倫敦水污染治理策略

張健 丁曉欣 朱佳 高靜思

摘要：倫敦在工業(yè)化、城市化快速發(fā)展的過(guò)程中，帶來(lái)了嚴(yán)重的水環(huán)境污染問(wèn)題。但倫敦通過(guò)健全的水務(wù)管理體制、完善的污水收集系統(tǒng)、先進(jìn)的可持續(xù)排水系統(tǒng)，在河流治理方面取得了顯著成效，是“先污染，后治理”的典型案例之一。本文通過(guò)介紹倫敦的水污染治理策略，提出了對(duì)我國(guó)的借鑒和啟示。

關(guān)鍵詞：倫敦;水污染;治理策略

中圖分類號(hào)：X52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）08-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.08.035

London water pollution control strategy

Zhang Jian1，Ding Xiaoxin1，Zhu Jia2，Gao Jingsi2

（1.School of Economic and Management，Jilin Jianzhu University，Changchun Jilin 130118，China;

2. Engineering Technology Development Center of Urban Water Recycling，Shenzhen Polytechnic，Shenzhen Guangdong 518055，China）

Abstract：In the process of rapid industrialization and urbanization， London has brought serious water pollution problems. However， London has achieved remarkable results in river management through a sound water management system， a comprehensive sewage collection system， and an advanced sustainable drainage system. It is one of the typical cases of “first pollution， then governance”. This paper introduces the water pollution control strategy in London and puts forward the reference and enlightenment to China.

Keywords：London; Water pollution; Governance strategy

水資源對(duì)于我國(guó)的城市運(yùn)作至關(guān)重要。然而，不斷增長(zhǎng)的城市人口和老化的管道，以及日益變化的極端氣候，使我們的水資源面臨越來(lái)越大的壓力。2017年，我國(guó)水資源總量為28761.2億立方米[1]，大約占全球水資源總量的6%，而人均水資源量?jī)H為世界人均水資源量的1/4。在水資源短缺的情況下，城市水污染卻日益嚴(yán)重，為居民提供潔凈的水資源帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。因此，為切實(shí)加大水污染防治力度，保障國(guó)家水安全，國(guó)務(wù)院于2015年正式頒布了“水污染防治行動(dòng)計(jì)劃”，但起到的作用十分有限。主要原因是我國(guó)的水務(wù)管理體制尚顯不足、相關(guān)法律法規(guī)尚未健全以及公眾環(huán)保意識(shí)的缺失。本文研究了倫敦水污染治理策略，以期為中國(guó)水污染治理提供借鑒。

1 概況

倫敦地處0.1°5E， 51°30N，位于英格蘭東南部的平原上，地形平坦，地勢(shì)較低。泰晤士河作為倫敦的“母親河”穿城而過(guò)，將城市劃分為南北兩部分，能滿足城市70%的供水需求。大倫敦面積約1577km?，人口約1400萬(wàn)，倫敦市區(qū)面積約310km?，人口約890萬(wàn)。倫敦屬溫帶海洋性氣候，四季溫差小，年平均降雨量1100mm左右。

倫敦每人每天平均消耗水149L，比英國(guó)平均水平高約5%。倫敦大部分都是合流制的污水管網(wǎng)，現(xiàn)存下水道系統(tǒng)，包括134km主干渠道，1771km二級(jí)干道和20930km的三級(jí)排水管道。

2 水環(huán)境主要問(wèn)題

自18 世紀(jì)中期以來(lái)，倫敦的冬季降雨量增加而夏季降雨量減少，氣候變化、人口增長(zhǎng)及土地使用方式的變化導(dǎo)致河流流量和地下水位在降低，水資源供應(yīng)短缺的問(wèn)題日益凸顯。

