劉永定:水環境和流域污染治理與生態修復——從滇池流域水環境治理談起
聚焦流(liu)域(yu)水(shui)環(huan)(huan)(huan)境(jing)綜合(he)(he)(he)治理,引領城市水(shui)生(sheng)態文明建設,“清華(hua)大(da)學(xue)工程(cheng)博(bo)士高峰論壇”——暨清華(hua)大(da)學(xue)環(huan)(huan)(huan)境(jing)學(xue)院-北(bei)控水(shui)務流(liu)域(yu)水(shui)環(huan)(huan)(huan)境(jing)綜合(he)(he)(he)治理國(guo)(guo)(guo)際研討(tao)會成功(gong)舉行(xing)。本(ben)次(ci)論壇由清華(hua)大(da)學(xue)環(huan)(huan)(huan)境(jing)學(xue)院與北(bei)控水(shui)務主(zhu)辦,國(guo)(guo)(guo)內外(wai)業(ye)界權威專家與會并發(fa)表主(zhu)題發(fa)言,300多位環(huan)(huan)(huan)保(bao)領域(yu)從(cong)(cong)業(ye)者濟濟一(yi)堂(tang),從(cong)(cong)國(guo)(guo)(guo)家政策(ce)、探索實踐、市場趨(qu)勢、技術創新等角度,一(yi)同探討(tao)流(liu)域(yu)水(shui)環(huan)(huan)(huan)境(jing)綜合(he)(he)(he)治理解決之道。
劉永定(ding)先生
中科(ke)院水(shui)(shui)生(sheng)生(sheng)物(wu)研究(jiu)(jiu)所(suo)研究(jiu)(jiu)員,原常(chang)務副所(suo)長、黨委書記(ji);國(guo)家(jia)(jia)有突(tu)出貢(gong)獻專(zhuan)家(jia)(jia),國(guo)際宇航科(ke)學(xue)院院士。劉教(jiao)授從事水(shui)(shui)生(sheng)生(sheng)物(wu)學(xue)和環境生(sheng)物(wu)學(xue)研究(jiu)(jiu);涉及水(shui)(shui)體富營養化(hua)的(de)成因(yin)與系統變化(hua)的(de)基礎理論、有害藻華、環境湖沼學(xue)、污染(ran)水(shui)(shui)體防治(zhi)(zhi)。曾(ceng)任國(guo)家(jia)(jia)水(shui)(shui)體污染(ran)治(zhi)(zhi)理與控制重大(da)科(ke)技(ji)專(zhuan)項(水(shui)(shui)專(zhuan)項)湖泊主題專(zhuan)家(jia)(jia)、國(guo)家(jia)(jia)環境應(ying)急專(zhuan)家(jia)(jia)。
本(ben)次(ci)論壇(tan)上,劉教授的發言主題為《水(shui)環境(jing)和(he)流域污染治理與生態修復——從(cong)滇池流域水(shui)環境(jing)治理談起》。
滇池治理20年
20年間狀態比較
上(shang)世紀90年(nian)代初期,滇(dian)池(chi)水質還可滿足周邊(bian)民眾下水游泳、戲水等需求,但在不到(dao)10年(nian)的(de)時間里,滇(dian)池(chi)污(wu)染程度迅速加劇,暴(bao)發了嚴重的(de)藍(lan)藻水華,引起了國(guo)家與當地政府的(de)高度關注,下定決心對滇(dian)池(chi)開(kai)展大力整治。溫家寶總理曾說三(san)湖問題難點在滇(dian)池(chi)。滇(dian)池(chi)污(wu)染治理為什么難?總結起來,可以(yi)概(gai)括(kuo)為以(yi)下幾(ji)點:
湖泊(bo)萎縮,水面縮減(jian);
低緯度(du)高(gao)海拔,位(wei)置獨特;
位于城市下(xia)游,受納污染負荷重;
水交換(huan)(huan)率低(di)(約4年換(huan)(huan)水1次);
生態承載(zai)力(li)和“環(huan)境(jing)容量”小;
生(sheng)態系統嚴重(zhong)受損,水生(sheng)植(zhi)被(bei)蓋(gai)度從(cong)上世紀(ji)(ji)80年代前的40%縮減到本(ben)世紀(ji)(ji)初(chu)的4%。
