海绵城市理念下流域协同治理策略思考与探索

时间：2021-02-19 20:27:38 来源：中国给水排水 作者：许申来

摘要：近些年来，随着流域治理目标从局部的工程达标向整体的水质达标的转变，工程思维下治理模式面临巨大的挑战，无法可持续达标，究其原因在于忽略了工程性措施与非工程性措施之间的协同关系，如河道空间利用与保护的关系、污染物治理与利用的关系、工程建设与良性运维的关系、治理措施与机制体制的关系、治理需求与技术能力的关系。海绵城市试点建设为优化工程性措施与非工程性措施关系提供了宝贵的实践场地，也取得了较好效果。鉴于此，总结了海绵城市理念下流域治理的经验与教训，提出海绵城市理念下流域协同治理的六大策略，包括河道生态缓冲空间的划定与保护，流域节水、雨水利用、污染物资源化协同推进，治理工程提质增效和良性运维并重，跨行政区协调机制与体制完善，基于监测与模型的项目绩效动态评估机制建立，流域信息共享与技术支撑能力提升。

01 传统理念下流域治理面临的问题

1.1 河道空间保护与利用不协同

随着城镇化的快速发展，城市建设用地挤占流域生态空间的现象普遍存在，流域内河道水系密度显著下降，许多河道支流变窄甚至消失，致使流域应对极端气候条件下的外力冲击时失去了“生态弹性”，集中体现在：河道的过流能力大幅下降，河道水位上升对排水系统顶托严重，内涝风险不断加大；河道生态恢复的空间丧失；同时，由于河道两侧自然的生态缓冲区受到挤压，生物栖息空间面积不足，直接导致河道生态系统多样性的下降，河道生态功能不断退化，流域的生态功能也随之退化。

1.2 资源节约与污染治理不协同

过去相当长的时间里，流域治理更多关注污染物的末端处理，很少从资源（水资源、物质）节约、雨水再利用协同和资源循环利用的角度思考污染物的去除问题。实际上，节水、雨水再利用与污染物协同性去除潜力巨大。通过分析，笔者发现，某流域城镇综合节水潜力占现状污水处理量的27%，实施雨水再利用后，进入合流制管网的雨水削减量占污水厂处理量的26%，按照污水厂一级A标准排放，通过节水和雨水利用措施，该流域产生的污染物总磷的协同减排量将分别占其排入环境污染负荷的28%和10%。另外，对于流域来讲，污染物本身也是放错了地方的“资源”，该流域城市污水处理产生的氮和磷分别占同期农业氮肥和磷肥需求的86%和28%，如果可以将这些氮磷作为农业肥料进行循环利用，将极大减少化肥施用带来的农业面源污染；反之，流域城市的营养物质不能回到农业生产，将导致流域内农业面源污染的输入额外增加，破坏流域原有的营养物质循环，增大整个流域的外来污染输入。

1.3 工程施工与运行维护不协同

流域城市排水系统的施工建设及运营维护缺乏定期的维护，直接导致城市排水系统管网结构性和功能性缺陷严重，严重影响了城市排水系统效能的发挥。日常维护管理不到位带来的污染物在管网内的累积，不但影响了其设计过流能力，而且在雨季冲刷下，常年累积的污染物一次性从溢流口排出，是造成有些河道治理项目“旱季见成效”和“雨季无成效”交替反弹的重要原因。同时，由于管网接口材料脱落、管网破裂，导致地下水埋深较浅的地区大量地下水、河水进入排水系统，生活污水处理厂进水COD、BOD5浓度大幅下降，远远小于设计进水水质，严重影响了污水厂处理效率。由于流域治理重施工轻运维，存量排水系统长期处于病害和高水位运行状态，导致规划设计中常用面源控制率、截流倍数概念适用场景发生变化，LID设施工程、管网改造工程、初期雨水调蓄工程、CSO调蓄池工程、河湖底泥清淤工程的规划、设计、建设的所遵循的常用规则需要因地制宜地进行调整，目前治理中往往忽略这些问题，导致投入较高而治理效率较低。

1.4 管理体制与治理需求不协同

由于流域管理部门的职能设置缺乏流域水系统“产-汇-排-控-河-湖”的因果关系考量，涉水部门职能设置交叉与错配，导致规划目标和措施的协同性无法保障；各部门在规划执行和项目设置时，往往出现“重复”或“真空地带”。另一方面，水系统空间连续性被行政区空间隔断，市-区-乡镇纵向层级制与流域-汇水区-控制单元流域空间上无法比配，治理目标在流域尺度空间分解不足，流域治理措施时间空间不同步。因此，无论从目前流域管理体制还是从流域治理的需求来看，建立跨部门、跨行政区的流域管理治理体制是必然选择。从世界各国流域综合治理历程来看，也都经历了部门各自治理向跨部门、跨地区综合治理的转变。现有水污染管理中，管理体制存在缺陷是水污染难以得到有效控制的重要原因。理想的水质管理机构是将水的自然单元作为整体，能够统筹整个流域水质管理的各个要素，不受地方政府干扰，保障天然水体化学、物理和生物的完整性。

