摘要: 随着长三角生态绿色一体化发展示范区(简称“示范区”)成为国家战略,水环境治理便成为其核心建设内容之一。示范区内水网密布,整体水环境基底较好,进一步提升水环境质量的技术瓶颈显而易见。同时结合国家战略需求,水环境治理既要体现技术性,又要体现科学性,并需要寻找创新的治理模式,探索价值回报机制。本文结合一体化示范区水环境治理整体方案,提出了
摘要: 随着长三角生态绿色一体化发展示范区(简称“示范区”)成为国家战略,水环境治理便成为其核心建设内容之一。示范区内水网密布,整体水环境基底较好,进一步提升水环境质量的技术瓶颈显而易见。同时结合国家战略需求,水环境治理既要体现技术性,又要体现科学性,并需要寻找创新的治理模式,探索价值回报机制。本文结合一体化示范区水环境治理整体方案,提出了 治理系统化 、 圩域生态化 、 设施高效化 、 品质魅力化 与 管控智慧化 五项核心策略,以期为示范区系统治水提供范式基础。
周杨军(1982—),男,安徽滁州人,中规院上海分院生态市政所所长,高级工程师,主要从事水环境与市政工程规划与设计工作。
背景趋势
党的十八大后,随着生态文明建设的实质性推进,水环境治理进入新阶段,长江大保护工程、黄河流域生态保护工程等一批国家战略相继推出,水环境治理经历了 “黑臭治理、五水共治到美丽河湖、幸福河”等多个阶段。总体而言,水的治理方法更加综合,水城关系更加紧密,水的功能需求更加多元,水成为了生态文明建设的重要载体。
长三角生态绿色一体化发展示范区(以下简称 “示范区”)正是在这样的背景下应运而生。随着《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》的正式印发,着力打造美丽中国建设样板的长三角生态绿色一体化发展示范区成为夯实长三角绿色发展的先手棋和突破口。示范区规划范围横跨沪苏浙三省市交界处,包含两区一县全境,总面积约2413km 2 。示范区地理位置分布情况见图 1。
图 1 示范区地理位置分布
示范区作为典型的江南水乡区域,水网纵横阡陌,水空间占比达到了三分之一以上。水是示范区最重要的生态本源,水环境经过了多轮治理成效显著,基本消除了黑臭水体和劣 Ⅴ类水体。在这样一个特殊区域成为国家战略区域后,新一轮治水被赋予了新的含义,水环境治理转入广义视角,即从专注水质的基本改善转向探索水环境提升的新目标,从专注水环境的技术方法转向探索水系治理的新体系,从专注水空间治理转向探索水城关系的新模式。
现状及存在的问题
2.1 水系统现状
河网纵横交错,湖荡水面簇聚,区内现状河网约 6657条,湖荡约431座,是重要的江南水乡代表区。经过多轮治理后,示范区内的排水系统基本实现了空间全覆盖,建成区内基本无直排区,另一方面,示范区整体水环境已得到显著改善,水环境整体上达标率较高,但距离示范区总体Ⅲ类水目标仍有一定差距,示范区骨干水系、水质分布情况分别见图2和图3。
图2 示范区水系现状分布
图3 示范区重要水系水环境质量现状
2.2 环境容量与污染物现状
表1 2018年示范区各区县水环境容量与入河(湖)污染物总量汇总
行政区 |
分类 |
COD (t/a) |
NH 3 -N (t/a) |
TP (t/a) |
TN (t/a) |
青浦区 |
水环境容量 |
17075.6 |
580.3 |
37.7 |
614.5 |
污染物入河量 |
8469.9 |
585.3 |
117.0 |
2204.8 |
|
吴江区 |
水环境容量 |
30998.1 |
1087.1 |
95.8 |
1266.6 |
污染物入河量 |
15688.1 |
1050.5 |
249.2 |
