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认识“水环境生态修复兼海绵城市建设”程泽（东南大学能源与环境学院，南京211189）【摘要】本文根据吕锡武教授“水环境生态修复兼谈海绵城市”的研学讲座的课后分析与相关资料查询，结合当今中国水环境与海绵城市建设的现状，对眼下严峻的水生态形势与城市未来建设做出探究与分析。通过大量数据与实例表明：我国水环境总体形势十分严峻，已经严重制约了经济及生态发展，目前大量生态治理项目能解决问题但均属于试验阶段，同时对于如今各大城市的内涝问题，海绵城市的概念能有效解决，应大力发展。【关键词】国内水环境现状；生态修复；控源截污；海绵城市TheAcknowledgeOf“EcologicalRestorationOfWaterEnvironmentAndSpongeCities”ChengZe(CollegeofEnergyAndEnvironmentEngineering,SoutheastUniversity,NanKing211189)【Keywords】Statusofthedomesticwaterenvironment;ecologicalrestoration;pollutantsourcecontrol;spongeCity0引言近年来，随着中国经济的飞速发展，一直以来牺牲环境，发展经济为主的模式越来越受到大家的摒弃，在各种生态环境中，尤以水环境的污染最为严重，而且难以在短时间内得到改善。我国当前面临水资源短缺、水污染严重等多方面问题，水环境生态修复将是今后治理的重中之处。治理水环境乃系统工程，涵盖了供水、防治水污染、保护水生态、发展水产业等多个层面，而海绵城市的建设是与水环境生态恢复相关的话题。所谓海绵城市，指在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有“良好弹性”的城市，对未来城市建设意义非凡。1中国水环境现状我国的水环境现状大致可以分为以下几个方面：七大水系、湖泊现状、城市内湖、地下水。其中以七大水系和湖泊的水环境最为关键。根据《2011年中国环境公报》全国地表水总体为轻度污染。湖泊（水库）富营养化问题仍突出。主要污染指标为化学需氧量、五日生化需氧量和总磷。1.1七大水系长江水系：水质总体良好。干流水质为优；支流总体为轻度污染。主要污染指标为总磷、氨氮和五日生化需氧量。黄河水系：总体为轻度污染。主要污染指标为氨氮、化学需氧量和五日生化需氧量。干流水质为优；支流总体为中度污染。主要污染指标为氨氮、化学需氧量和石油类。珠江水系：水质总体良好。干流水质良好；支流水质总体为优。干流主要污染指标为石油类和氨氮。支流主要污染指标为氨氮、化学需氧量和五日生化需氧量。松花江水系：总体为轻度污染。主要污染指标为高锰酸盐指数、总磷和五日生化需氧量。干流为轻度污染。支流总体为中度污染。淮河水系：总体为轻度污染。主要污染指标为化学需氧量、总磷和五日生化需氧量。干流水质为优。支流总体为中度污染。海河水系：总体为中度污染。主要污染指标为化学需氧量、五日生化需氧量和总磷。辽河水系：总体为轻度污染。主要污染指标为五日生化需氧量、石油类和氨氮。辽河干流为轻度污染。辽河支流3个国控断面中，Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类水质断面各1个浙闽片河流：水质总体良好。浙江境内河流总体为轻度污染。主要污染指标为石油类、五日生化需氧量和化学需氧量。福建境内河流水质总体为优。西南诸河：水质总体为优。西藏境内河流水质总体良好。云南境内河流水质总体为优。内陆诸河：水质总体为优。1.2湖泊现状2011年与2010年的数据比较显示：太湖的水环境有所改善，巢湖及滇池的水环境在这一年内没有得到多大改善。1.3城市内湖2011年5个城市内湖中，东湖（武汉）、玄武湖（南京）和昆明湖（北京）为Ⅳ类水质，西湖（杭州）和大明湖（济南）为Ⅲ类水质。主要污染指标为总磷和五日生化需氧量。营养状态评价：玄武湖、东湖和西湖为轻度富营养状态，大明湖和昆明湖为中营养状态。一些大型水库的水环境见下表所示：1.4重点水利工程三峡库区：监测的4个国控断面均为Ⅲ类水质。南水北调东线工程沿线：总体为轻度污染。主要污染指标为化学需氧量、总磷和石油类。1.5地下水2011年，全国共200个城市开展了地下水水质监测，共4727个监测点。优良-良好-较好水质的监测点比例为45.0%，较差-极差水质的监测点比例为55.0%。与上年相比，17.4%的监测点水质好转，67.4%的监测点水质保持稳定，15.2%的监测点水质变差。水质好转和变差的城市比例相当。总结：中国水环境现状呈现以下三个特点：水质性缺水制约地区发展破坏生态系统整治水环境刻不容缓。2水环境生态修复水环境的生态修复包含着许多方面和学科的综合知识。在水环境治理上有“二十字”方针：控源截污原位修复异地处理生态补水循环流动它们共同构成了水污染控制与修复的基本方向。