經(jing)過近20年(nian)(nian)的治理,目前滇(dian)(dian)池(chi)水質企穩向(xiang)好,2015年(nian)(nian)滇(dian)(dian)池(chi)綜合營養(yang)(yang)狀態指數(shu)與2010年(nian)(nian)比下(xia)降9.2%,從重度富營養(yang)(yang)轉為(wei)中度富營養(yang)(yang),2016年(nian)(nian)國(guo)家考核中入滇(dian)(dian)河道水質全(quan)部達標,滇(dian)(dian)池(chi)水質達到20年(nian)(nian)來最(zui)好水平(ping),實現了"與湖(hu)爭(zheng)水"向(xiang)"還水于(yu)湖(hu)"的歷史性(xing)轉變(bian),所(suo)取(qu)得的成就令人欣(xin)喜。
滇池治理措施
昆明(ming)地(di)處國家西南部(bu),經(jing)濟上(shang)并不富(fu)裕,但政府、社會(hui)公(gong)眾(zhong)與(yu)科研單位(wei)共同努力,從流(liu)域管理(li)(li)(li)(li)層面,持(chi)續(xu)不斷(duan)地(di)推進(jin)了(le)環湖(hu)(hu)截(jie)污(wu)(wu)、交(jiao)通污(wu)(wu)染(ran)(ran)控制、農(nong)業農(nong)村污(wu)(wu)染(ran)(ran)治(zhi)(zhi)理(li)(li)(li)(li)、入滇(dian)河(he)道(dao)治(zhi)(zhi)理(li)(li)(li)(li)、生(sheng)態清淤、節(jie)水(shui)工(gong)程(cheng)等多項污(wu)(wu)染(ran)(ran)治(zhi)(zhi)理(li)(li)(li)(li)工(gong)程(cheng)的(de)(de)建(jian)(jian)設與(yu)運行(xing)。可以說,云南省和昆明(ming)市統一思想、全(quan)流(liu)域治(zhi)(zhi)理(li)(li)(li)(li)、持(chi)續(xu)推進(jin)、治(zhi)(zhi)管結合,是滇(dian)池治(zhi)(zhi)理(li)(li)(li)(li)20年取得(de)明(ming)顯(xian)(xian)成效(xiao)的(de)(de)原因。滇(dian)池治(zhi)(zhi)理(li)(li)(li)(li)措施涉及多個方面,例(li)如(ru):加(jia)大投資新建(jian)(jian)污(wu)(wu)水(shui)處理(li)(li)(li)(li)廠,由3座增加(jia)至(zhi)12座;環湖(hu)(hu)基本建(jian)(jian)成以四個層次為(wei)主的(de)(de)截(jie)污(wu)(wu)治(zhi)(zhi)污(wu)(wu)系統;入滇(dian)84條支流(liu)逐步(bu)恢復“水(shui)清岸(an)綠”,河(he)道(dao)綜合整治(zhi)(zhi)成效(xiao)明(ming)顯(xian)(xian);切實貫徹(che)“河(he)長制”,實現工(gong)程(cheng)治(zhi)(zhi)理(li)(li)(li)(li)和管理(li)(li)(li)(li)上(shang)相結合;與(yu)此同時,生(sheng)態清淤削減內源污(wu)(wu)染(ran)(ran),牛欄江補(bu)水(shui)工(gong)程(cheng)建(jian)(jian)成顯(xian)(xian)著提高湖(hu)(hu)泊的(de)(de)水(shui)體(ti)交(jiao)換(huan)率等一系列扎實的(de)(de)工(gong)程(cheng)措施發揮(hui)了(le)良(liang)好的(de)(de)環境效(xiao)益(yi)。
從科學技術角度看,滇池的治理帶來水質企穩向好的過程也是國內和當地多家科研單位共同推進科技進步的過程,治理思路從水體生產力控制藍藻水華入手,逐步實現水華控制和水生態系統的穩態轉換。滇池污染治理的實踐證明,按“階段論”的思路和流域綜合治理的技術路線,循序漸進,步步為營,是切合實際、扎實推進的可行之路(如下列圖表所示)。
圖:基于穩態(tai)轉換(huan)理論(lun)和各(ge)態(tai)遍歷定律的水體(ti)環境-生態(tai)轉換(huan)過程的“階段論(lun)”