1.5 局部管理与全程管控不协同

流域治理是一个长期、连续、协调、反馈与完善的系统工程，污染解析、治理目标、规划措施、项目设计、建设运营彼此之间动态关联、相互影响，这种动态性和关联性客观上需要动态的项目评估机制。但是，目前流域项目管理评估机制属于局部静态评估机制，仅关注项目财务执行和项目建设完成情况，并未考虑项目的动态性、与其他项目的关联性以及对整个系统全局性治理的贡献，缺乏对规划设计、建设以及运营对流域治理效果影响的评估和动态调整机制。

1.6 技术支撑与精准治理不协同

流域治理所需要的水资源、水环境、水安全和水生态方面的基础数据往往分散于多个水部门，由于流域管理条块分割，管理部门间缺乏有效的协调沟通机制，使得各个部门的数据信息资源分散，信息化程度和数据标准不同，造成信息利用率低、数据之间逻辑性较差等问题。流域基础数据信息精度质量、模型等技术工具使用规范性与治理需求仍有差距，不支撑流域和城市雨水、污水、地下水、河水、管网污泥、水厂污泥以及河道淤泥“四水三泥”复杂关系的精细化解析，针对性强的系统性、综合性流域治理方案缺乏数据与技术支撑。同时，由于数据精度和质量问题，设计施工过程中变更、洽商、签证较多，往往带来不必要的投资增加。随着流域治理规划、方案和设计文件的编制、实施和评估等工作对科学性、定量化和精细化要求日益提高，亟需与现实情况匹配度较高的流域水环境模型的支持。但是，目前缺少对流域水环境模型的适用范围、选择依据、模型校验、精度评价等进行规范的行业标准或技术指南，导致水环境模型应用过程实际上一种“黑箱”模式，其精准度完全取决于模型使用者对于模型的认知和理解能力，对于模型不确定带来的规划设计的不确定估计不足，对于模型校验缺乏客观的评估，处于“自圆其说”状态。

02 海绵城市理念下流域协同治理策略

2.1划定河道生态缓冲区空间，提高流域的生态弹性

河道作为流域生态功能的生命线，实施流域河道水系的保护将对流域生态功能保障具有总要意义，而河道水系两侧生态缓冲区的保护是河道水系保护的核心。流域需要更宽的生态空间来消除建设空间扩展对流域带来的负面效应，扩大河道两侧生态缓冲区的保护空间，将有效增加流域空间的“生态弹性”。划定河道生态缓冲区空间将有效控制建设用地扩张过程中河流生态功能的退化，同时为流域生态功能恢复工程预留空间。对于水生态、水安全敏感的流域，建议将流域内河道最高水位线作为起始线，依据河道生态恢复的需要，合理划定外扩的生态缓冲区空间；从根本上改变过去“取消、填埋、明变暗”的河道治理模式。

2.2节约用水、雨水再利用、资源再利用协同性推进

以海绵理念为指导，将治理重点从系统末端转移到系统前端，优先推进节水与资源（污染元素）循环利用，将雨水、再生水利用作为流域第二水源，将污染物作为流域农业第二化肥来源。加快城市节水与雨水再利用工程协同推进；对于新建地区，确保开发后地块外排径流总量不增加；对于改造区域，确保改造后的综合径流系数不超过改造前，不能增加既有排水防涝设施的额外负担。因地制宜优化治污体系；在新建公共建筑和新建居民小区排水系统强制实施源分离工程，并在源分离工程基础上，实施氮磷资源再利用工程，将城市生活氮磷、污水厂无害化污泥以肥料的形式回用于农业。加大流域污染协同利用的力度，注重存量，提质增效；制定流域级“四水三泥”协同性治理方案，有效应对雨水、污水、地下水、河水、管道污泥、污水厂污泥以及河道淤泥的处理处置与协同治理。

2.3增量建设转向存量工程提质增效和良性运维

开展排水系统普查，建立基于监测评估的排水系统运维机制。注重运维数据的收集，寻求最佳运维解决路径；建立分类分级维护计划，强化对关键排水设施的维护；增加排水系统检查频率，对排水设施进行预防性检查和修复；建立快速响应机制，出现问题立即解决，延迟解决需要更多的成本。对于城市排水系统，优先存量修复工程，后增量优化。对于存量工程，必须建立“管道清淤-管道清洗-管道监测-管道监测评估-管道修复设计-管道施工”工程技术体系，维持排水系统处于设计标准状态，减少地下水及河水的入流入渗，提高污水厂进水浓度。对于增量，重视截污工程施工材料的选择，尤其沿河截污工程，建议采用球墨铸铁管代替原有管材，避免管道不出现渗漏的情况，有条件地区（排水系统存在一定冗余度）实施泵站、调蓄池、排水管网和污水厂联合调度，将尽可能多的雨污混合污水进行有效收集和处理。在环境敏感区，根据受纳水体的环境质量要求，确定城镇污水处理厂的出水水质标准。

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