作者簡介

上海市政總院  張辰總工

如何轉變傳統的設計思路，用系統的理念看待黑臭水體的治理？張辰大師為您講解福州水系統綜合治理——蒼山實例。

本文根據張辰總工在“2018中國水業院士論壇”上的發言整理而成，未經本人審閱。

首先是時代的背景。除了總書記提出的“兩山論”，生態文明建設也在不斷地推進作為五位一體很重要的指標要求。2018年2月9日，人民日報上發表了一篇文章，叫《以系統思維推進生態文明建設》。如何做工程的系統思維，首先要從流域來考慮。流域是一個復合的系統，包括系統的調查、規劃研究來評估，過去傳統的思維方式僅僅是污水廠做多少萬噸，對于黑臭水體，思維肯定不能這樣簡單，如何構建系統的思維是理念轉變很重要的。系統觀念不僅僅是系統設計，還有源頭的調查，都很重要的。城市黑臭水體整治的工作指南，對如何開展和進行系統的調查有很多要求，包括污染源的調查、環境條件的調查，這些都是系統調查中很重要的部分。建立水環境的信息系統，其中管網、泵站、河道、污水廠等一系列都是水生態系統要素中的重要內容，如果這些不做調查，不去做科學數字化的平臺，對于后續的工作就不能很好的解決。

第二是系統的規劃。規劃有很多，從城市總體的規劃，再到最近海綿城市的專項規劃，還有傳統的雨水、污水、城市水系等各個專業的規劃，這些理念也在提升。國家的標準規劃在做全面調整，現在有38本強制性的規范，出臺以后其他規范都將轉變為團體標準，這中間各個規范的銜接存在很大的問題，做好各個規劃的銜接，也是我們系統規劃很重要的內容。

第三是系統研究。不僅僅是針對某一點，比如調蓄池的規范，有源頭、中途、末端，這個調蓄從污染控制而言，到底是在源頭還是中途還是末端，各有各的要素，需要分清層次來做這方面的工作。

再舉個例子，河道的清淤是黑臭水體的重要因素，追溯到20年前，從上海蘇州河治理工程一期、二期、三期，清淤采取什么樣的措施，以及清淤后的污泥怎么處理也是系統研究的內容。這個中間包括清淤的方式，一次、兩次還是長效的清淤，也需要做分析研究。關于福州項目，我曾經問過這個問題，底泥是否做過調查，底泥各個層的分布是否做過調查，如何確定清淤，還有清淤的過程、控制，是否按照規劃標高清淤，或者采用生態的清淤方式，還有清淤以后如何做清淤污泥的處理處置等，需要對河道底泥物理化學生物及泥水界面交換過程釋放影響機制進行系統的研究。

清淤一開始沒有很好的調查，也沒有做很好的清淤規劃，現在按照規劃斷面來清淤的，效果一開始很好。去年進行了清淤以后，開始恢復很快，但是最近一段時間，又產生了一些問題，有一些“回頭”趨勢，說明生態清淤大家也要去很好的關注，在這個中間也要開展系統的研究。通過系統的研究和的系統的設計理念，以水環境質量為目標，通過現狀問題的導向以污染控制總量進行一些計算，做我們污染源的控制，然后以水系統治理為指導，采取“源頭過程末端相結合”“綠色和灰色相結合”的工作思路。我們如何考慮綠色和灰色？當然也主張把灰色降低到程度越低越好，工程和非工程措施相結合。一定是要結合非工程措施，只有工程而沒有非工程措施的呼應，沒有非工程的維護，黑臭水體也不能達到長制久清的目標。在系統設計時，還要注重源頭和過程相結合，制度設計和技術手段結合。比如源頭治理在服務范圍內有“城中村”，我們采取環村，一定要做新建小區的分流和排道。這個是結合福州的特點在許多分流制的地區有很多的排道，這些溝水、洗滌水都進入了雨水管道、河道，若這些排道不整治，將無法治理黑臭水體。小雨不積水、大雨不內澇、水體不黑臭，水不僅僅是源頭這一點，還包括滲透和一些污染的治理，對于源頭，對于這些都要因地制宜采取一系列系統的設計的理念來考慮，這是系統設計。
 

最后是系統評估。黑臭水體治理是長期的過程，通過評估做一些定量的決策，從源頭的系統調查開始，系統的規劃系統的研究還有系統的評估來轉變思維，用系統思維針對黑臭水體的治理。

