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| 水環境治理漫談 | ||
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問水篇 作為走遍山南海北的環保人，看慣祖國眾多的江河湖川溪，也許未曾深刻思考過這亙古的自然之水為何物。從山麓汩汩而泄，在平原波光泛濫，在浪濤中騰騰裊裊，在歷史中鑄成永恒，這就是她的含義： 既是生命過程，又是精神傳承。她包含降雨（雪）、蒸發、下滲及地質構造等過程，也經歷自然老化、污染填埋、功能退化等周期；她是動物、植物、微生物等生命形式的有機結合體，也是蘊含文化、歷史、休閑、審美、船運等功能的載體。她時而柔順，滋養世界，潤物無聲；也時而狂躁，暴雨肆虐，洪水橫流。 正是她這些復雜的特性，決定了我們不能用單純的眼光看待水環境問題，水多（洪澇問題）、水少（干旱問題）、水臟（水污染問題）、水功能喪失，其本質上是水資源時空分布不均和水陸發展不協調的問題。從根本上解決水環境問題，應從水中延伸到陸地，從單線治理延伸到時空綜合整治，從工程建設延伸到人文關懷，從環境修復延伸到社會經濟的統籌發展。 理水篇 縱觀國內外水環境治理發展歷程，無一不是從片面到系統，從硬質到柔性，從工程建設到功能提升的蛻變。 治水大師—荷蘭 荷蘭作為世界最大的河口三角洲之一，歐洲主要河流如萊茵河、繆斯河、斯海爾德河等在其境內匯聚，全境無山，地勢低洼，60%國土面積低于海平面，直面北海風暴潮的沖擊。 特殊的地理水文環境造就了荷蘭特殊的治水歷史，12世紀起填海造陸，開始了長達7個世紀的與水爭地的浩大工程。由于飽受水患影響，20世紀起，荷蘭進入水利工程快速發展期，在此期間誕生了號稱“現代世界第七大奇跡”的荷蘭三角洲工程及南海工程。聲勢浩大的與水抗爭，并沒有從真正意義上解決荷蘭的水患問題，特別是1995年的洪災，荷蘭受災面積170平方公里，25萬人口遷徙，這次將荷蘭防洪治水工程引向了另一個方向-還地于河（Room for the River），開啟了人水和諧的新篇章。
備注：荷蘭治水發展史 還地于河計劃旨在將已被農田、聚落占領的洪泛平原還給河流，以期洪泛平原可正常發揮其滯洪、蓄洪功能。主要包含的工程內容為：降低河灘、加深河槽、支流分水、拆除河障、降堤退堤、洪泛區生態多維復育等。奈梅亨退堤工程是荷蘭最為典型的案例之一。
備注：圖片來源于網絡 奈梅亨（Nijmegen）退堤工程位置位于瓦爾河（Waal River），是河流從德國至荷蘭境內后的關鍵節點，敏感性極高，城市發展不斷擠壓河道生存空間，加劇了洪水與城市之間的緊張關系。
備注：圖片來源于網絡 該工程由兩個關鍵部分組成：一是河流北岸的堤壩向陸地后移350 m，二是新挖一條旁支河道，通過一個溢流堰與瓦爾河永久相連。在上述措施的協同作用下，洪峰時的河流水位可下降34 cm，達到了荷蘭河道拓展計劃的要求。由于修建了旁支河道，原有堤壩成為了新島的地基，并通過一系列新建的橋梁與河岸相連。該項目中洪泛區被設計為一座城市濱河公園，擁有了不同季相的風景，提高了區域生態服務價值。
備注：圖片來源于《荷蘭奈梅亨市瓦爾河河道拓展項目》
備注：荷蘭奈梅亨市瓦爾河河道改造策略分析圖
備注：荷蘭奈梅亨市瓦爾河河道改造效果圖，圖片來源于網絡 多自然河川-日本 歐洲的瑞士、德國早在1950年就開始實施近自然河川工程。參照這一思路，日本在1990年提出“多自然型河川”的路徑，并明確定義為“照顧到河川原有生物的生育環境，統籌兼顧自然景觀的保護和創建”。主要工程手段包括：巧妙利用復式斷面，將河灘綠地化、公園化，同時適應水位季節性變化；采用多樣化的自然型護坡，柔化岸線，提高岸線生態性；利用深灘、淺灘及灣部的營造，提高生境的復雜性，打造生物營棲空間；利用水位變動的河灘構建天然的濕地系統，修復河灘濕地環境。
備注：巧妙利用復式斷面，將河灘綠地化、公園化
備注：利用深灘、淺灘及灣部的營造，打造生物營棲空間
備注：生態駁岸一覽，圖片素材來源于網絡 1990-2002年間共有28000個河川治理項目采用了這一模式，在2002年實施的5500項河川治理工程中，約70%工程采用了多自然型河川的理念。然而通過對1730個工程的效果評價，仍存在植被恢復差、人工痕跡重、覆土流失嚴重、自然未恢復、魚類棲息少、外來物種多、環境不和諧、泥沙堆積多等問題。經過復盤，重新定義了“多自然河川”，即：以河川全體的自然節律為基礎，充分考慮當地居民的生活、歷史、文化和諧，以保護河川原有生物的棲息、繁殖環境并創建多樣的河川景觀為目的，實施河川的管理。這意味著日本河川的建設從個別區間的多自然化向整體的多自然化轉變，從獨立水利工程向與當地生活、歷史及文化相結合轉變，從水利工程建設向流域管理轉變。
