了解(jie)，科研(yan)團隊開(kai)發(fa)了管(guan)網溢流控制、初期雨(yu)水分(fen)(fen)時收集、雨(yu)水旋流—快(kuai)濾(lv)組合處理等城市(shi)(shi)面源控制成套技術(shu)和對(dui)氮磷有高效截留/去(qu)除(chu)作用的(de)專用濾(lv)料。技術(shu)實施對(dui)城市(shi)(shi)徑流產生(sheng)的(de)面源污染SS、COD、NH3-N、TN和TP的(de)去(qu)除(chu)率(lv)分(fen)(fen)別達到95%、50%、80%、30%和70%，比現有同類技術(shu)有大(da)幅度的(de)提高。

此外，針對雨水徑流(liu)、再生水補水、分散(san)式(shi)直排污水、水產(chan)養殖等污染源，開(kai)發了堤岸式(shi)滲濾、功能型人工(gong)濕地、真空截污、旁路凈化槽等污染控(kong)制(zhi)技(ji)(ji)術。各項技(ji)(ji)術在工(gong)程中的實施(shi)效果比(bi)現有技(ji)(ji)術水平(ping)均有較大幅度的提(ti)升。

課題組還開發了濕地(di)恢(hui)復、堤岸生(sheng)態修(xiu)復、水體(ti)多元生(sheng)態構(gou)建、人工增氧造(zao)流、底泥消(xiao)化抑制劑、水體(ti)透析(xi)等水體(ti)凈(jing)化與(yu)修(xiu)復技(ji)術。“該類技(ji)術可(ke)以有效(xiao)控制河水黑臭(chou)、能夠適(shi)用(yong)于(yu)不同條件及要求的(de)水體(ti)修(xiu)復。”劉(liu)翔(xiang)說。

同時(shi)，課題(ti)組還研究出了(le)城(cheng)市垃圾分散收(shou)集和(he)封閉管理的實(shi)用技術(shu)，開發了(le)垃圾滲濾液的收(shou)集和(he)快速處理技術(shu)。總(zong)有(you)機負荷去除達90%以上，氨氮和(he)總(zong)磷也(ye)得(de)到了(le)較好的控制(zhi)，大幅(fu)度降低了(le)城(cheng)市面(mian)源產(chan)生的污染物(wu)濃度和(he)負荷總(zong)量(liang)，為后(hou)續面(mian)源控制(zhi)與管理創造了(le)有(you)力(li)條件。

萬頃綠波惠民生

隨著緊鑼密鼓的治理(li)，京城的河湖水系正變得越(yue)(yue)來越(yue)(yue)潔(jie)凈，越(yue)(yue)來越(yue)(yue)靚，越(yue)(yue)來越(yue)(yue)宜人。

劉翔告訴(su)記者，課題(ti)組(zu)在(zai)北京市實施應(ying)用工程(cheng)6項，先后在(zai)中關(guan)村環保(bao)科技(ji)園和(he)海淀區東埠(bu)頭溝開展了(le)城市面源污染控制(zhi)與(yu)雨(yu)水再(zai)(zai)利用、再(zai)(zai)生(sheng)水品(pin)質提升與(yu)河道生(sheng)態修復等(deng)工程(cheng)示范，在(zai)海淀、懷柔、大興、通州等(deng)地的(de)溫榆河、涼水河、雁棲湖和(he)稻香湖等(deng)小流域(yu)綜合整治與(yu)水環境改善工程(cheng)中得到推廣(guang)應(ying)用。

其中應用了(le)“旋(xuan)流—快濾(lv)”“滲透性堤岸過濾(lv)”“功能型人工濕(shi)地(di)”“水(shui)(shui)(shui)動力(li)調(diao)控”“多元生(sheng)態構建”等7項核心技術，整(zheng)(zheng)治(zhi)河道(dao)100公里，修復水(shui)(shui)(shui)體600公頃。工程(cheng)實(shi)施后(hou)城市面源污染得(de)到有效控制、水(shui)(shui)(shui)體消(xiao)除(chu)黑臭現象、水(shui)(shui)(shui)質得(de)到顯著(zhu)改(gai)善，為實(shi)現首都“三環(huan)碧(bi)水(shui)(shui)(shui)繞京城、十區(qu)清川映新(xin)城、萬頃綠(lv)波惠(hui)民生(sheng)”的(de)水(shui)(shui)(shui)環(huan)境(jing)整(zheng)(zheng)治(zhi)總體目標，特(te)別是北京市上游地(di)區(qu)—海淀山后(hou)地(di)區(qu)和(he)懷柔區(qu)的(de)水(shui)(shui)(shui)環(huan)境(jing)改(gai)善提(ti)供了(le)強有力(li)的(de)技術支撐(cheng)，取得(de)了(le)顯著(zhu)的(de)社會效益(yi)和(he)環(huan)境(jing)效益(yi)。

據了解，海淀(dian)北(bei)部新區水(shui)環境改善技術集成(cheng)與示(shi)范工程實(shi)現面源負荷削減30%—50%，河道水(shui)質由(you)地(di)(di)表(biao)水(shui)劣Ⅴ類提(ti)升至基本(ben)滿(man)足(zu)IV類標準。稻(dao)香湖(hu)再生(sheng)(sheng)水(shui)廠靠近翠(cui)湖(hu)濕地(di)(di)，是(shi)海淀(dian)北(bei)部的“生(sheng)(sheng)態綠(lv)心(xin)”，經(jing)深度處理(li)和濕地(di)(di)處理(li)的再生(sheng)(sheng)水(shui)作為景(jing)觀補水(shui)就近回用。雁棲湖(hu)位于北(bei)京郊區懷柔城北(bei)，承擔開展包(bao)括(kuo)APEC峰會(hui)在內的許多大型活動及旅(lv)游業(ye)，項目恢復(fu)上游濕地(di)(di)，污染物(wu)總量削減30％—70％。

這(zhe)項成果不僅僅造福(fu)北京(jing)一方(fang)，還在全國(guo)各個地區，如常(chang)州、南(nan)寧、沈陽等城(cheng)市得到了(le)推廣應用(yong)，取得了(le)顯著的經濟效益(yi)、環境效益(yi)和社會效益(yi)，也為我國(guo)城(cheng)市面源污染治(zhi)理和景觀水體修(xiu)復提供了(le)成套技術方(fang)案(an)和工程實踐經驗。

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