以福州項目為例，福州整個把城區分成7個包，這就是用系統的規劃來考慮的。黑臭水體是流域性的，單獨治理一個片區是達不到治理效果的，所以就用系統的思維把城區分為7個包。我們承擔的第5個包，一共是13條河流，總長31公里，13條河流中間黑臭有11條，我們如何來做工程的內容？包括沿河截污、駁岸工程、生態修復工程、景觀綠色工程、垃圾攔截這一系列都是我們系統設計很重要的內容。要開展一些系統的調查，對河道本底做清晰的認識，這個是黑臭水體的指標。從調查情況來看，這些河道的ORP是-200mV或者嚴重重度黑臭，如何進行本底的交叉，建立數據平臺非常重要，我們要以目標為導向來設定水質改善的目標。根據部里的要求，去年底90%的河道要消除黑臭，2020年底達到Ⅴ類水體，這是考核的目標，還有治黑治臭治澇，不可能現階段只做海綿，下一段只做內澇，再過一階段做黑臭水體，必須用系統的觀念來考慮做這方面工作。
 

雨污混接、污水直排、水流不暢、底泥淤積、垃圾淤塞等一系列的問題，都是水環境治理內容。以目標導向、問題導向相結合共同治理黑臭水體，需要開展系統的調查，對排口的水量水質、河道的底泥的水質還有支流的水量水質都進行了取樣。一開始跟傳統做法一樣，方案做出來存在很多疑問，所以后來改變了思路，反過來做這一系列的工作，做了很多檢測。13條河、31公里共查到了1400個排口，經核算有3.42噸原生污水是排到河流的。13條河沿岸有52萬平方米的違章建筑，沿河違章建筑的水都是直排入河，這些管道里不僅僅是生活雜排水，還包括生活污水，所以沿河兩岸的違章建筑整治很重要。這13條河道還有8條的支流，對支流也要進行一些措施，支流直接連接“城中村”，必須要做水量水質調查。13條河道底泥的總量有61萬立方米，針對這個問題導向，然后通過系統的研究，通過理論的計算確定各個技術手段，對污染的復合的比例，為系統設計打下了基礎。
 

我們建立了水質模型，數學模擬很重要，它可以把復雜的事情簡單化，針對這些問題如何來控制，目標是要達到消除黑臭，達到Ⅴ類水，通過模型消減多少污染，這些污染物如何來分解，其中包括點源、面源治理，這些都要通過量化、通過模型做出來。大家不要把換水理解為簡單的換水，生態修復是長久的，通過這些量的分配，在源頭、點源來消減污染，通過系統研究來做一些系統的設計。這個系統設計的方案，比如說污水量3.42萬噸，污水廠實際只收到了1.28萬噸，另外2.04萬噸一定要截排，再難排的管道也要排，所以截污管道做了48公里。對于面的污染如何來做，我們要設計一定的調蓄池，來調蓄混接河流的污水，因為這些在短期內不可能解決，所以設計了11處的調蓄池，把控源截污，點源、面源71%的污染源絕對控制住。

 第二是如何要清除河道的垃圾。我們設計中也要提出到底是采用干濕清淤還是半干濕清淤，針對不同的地點，不要簡單的清淤，清淤多少方要提出切合實際、行之有效的清淤方式，才能夠達到內源治理的控制目標。

第三是生態修復。在不同的階段不同的河道，結合景觀，我們進行了現場的實驗，結合一些高校做的研究，來確定生態的修復方案。

第四是活水保質。我們建立了水量模型，如何對現有的水廠進行調整和改造，還有一系列河道中的引水泵站等，都是活水保質水利方面的工作。

第五長制久清。要建立系統的制度和方案來做這個方面的工作。

最后是效果。通過整個系統的設計和一些系統的研究，取得了比較好的效果。比如躍進河是水系不暢現象最顯著的一條河道，有嚴重的斷點，也有兩條城中村的排污溝。這些河道的水是重度黑臭，溶解氧和ORP都很低，通過整治，很震撼。水量水質，改造前透明度只有21cm，改造后達到38cm，COD原來是70mg/L，治理后降低到17mg/L，取得了比較顯著的效果。

第二條河道是白湖亭河，也是一條重度黑臭河道，透明度差、溶解氧和ORP較低，COD較高。目前的狀況也是管網不完善，一條河道中間有228個排口，這些數據都是很觸目驚心的，這條河道截污只有1公里，長度是4.7公里，有1公里的斷頭，1公里中間也有268個排口，污水量有6000多噸，原生污水排入4公里的河道，河水水質很差。 改造前COD達到是328mg/L，治理以后的27mg/L。
 

第三條河道是龍津躍進連通河，同樣存在這問題，1公里的河道排口40個，也有直排的污水，這條河治理前COD是139mg/L，治理后是16mg/L。
 

福州項目最開始采用了傳統的設計理念，沒有得到政府領導和專家的認同，后來轉變了思路，采用系統的方案，從系統調查開始，系統規劃、研究、設計，然后通過一些系統理念來把整個河道消除黑臭，現在只是達到了消除黑臭，如何恢復Ⅴ類水還是要有一定的工作量，目前還在不斷地做這方面工作。