3462.8 |
|
嘉善县 |
水环境容量 |
17228.2 |
661.8 |
107.0 |
774.1 |
污染物入河量 |
5450.2 |
413.7 |
115.2 |
1692.2 |
|
合计 |
水环境容量 |
65301.9 |
2329.2 |
240.5 |
2655.2 |
污染物入河量 |
29608.2 |
2049.5 |
481.4 |
7359.9 |
图 4 示范区入河(湖)污染量空间分布
2.3 核心问题
示范区内大部分河湖水体水环境质量均得到有效改善。但综合来看,仍存在下列问题:
一是人水争地不断,导致水面破碎生境系统受损。 局部河湖湿地生境遭受破坏,滨水空间利用消极。河湖水体蓝线受到侵占,生态系统受到侵蚀,缺少生态缓冲空间,岸线结构相对硬质化;水面破碎化程度高,主要廊道生态属性如生物栖息等功能相对不完整。
二是面源污染凸显,环境治理进入深度瓶颈期。 农业面源污染难以有效治理,重要湖荡水体的 TN、TP指标仍居高不下,富营养化风险高,区域水网动力不足。三者叠加,导致进一步提升示范区整体水质的工程难度进一步加大。
三是涝污呈现同期,雨洪叠加水质下降同步出现。 受区域水文特征和汛期降水影响,圩内污染物随支流洪涝水外排至圩外河道,呈现 “雨污同期”的特征,汛期河湖水体水质恶化明显。
四是协同管控偏弱,跨界河湖治理诉求难协调。 以区域内太浦河为例,上游要借助滨水空间发展产业,下游要作为核心城市水源,诉求不同往往导致矛盾重生。整体上示范区跨界河湖水质达标率相对较低, Ⅲ类及以上断面占比仅62.9%,由于分属两省一市,水环境治理客观上存在主体不清、边界不明和标准不统一等多重难题困扰。
实施策略
面对国家战略的新要求以及示范区现状存在的系列水问题,治理策略需要前瞻综合且具备实操可行性。结合示范区总体发展目标和对应管理事权,构建五大核心治理策略,并落实于下位行动计划。
3.1 治理系统化——从污染物总量管控转向水空间多维管控
以更宏观的视角去看示范区水环境,更多水环境问题深层次是由于水空间难以管控,滨水控制难以实现,从而导致了排放量的扩大,水生态本底容量的下降,因此从空间上控制住人水争地,落实缓冲空间才是治理工作的核心前提。
① 还水以空间:划定水空间蓝绿双线进行系统管控,强化滨水空间保护
系统研究滨水空间功能,划定跨区域蓝线管控一张图,实现示范区河湖蓝线在全域空间的强制性管制,在规划层面落实水面空间和滨水保护空间。蓝线范围内土地主要用于水利工程、市政管线、河道整治、生态湿地等公用设施建设。示范区河湖蓝线管控要求见表 2。对于重要河湖区,在蓝线外围增加一条生态绿线,绿线内主要用于构筑滨水生态缓冲带,保障高品质美丽河湖塑造和多元公共空间开放,提升缓冲区生物多样性、生态和公共服务功能。示范区河湖绿线管控要求见表3,蓝线、绿线空间关系见图5。
表 2 示范区河湖蓝线管控要求
河湖等级 |
蓝线划定原则 |
管控要求 |
流域型河道 |
有堤防河道:堤脚线外15 ~ 25米 无堤防河道:河口控制线外侧30 ~ 50米 |
禁止进行违反河湖蓝线保护和控制要求的建设活动 |
区域型骨干河道 |
有堤防河道:堤脚线外6 ~ 15米 无堤防河道:河口控制线外侧10 ~ 30米 |
|
其他河道 |
临水的历史文化街区和文物保护建筑物河道:与用地红线或河口控制线重合 建筑物密集河道:与用地红线或河口控制线重合 其他河道:河口控制线外6米 |
|
重要湖荡 |
有堤防湖荡:背水坡坡脚线外侧10 ~ 25米或湖口线20 ~ 50米为界 无堤防湖荡:湖口线外20米 |
表3 示范区河湖绿线管控要求
河湖等级 |
城镇段 |