19世紀(jì)初期以來(lái)，隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，工廠數(shù)量如雨后春筍般急劇增加，泰晤士河兩岸人口激增，據(jù)統(tǒng)計(jì)，1801年1881年，倫敦人口從109萬(wàn)激增到470萬(wàn)，至1911年更是達(dá)到700多萬(wàn)，導(dǎo)致日常生活污水日漸增多，街道上污水橫流。大量生活污水、工業(yè)廢水未經(jīng)處理直接排放到河流中，沿河兩岸垃圾也隨意堆放，致使作為重要水源地的泰晤士河污染嚴(yán)重，水質(zhì)嚴(yán)重下降，危害到人們的飲用水安全。其中，1831-1866年，倫敦就有四次大的霍亂爆發(fā)，造成了大量的人員傷亡和嚴(yán)重的河流污染。1858年6月，倫敦爆發(fā)“大惡臭”事件，政府開(kāi)始整治河流污染問(wèn)題。

19世紀(jì)60、70年代，倫敦已有相對(duì)完善的下水道系統(tǒng)，霍亂的困擾基本從倫敦消失。但是由于供水不暢和排水不佳的問(wèn)題，另外一種水生傳染病“傷寒”接踵而至，對(duì)公眾造成了嚴(yán)重危害。直到19世紀(jì)末，通過(guò)供水改革和下水道改革才抑制了傷病的蔓延。

3 治理策略

3.1 治理歷程

泰晤士河是倫敦的“母親河”，承擔(dān)著倫敦70%的供水來(lái)源，是城市的靈魂。自1858年夏季爆發(fā)“大惡臭”之后，政府把對(duì)河流的治理提高到前所未有的高度。泰晤士河的治理即是倫敦水污染治理的縮影，主要分為三大階段：

第一階段：1852-1891年。根據(jù)都市工務(wù)局總工程師巴扎格的規(guī)劃，在泰晤士河南北兩岸分別建造隔離式排污下水道系統(tǒng)[2]，以匯總地下水道的污水運(yùn)往下游，南北兩岸排污干渠終點(diǎn)分別在距離泰晤士河入海口25公里處的克羅斯內(nèi)斯（Crossness）和貝肯頓（Beckton）。后來(lái)，分別在兩大排污口附近建造了大型污水處理廠，以處理克羅斯內(nèi)斯和貝肯頓收集來(lái)的污水，泰晤士河水質(zhì)得到明顯改善。

第二階段：1955-1975年。這階段河流治理秉承流域統(tǒng)一治理的理念，對(duì)倫敦原有的污水收集系統(tǒng)進(jìn)行了大規(guī)模的改造[3]。包括合并縮減污水處理廠、重新布局下水管道和污水處理設(shè)施，并對(duì)其進(jìn)行升級(jí)改造。

第三階段：1975年后，對(duì)泰晤士河的治理進(jìn)入鞏固階段。政府定期投入資金加強(qiáng)對(duì)河流的養(yǎng)護(hù)，同時(shí)立法嚴(yán)格控制工業(yè)污水的排放入河。

倫敦的水資源是由自來(lái)水公司，環(huán)境署和其他合作伙伴共同管理，以實(shí)現(xiàn)對(duì)倫敦現(xiàn)有和未來(lái)水資源的有效管理，滿足不斷增長(zhǎng)的人口的需求，同時(shí)保護(hù)自然環(huán)境。這包括確保我們明智地使用水，提高用水效率和減少泄漏，以及尋找新的可持續(xù)水源。

3.2 治理措施

3.2.1 可持續(xù)排水系統(tǒng)

倫敦年降雨量達(dá)1100mm，像所有城市一樣，倫敦有很高比例的不透水路面，阻礙雨水滲入地下。除此之外，在倫敦部分地區(qū)的粘土土壤降低了滲透速率，從而導(dǎo)致地表水泛濫，增加城市內(nèi)澇發(fā)生的可能性。為了最有效地利用現(xiàn)有和規(guī)劃排水基礎(chǔ)設(shè)施并避免增加洪水發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，倫敦市政府意識(shí)到雨水應(yīng)該作為寶貴的資源而不是廢物來(lái)管理，因此，政府改變倫敦排水系統(tǒng)的運(yùn)作方式，大力推行可持續(xù)排水系統(tǒng)（通常稱為SUDS），以降低城市發(fā)生洪水和河流污染的風(fēng)險(xiǎn)。