2.1理论上的生态修复生态修复主要的两大方式控源截污：对于点源污染，城镇污水、工业废水集中收集处理，加强监管；村落污水使用小型分散式处理设施处理，实现污水资源化、低碳化；生态修复：对于非点源污染，对农田径流实现：源头减量；生态拦截；养分再利用；以求达到污染物总量的削减；对污水处理厂排放的低污染水，通过水环境生态修复，强化水体自净能力2.2生态修复三大手段生态修复的新材料：生态混凝土的理念与理化特性生态混凝土是内部具有连续孔隙的多孔混凝土，其结构可以看成是由固相骨料、液相水泥浆和气相空气泡组成。由于内部连续孔隙的存在，生态混凝土具有透水性、透气性及类似土壤的呼吸功能，并能保证水分的正常蒸发和渗透，利于水体和土壤的物质能量交换，为植物、微生物的生长提供了适宜的空间。人工介质和人工鱼礁净化机理人工鱼礁是人工置于天然水域环境中用于修复和优化水域生态环境的构造物。它通过适当地制作和放置，来增殖和诱集各类海洋生物，达到改善水域生态环境的目的基于人工湿地的污染净化型农业的构建跌水单元出水中氮的形态以硝酸盐为主，潜流人工湿地可为其提供良好的反硝化环境，磷素则以物理性沉积和基质的化学性吸附沉淀为主要作用得以去除。氮、磷为植物生长的主要营养元素，加之污水中含各种微量元素，可作为蔬菜生长的“营养液”，实现氮磷的资源化利用。3生态修复实例3.1多功能氧化塘（前置库）实例：宜兴市周铁镇稻麦轮作面源污染控制水质改善示范工程原理：采用软围隔导流墙将生态塘围隔为兼氧塘、好氧塘和水生植物塘等3个功能分区，并配置各自的水质净化设施和生态护坡，完成各自功能分区内不同类型污染物的去除；全部流程的推流流态设计。3.2生态沟渠沿程拦截与吸收：植物生态渠工程应用：厌氧滤池－氧化塘－植物生态渠处理南京市江宁石埝村生活污水原理：生活污水经过厌氧池和厌氧滤池，截流大部分有机物，并在厌氧发酵作用下，被分解成稳定的沉渣；厌氧滤池出水进入氧化塘，通过自然充氧补充溶解氧，氧化分解水中有机物；生态渠利用水生植物的生长，吸收氮磷，进一步降低有机物含量。3.3河湖岸线生态化：生态护坡名称：上海黄浦江取水口生态防护工程地点：黄浦江临江原水厂生态护坡宜兴市和桥镇北新村生态护坡试验示范模型河道浙江省万里清水河道堤岸适用技术研究示范工程——生态堤岸多孔混凝土预制构型3.4种植型潜流人工湿地东南大学无锡分校实验研究湿地：东南大学宜兴城东港太湖水环境研究基地等湿地原理：将生物方法与生态工程有机结合，构建污染净化型农业，既节省成本和运行费用，又能达到稳定的除磷脱氮效果3.5水源保护与生态防护工程实例介绍：上海黄浦江取水口生态防护工程昆山市的傀儡湖水源工程原理与方法：规划建设水源保护区（一般为水库、湖泊或人工湿地），有效控制污染源，构建包括堤岸生态护坡、水生植物、人工鱼礁强化的微生物、贝类和鱼类、具有强大的水质净化功能的生态系统，通过对污染物，特别是微量有机物和氨氮的去除，达到在水源地水质改善的目的。4海绵城市建设4.1透水型生态混凝土广场：海绵城市建设的支撑技术由于内部连续孔隙的存在，生态混凝土具有透水性、透气性及类似土壤的呼吸功能，并能保证水分的正常蒸发和渗透，利于水体和土壤的物质能量交换，为植物、微生物的生长提供了适宜的空间。城市道路和广场采用透水路面，通过加大降雨径流的下渗量，可以减轻城市防洪压力；减少降雨初期地表径流污染，使城市更加生态化。生态透水路面：雨水充分入渗地下，降低暴雨径流强度和初期雨水污染。4.2海绵城市工程实例：花桥国际商务城水环境整治问题：花桥镇圩内水面率偏低，河道本身分布不均匀，而且部分河段淤积较为严重，不能形成贯穿昆山市及花桥镇区的河道，难以行成均匀性和通畅性的河网。另外，城市化进程的加快也严重侵占了水域面积，河道防洪形势严峻，水环境、水景观受到影响。治理手段：1自然水景水质净化技术2人工水质强化净化技3设置生态驳岸治理预期：近期(3-5年)：以点源污染负荷控制为主，有机物染污物指标(COD、BOD)为对象，基本消除黑臭水体，逐步削减进入河道的污染物总量。中期(5-10年)：以基本实现景观水质目标要求，点源与面源污染同步治理。5结论水环境生态修复是通过生态工程手段恢复并强化水体的生态功能和水体自净能力。二十一世纪是环境保护的世纪，是倡导生态修复的世纪。对于改善水环境，生态修复与生物处理具有同等重要的作用，前者主要为厂内的污水生物处理的工艺过程，后者则是主要利用并强化自然生态作用，两者相辅相成，互为补充，都是水环境保护不可缺少的关键环节。水环境生态修复要摒弃传统水利破坏生态的做法，使生态工程的理念、方法和技术融入到水利工程的全过程之中，将传统水利工程改造成现代生态水利工程。关于海绵城市：城市河湖岸线生态护坡工程城市道路、广场与小区路面的透水性能良好、屋顶径流的有效收集与储存、道路周边下凹式绿地建设（合理设计雨水篦子高程）、城市河道湖泊调蓄库容充分，能有效拦蓄降雨径流。参考文献：【1】吕锡武《水环境修复与治理PPT》【2】刘思明刘军刘斌徐亚同《城市水环境治理生物修复技术》水利渔业（期刊）【3】刘福兴宋祥甫邹国燕《农村面源污染治理的“4R”理论与工程实践——水环境生态修复技术》【4】胡晓东阮晓红宫莹《植物修复技术在我国水环境污染治理中的可行性研究》