郊野段 |
农村段 |
管控要求 |
流域型河道 |
一级清水绿廊≥60米;其他河道≥50米 |
一级清水绿廊≥200米;其他河道≥50米 |
一级清水绿廊≥1000米;其他河道≥50米 |
严格管控有损生态功能的开发建设活动 |
区域型骨干河道 |
二级清水绿廊≥50米;其他河道≥40米 |
二级清水绿廊≥50米;其他河道≥40米 |
二级清水绿廊≥50米;其他河道≥40米 |
|
其他河道 |
10 ~ 50米 |
15 ~ 50米 |
≥50米 |
|
重要湖荡 |
≥40米 |
≥40米 |
≥40米 |
图5 示范区蓝绿双线管控示意图
表 4 示范区各区县污染物削减目标
行政区 |
COD(t/a) |
NH 3 -N (t/a) |
TP(t/a) |
TN(t/a) |
青浦区 |
6551.8 |
444.5 |
95.5 |
1590.7 |
吴江区 |
11414.4 |
715.2 |
197.1 |
2196.5 |
嘉善县 |
3942.1 |
316.5 |
77.3 |
939.6 |
合计 |
21908.3 |
1476.2 |
369.9 |
4726.8 |
图6 示范区水域生态消落带修复
图7 示范区农业圩区污染物排放强度
② 构建生态滤网,改造提升水系网络自净能力
结合示范区水系自然特征,通过对水系改造,形成具备净化功能的生态滤网,并构建 “滤网–滤芯–滤道”三级净化体系,按照“小微滤网贯通–湿地滤芯自净–骨干滤道通畅”的净化次序,形成过滤–恢复–反向加强–复苏的演化规律,保障水系统全网络、全流程、全要素的多样化生态修复,从而恢复河湖生态系统的调节服务,并逐渐恢复其供给服务和文化服务。圩域生态滤网净化模式见图8。
图8 生态滤网系统净化模式
实施过程中,首先系统疏通断头浜,并结合圩内水系流速慢、往复流、防洪风险小的特征,构建 “水岸—水面—水下”自然网络化净化空间。通过重建多孔穴柔性河岸,柔化硬质河岸,重塑岸坡生境;采用生态浮岛、生态浮毯、生态基净水技术及曝气复氧技术对水域空间进行生态修复,加强垂向流动;构建以沉水植物为主,沉水、挺水、浮叶植物共生,错落有致、层次分明的水下森林群落,改善底栖生态环境。
③ 建设生态湿地,构建分布式自然净化多节点
示范区内水系湖荡多,养殖河塘多,生态湿地少,造成养殖等农业面源污染物无法形成生态链循环。通过建设生态湿地,形成沉淀、拦截、曝气、吸收等多道步骤,可以逐层逐步改善水污染,有效减轻入河湖面源污染,提升生态滤网整体净化功能,湿地净化模式见图 9。
图9 生态湿地净化模式
创新农村生活污水治理技术,开展农村生活污水黑灰分离治理试点,将水量占比约 90%的灰水进行还田利用,10%的黑水纳入小型分散式污水处理设施,达标后方可排入圩内河道。通过黑灰分离、农田面源污染控制、水产养殖污染控制、末端入河缓冲带建设等组合工艺,可有效控制圩区污染,建设清洁圩区。圩域组合生态处理模式见图10。
图10 圩域组合生态处理模式
3.3 设施高效化——从灰色提质增效转向蓝绿灰融合高效
① 融合蓝色,海绵改造削减初雨污染与入湖污染
充分利用示范区内水面多、蓝绿空间多的特点。提升雨水自排能力,结合圩域建设,率先完善高标准的雨水排水系统。推进海绵城市建设,以海绵设施建设促进源头污染控制和生态恢复,以逐步分流制排水改造,推进集中建设区的排水混接治理和内涝治理。
充分利用滨湖空间削减湖周面源污染。推荐利用 20 ~ 100米的滨湖生态空间,通过构建初级沉淀(湿塘等)–湿地过滤(雨水花园等)–入湖拦截(植草沟、滞留带等)–湖体自净等多级净化体系,保障入湖水质。生态缓冲带建设模式见图11。