可持續(xù)排水系統(tǒng)包括對(duì)地表水和地下水進(jìn)行可持續(xù)式管理的一系列技術(shù)。主要采取如下措施：①雨水收集桶。利用雨水收集桶，所收集的雨水不能直接飲用，常用作灌溉，沖廁，沖洗車輛或植物清洗等。雨水收集可緩解倫敦日益嚴(yán)重的水資源短缺問(wèn)題及提升市政排水系統(tǒng)能力。②鋪裝可滲透性路面。鋪裝可滲透性的硬質(zhì)表面，除了允許雨水通過(guò)的能力之外，滲透性硬表面的工作方式與傳統(tǒng)的不透水表面大致相同，使雨水更易于滲入土壤，緩解市政排水系統(tǒng)壓力，降低發(fā)生內(nèi)澇的風(fēng)險(xiǎn)。③洼地。洼地通常用作道路，兼具美化環(huán)境的作用，遇到強(qiáng)降雨天氣時(shí)則可以儲(chǔ)存，運(yùn)輸和過(guò)濾雨水。④生物滯留。利用一系列景觀特征，包括蘆葦床，過(guò)濾排水管等，用于過(guò)濾和處理地表水。此項(xiàng)措施通常用于污染風(fēng)險(xiǎn)較低的地方，例如道路徑流、公園等。

2016年，倫敦市政府發(fā)布了《倫敦可持續(xù)排水行動(dòng)計(jì)劃》，旨在滿足倫敦各地對(duì)可持續(xù)排水系統(tǒng)認(rèn)識(shí)和改造的特定需求。而排水系統(tǒng)以更自然的方式運(yùn)作，將帶來(lái)廣泛的好處：通過(guò)減輕排水溝和下水道的負(fù)擔(dān)，穩(wěn)步降低洪水風(fēng)險(xiǎn);減少支流河流和運(yùn)河的污染;為倫敦的建筑創(chuàng)造更宜人的景觀和環(huán)境;提高雨水收集公眾參與度，加強(qiáng)公眾節(jié)水意識(shí);為學(xué)?；顒?dòng)及與水循環(huán)有關(guān)的研究提供機(jī)會(huì)。到2040年，倫敦將更可持續(xù)地管理雨水，以降低洪水風(fēng)險(xiǎn)，改善水質(zhì)和安全，最大限度地為人們、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)帶來(lái)益處。

3.2.2 污水收集系統(tǒng)

圖1 隧道及污水處理廠位置圖

在19世紀(jì)50年代初，倫敦沒(méi)有有效的下水道系統(tǒng)。在1858年6月的“大惡臭”爆發(fā)之后，政府立法建立下水道系統(tǒng)，從倫敦市中心收集廢水，運(yùn)送到貝克頓污水處理廠進(jìn)行處理，下水道長(zhǎng)度達(dá)到2000km，構(gòu)成倫敦下水道系統(tǒng)的基礎(chǔ)。至今，一些倫敦下水道已經(jīng)超過(guò)150年，下水道總長(zhǎng)55000km，大倫敦都會(huì)區(qū)擁有8個(gè)污水處理工程，服務(wù)于99%的大倫敦人口。倫敦大部分污水管網(wǎng)都是合流制，可同時(shí)處理大量的污水和地表水，但是，人口增長(zhǎng)和不斷變化的天氣模式給倫敦老化的基礎(chǔ)設(shè)施帶來(lái)了越來(lái)越大的壓力。為攔截收集未經(jīng)處理的污水溢流問(wèn)題，改善泰晤士河水質(zhì)，倫敦建設(shè)泰晤士河Tideway隧道和Lee隧道，位置如圖1所示。