湖泊污染治理的每個階段、每個營養狀態均有不同的生物物種與之相匹配,因此湖泊污染治理在不同的階段需根據不同控制對象、采取不同措施,生態修復在湖泊演替的不同階段手段也會不同(下圖可為參考)。
可以說近20年來,滇池從技(ji)術、管理多方(fang)面形(xing)成(cheng)了針對湖泊流域的系(xi)統(tong)治(zhi)污。
水環境和流域綜合治理與管理
完整的概念與意義
流域(yu)系(xi)(xi)統(tong)(tong)是(shi)以(yi)水(shui)為載體、由若干要(yao)(yao)素(su)以(yi)一定結構形式聯結構成的(de)(de)具有某(mou)種(zhong)功(gong)能(neng)的(de)(de)有機整體。流域(yu)污染治理(li)和生態修復是(shi)一個(ge)(ge)系(xi)(xi)統(tong)(tong)問題,是(shi)從水(shui)環(huan)境(jing)管理(li)目標出(chu)發,基于土地利用(yong)格(ge)局,聯結自然生態系(xi)(xi)統(tong)(tong)和人類社(she)會經(jing)濟(ji)、文(wen)化(hua)活動,通過結構(S)-行為(B)-功(gong)能(neng)(F)體現生物地球化(hua)學循(xun)環(huan)的(de)(de)“有組織的(de)(de)負責系(xi)(xi)統(tong)(tong)”,該(gai)定義闡釋(shi)了系(xi)(xi)統(tong)(tong)、要(yao)(yao)素(su)、結構、功(gong)能(neng)四個(ge)(ge)概念,并表明了要(yao)(yao)素(su)與(yu)要(yao)(yao)素(su),要(yao)(yao)素(su)與(yu)系(xi)(xi)統(tong)(tong),系(xi)(xi)統(tong)(tong)與(yu)環(huan)境(jing)之間的(de)(de)關(guan)系(xi)(xi)。
流域是有組織的復雜系統
也許日常生(sheng)活(huo)中(zhong)人們并不喜(xi)歡復(fu)雜(za),但21世紀不可(ke)避免地是一(yi)個(ge)認識(shi)和(he)把握復(fu)雜(za)系統的(de)(de)(de)時(shi)代。流域最重要的(de)(de)(de)屬性便(bian)是其(qi)時(shi)間與空間的(de)(de)(de)系統性,以及結(jie)構(S)-行為(B)-功能(F)的(de)(de)(de)復(fu)雜(za)性。因此,面對(dui)流域環境(jing)-生(sheng)態開展治理(li)修復(fu),最重要的(de)(de)(de)就是結(jie)合(he)系統的(de)(de)(de)結(jie)構、行為和(he)功能結(jie)合(he),即(ji)確定其(qi)SBF框架。
根據復(fu)(fu)合(he)系(xi)統理(li)論,江湖流域系(xi)統屬于“有(you)組織的(de)復(fu)(fu)合(he)系(xi)統”,沒有(you)“紊亂的(de)復(fu)(fu)合(he)系(xi)統”那么復(fu)(fu)雜。盡管如(ru)此,其復(fu)(fu)雜性也(ye)足以使人們耗費大量的(de)人力(li)物力(li)來面對水環(huan)境(jing)治理(li)和(he)水生態修復(fu)(fu)的(de)挑戰(zhan)。該系(xi)統也(ye)遵循各(ge)態遍歷定律(lv)。因此劉教授認為(wei),水環(huan)境(jing)治理(li)的(de)階段論不(bu)僅是策(ce)略更是規律(lv)。
流域污染治理模式與生態修復
“十(shi)三五(wu)”重(zhong)(zhong)點流(liu)域(yu)水環境治理包括重(zhong)(zhong)要(yao)河(he)(he)流(liu)、重(zhong)(zhong)要(yao)湖庫(ku)、重(zhong)(zhong)大(da)(da)(da)調水工程(cheng)(cheng)沿(yan)線、近岸海域(yu)以(yi)及城(cheng)市(shi)黑臭水體五(wu)個方(fang)(fang)向。