图11 多级滨水缓冲带建设示意
② 改造灰色,提升污染物收集率水平与污水处理模式
结合城镇污水提质增效相关要求,对示范区内各建成区污水管网进行系统化修复治理,逐步提升污染物收集率水平。推行共享理念优化污水厂布局,利用示范区内湖荡多的特点推进污水厂尾水湿地净化工程建设,通常按照 1万吨污水1 ~ 2hm 2 的规模配建人工潜流湿地进行深度处理。同时结合水处理发展理念和示范要求,在重点区域规划建设污水新概念厂,形成低碳、高效、资源可回收利用的系统性建设模式,示范区城镇排水系统分布情况见图 12。
图12 示范区城镇排水系统布局
图13 水资源循环使用系统示意
3.4 品质魅力化——从单一工程治水转向构建魅力滨水
① 推进滨水可达,建设全域网络化的滨水绿道体系
结合滨水空间生态修复,以 “全域贯通、活力触媒”为原则,同步推进流域级、区域级、组团级、绿道连接线四级滨水绿道体系建设,将绿道与生态隔离带合二为一,塑造“以绿道为线,以生态为底,以田园为基,以文化为色”的魅力滨水景观。滨水绿道布局情况见图14。
图14 示范区滨水绿道系统规划
② 塑造魅力水岸,构建隐形堤防下的开敞滨水空间
改变传统的硬质化直立挡墙式防洪模式,结合活力城区、特色小镇、美丽乡村三类功能需求营造契合度高的公共开放空间,建设消隐式生态堤防,链接示范区内部湖荡聚落,凸显文化资源底蕴,促进生态价值转化为社会价值。蓝绿开敞空间布局情况见图 15。
图15 示范区蓝绿开敞空间布局
图16 元荡湖生态治理模式
图17 示范区智慧水平台建设模式
图18 示范区全流域综合信息平台展示
模式探索
流域水环境治理具有复杂性、持续性和高投入性,由于水环境治理受益的外部性,难以落实治理回报。示范区成立使命之一即探索这种生态价值转化的途径。作为最水乡的区域,水环境综合治理将快速提升区域空间价值,吸引创新型企业入驻,提升价值。本次治理结合示范区产业规划,构建 EOD (Landsenses Ecology-Oriented Sustainable Development) 模式闭环,引入市场机制,柔化上下游矛盾,腾退低端污染企业,快速提升区域价值。投资回报模式见图 19。一是对于示范区区域河湖修复、水环境综合治理等工程可采用EOD模式,在示范区内引入资本参与工程建设,通过PPP模式与政府合资公司,通过EOD模式,在生态廊道内及周边区域,允许环境投资公司在符合土地管理法律法规和国土空间总体规划依法办理建设用地审批手续、坚持节约集约用地的前提下,利用一小部分治理面积从事旅游、康养、体育、设施农业等产业开发,让企业得到相应的投资回报,从而提高企业参与积极性。
图19 示范区水环境治理投资回报模式
结语
在近年国内水环境治理取得巨大成绩的基础上,以广义水环境视角去审视思考下一轮水环境如何去做是全新的命题。示范区水环境治理方案正是从这个视角下去探索全新的广义水环境治理模式,更要面对各种制度与技术瓶颈,包括如何在水环境基底较好区域进一步提升整体水质,如何进一步调动资本参与水环境治理的积极性等。这类问题未来会出现在国内不同区域。本次以示范区水环境治理顶层设计为契机,构建问题与目标双导向下的新技术体系,强化水空间管控,强化水治理的系统性,以圩域治理为核心单元,以蓝绿灰系统融合为切入点,以 EOD模式为实施抓手,构建了一套系统治理—空间增值—资本回报的闭环模式,可为探索“两山论”提供区域样板。
本文 作者:
周杨军 1 ,李巍 2 ,周航 2 ,周鹏飞 1 ,肖庆华 2 ,胡静 2
( 1. 中国城市规划设计研究院,北京 100044;2. 长江生态环保集团有限公司,湖北 武汉 430062)
编辑:刘贵春
制作:文 凯
审核:李德强