備注：圖片來源于網絡 知水篇 無論是荷蘭的還地于河還是日本的多自然河川構建，無一不是基于自然的法則，以生態修復為著力點和落腳點，與水為友，化水為利，建管并重，最終實現可持續水系統的建設與發展。由此可見，生態修復既是水環境治理的最終目的又是最有效的手段。 水生植物對河湖水環境本身起到極為關鍵的凈化效果，其機理主要為：一，同化吸收，富集河湖沉積層中氮磷等富營養物質；二，磷的沉降與固定，通過提高沉積層上覆水的溶解氧、氧化還原電位及pH值，來促進上覆水中可溶性磷的沉降；三，氮的遷移與轉化，通過根際效應及植物代謝作用使根系及莖葉表面形成富氧-缺氧的氧化還原微環境，使氮循環微生物（反硝化、硝化及氨化細菌）同時出現并發揮作用，含氮有機物經異養菌的氨化作用轉化成氨氮，再通過硝化作用轉變為亞硝酸鹽和硝酸鹽態氮，最終通過反硝化作用轉化為氮氣從水中排出，以沉水植物凈化效果為例，較之于未種植沉水植物區域，硝化、反硝化細菌菌群數量約增加10-100倍；四，生態清淤，通過水生植物同化吸收及根際微生物效應，實現沉積層中有機質的去除及礦化，進而逐年削減有機質。
備注：水生植物對氮和有機質的去除機制 魚蝦螺貝等水生動物也是修復過程中必不可少的一環。其凈化機理分為直接和間接兩種：一、水生動物通過攝食水體中有機懸浮物、藻類及植物腐敗殘體等方式，直接削減水體中富營養物質；二、水生動物通過攝食或其分泌物的天然絮凝作用，提高水體透明度，增強沉水植物光合作用，間接促進植物對水體的凈化效果。 棲息地營造與恢復也是水生態修復的重要目的。通過微地形營造及草-灌木-喬木小生境的設計，可有效實現生物多樣性的恢復及棲息地的打造。如涉禽類主要于水深10-23 cm的空間內活動攝食，而游禽類主要于水深50-200 cm范圍內游憩活動，水深30 cm范圍內覓食，而不同的植被可為其提供產卵、棲息的隱蔽空間。
備注：微地形改造及生態修復 鄭州某河道生態修復完成后，水體質量達到Ⅲ類水標準。除原生物種以外，發現20種野生花卉，12種鳥類與60余種昆蟲及數種兩棲類生物。河道中的物種多樣性增長了30%，甚至發現了國家級野生保護動物“黑水雞”在此筑巢繁殖。
備注：國家級野生保護動物“黑水雞”，圖片來源于網絡 利水篇 人類社會的發展歷程中無不充斥著人與自然的辯證關系。理水治水最終離不開以人為本，生態服務的宗旨與原則。新加坡作為一個典型的水資源匱乏的國家，在水的利用與保護上，做出了巨大的努力， ABC水計劃（Active, Beautiful, Clean）就是在這樣的背景下誕生的。 該計劃旨在拉近人與水之間的關系，運用一個更好的雨水管理方式，盡可能把每滴雨水留住，將下水道、溝渠、水庫改造成為富有活力的、美麗的、清潔的小溪、河流與湖泊，與鄰近的土地成為一體，以創造出充滿活力的社區公共空間。 其主要采用自然凈化過程，包括沉淀、滲透與植物吸收等作用，主要工程元素包含沉淀池、植草溝、人工濕地、生物滯留溝、生物滯留池及生態工法駁岸等等，同時也包含多種綠色建筑、公共教育空間等配套措施。
備注：主要作用及工程元素 新加坡ABC水計劃同樣注重管理，并制定了十分詳盡的評分標準以開展ABC水認證工作，以此鼓勵企業創新，積極參與。該評分標準涵蓋4個部分，包含活躍、美麗、潔凈與創新，共計110分，與人體驗、審美及創新相關的分值分別占27%、27%及21%，純粹與水凈化相關占比25%。新加坡通過工程引導與管理評價并重的方式，圍繞人的需求，將水資源、水安全、水環境、水生態及水文化統籌發展，實現了人水和諧。
備注：新加坡碧山宏茂橋公園，圖片來源于網絡 結語 水系統是城鎮有機生命體的重要組成部分，與人的幸福指數息息相關。涉水工作的開展，應從頂層設計入手，打破各部門之間的壁壘，實現橫向互動，同時注重多學科交叉，提升互補優勢。此外，綠色發展是水環境治理的最終命題，作為環保工作者，在解決水環境痛點問題的基礎上，應更加關注水與人類的和諧關系，實現生態服務價值轉換，切實踐行綠水青山就是金山銀山的發展之路。 主要參考目錄： 1 荷蘭奈梅亨市瓦爾河河道拓展項目； 2 Room for the river, project examples； 3 新加坡活躍、美麗、干凈水計劃設計導則; 4 日本“多自然河川”治理及其對我國河道整治的啟示。 |
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