這個過程(cheng)(cheng)中,無論借鑒日本(ben)的(de)(de)、美國的(de)(de)、澳(ao)大(da)(da)(da)利亞(ya)的(de)(de)模(mo)式(shi),采用集中的(de)(de)、分散的(de)(de)或二者結合的(de)(de)手段(duan),都需(xu)要(yao)認(ren)識到(dao)每條河(he)(he)流(liu)、每個流(liu)域(yu)的(de)(de)獨特(te)性,遵循“現象大(da)(da)(da)不同、技術有差(cha)異、原(yuan)理須(xu)謹記、根本(ben)在流(liu)域(yu)”的(de)(de)原(yuan)則,推解探索出中國模(mo)式(shi)。劉教授(shou)建議,從流(liu)域(yu)的(de)(de)類(lei)型、尺度和(he)過程(cheng)(cheng)綜合考(kao)慮,可以(yi)從三級系統著手,開展十(shi)個方(fang)(fang)面的(de)(de)工作:
針對流域(yu)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)修(xiu)復(fu)工作,劉教授也特別(bie)強調,生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)系統(tong)變化和環(huan)境變化是(shi)(shi)同(tong)步(bu)發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de),應警(jing)惕“偽生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)”、“半步(bu)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)”的(de)(de)思(si)維,不應把生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)僅僅做成綠(lv)色景觀,也不應停(ting)留在(zai)中間階段,而(er)是(shi)(shi)根據不同(tong)地區的(de)(de)不同(tong)特點(dian),建立(li)多元的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)評價體(ti)系,從歷史發展(zhan)和不同(tong)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)條件的(de)(de)角度,觀察(cha)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)文明建設的(de)(de)現實(shi)可能(neng)和發展(zhan)目標,從而(er)制(zhi)訂科學的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)城市建設評價體(ti)系,講究區域(yu)聯(lian)防聯(lian)控,講究綜合(he)(he)治(zhi)理與(yu)自然修(xiu)復(fu)結合(he)(he),講究景觀建設與(yu)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)重(zhong)構,堅定、逐(zhu)步(bu)推進系統(tong)治(zhi)理措施,最終(zhong)達到健康(kang)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)。
最后,劉教(jiao)授(shou)用(yong)伽(jia)利略的(de)一(yi)句名言作為結(jie)束語:
科學(xue)的(de)(de)(de)真(zhen)理不應(ying)在古代圣人的(de)(de)(de)蒙著灰塵的(de)(de)(de)書上去(qu)找(zhao),而應(ying)該在實(shi)驗中和以實(shi)驗為基礎的(de)(de)(de)理論中去(qu)找(zhao)。真(zhen)正的(de)(de)(de)哲學(xue)是(shi)寫在那(nei)本(ben)經常在我們眼(yan)前打開著的(de)(de)(de)最偉大的(de)(de)(de)書里(li)面的(de)(de)(de)。這本(ben)書就是(shi)宇宙,就是(shi)自然本(ben)身,人們必須(xu)去(qu)讀(du)它。——伽(jia)利(li)略(lve)

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