泰晤士河Tideway工程是近年來(lái)英國(guó)乃至整個(gè)歐洲最大規(guī)模的污水治理工程，2014年，議會(huì)批準(zhǔn)建設(shè)泰晤士河Tideway隧道，這是英國(guó)水行業(yè)有史以來(lái)最大的基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，全長(zhǎng)15m，寬7m，深達(dá)65m，可攔截未經(jīng)處理的污水溢流和改善河流水質(zhì)。隧道將從倫敦西部阿克頓的地下雨水調(diào)蓄池，沿著河流通向倫敦東部的米爾斯修道院泵站連接Lee隧道。該工程于2016年正式開(kāi)工，預(yù)計(jì)建造時(shí)間為7年，耗資42億英鎊（2014年價(jià)格），該隧道建成運(yùn)營(yíng)后，可收集倫敦泰晤士河97%的污水。Lee溢流隧道工程是泰晤士污水隧道工程的一部分，也是工程中兩條溢流污水隧道中的一條。隧道每年可以在暴雨季節(jié)防止超過(guò)1600萬(wàn)t的污水流入泰晤士河。Lee隧道從Abbey Mills泵站到貝克頓污水處理廠，位于英國(guó)倫敦地下75m深處，長(zhǎng)為6.9km，內(nèi)徑為7.2m，隧道和豎井的總儲(chǔ)存空間達(dá)到38.2萬(wàn)m3，隧道設(shè)有4個(gè)最大直徑為38m的深豎井，工程價(jià)值達(dá)6.35億英鎊。

3.2.3 污泥資源化

在河流治理工程中，污泥是廢水處理過(guò)程中必不可少的固體副產(chǎn)品，在以往主要以海洋傾倒和填埋的方式處置。進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著污水處理技術(shù)的不斷革新，污泥中重金屬的含量和有害物質(zhì)大量減少，被當(dāng)做一種寶貴的資源回收利用。

2017年，泰晤士水公司每天運(yùn)輸和處理44億升污水，年生產(chǎn)超過(guò)36620萬(wàn)t污泥。現(xiàn)階段污泥主要有四種處置技術(shù)：厭氧消化技術(shù)、深度脫水技術(shù)、污泥土地利用和污泥焚燒技術(shù)。使用厭氧消化或焚燒技術(shù)處理了約93.5%的污泥，其中，將98.7%的處理過(guò)的污泥（生物固體）作為天然肥料回收到農(nóng)田，為土壤提供了必需的營(yíng)養(yǎng)和有機(jī)物質(zhì)。其余用于土地恢復(fù)項(xiàng)目，作為大量土壤改良劑，以幫助恢復(fù)工業(yè)用地，促進(jìn)土地可持續(xù)發(fā)展。污泥具有高熱量，倫敦將其作為沼氣提取并用于發(fā)電，減少了對(duì)電網(wǎng)輸入能源的依賴，與前幾年相比，使可再生能源發(fā)電量增加了11%。

4 啟示

倫敦在工業(yè)化、城市化快速發(fā)展的過(guò)程中，過(guò)分追求經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，而忽視水環(huán)境的污染問(wèn)題，以至于污水橫流街道、河流臭味熏天才注重對(duì)水污染的治理，是“先污染，后治理”的典型案例。但是，倫敦通過(guò)健全的水務(wù)管理體制、完善的污水收集系統(tǒng)、先進(jìn)的可持續(xù)排水系統(tǒng)，在河流治理方面取得了顯著成效。許多經(jīng)驗(yàn)都可以為我國(guó)水污染治理提供借鑒：

（1）建立健全水務(wù)管理體制，統(tǒng)籌治水。倫敦的水資源是由自來(lái)水公司，環(huán)境署和其他合作伙伴共同管理，以實(shí)現(xiàn)對(duì)倫敦現(xiàn)有和未來(lái)水資源的有效管理，滿足不斷增長(zhǎng)的人口的需求，同時(shí)保護(hù)自然環(huán)境。