基于海綿城市理念的水污染治理與策略—以常德市穿紫河為例

帥 琪

（常德職業(yè)技術學院，湖南 常德 415000）

1 海綿城市

1.1 海綿城市建設背景

隨著全球城鎮(zhèn)化進程的加快，中國城鎮(zhèn)居民的生活發(fā)生了翻天覆地的變化，但由于受到過去落后發(fā)展理念的影響，城市水污染形勢依然嚴峻，水環(huán)境惡化趨勢尚未得到根本扭轉，缺水喊渴和暴雨內澇并存的情形依然在眾多城市出現[1]。

2013年12月召開的中央城鎮(zhèn)工作會議明確指出，如今城市排水系統(tǒng)概念應由以往的依靠城市管網系統(tǒng)排水轉變?yōu)橹匾揽孔匀涣α颗潘?，并且能夠收集有限的雨水，建設以自然積存、滲透、凈化的“海綿城市”。此次會議召開后，“海綿城市”的理念開始進入人們的視野。

1.2 海綿城市概念

海綿城市是指城市如同海綿一般，能夠在下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，可以讓城市更好地適應因環(huán)境變化而產生的影響，使整個生態(tài)環(huán)境具有良好的“彈性”，不至于被動，同時能夠使其蓄水功能得到最大化利用，逐漸改善并恢復城市的自然生態(tài)平衡[2]。

1.3 常德市海綿城市建設現狀分析

常德市位于湖南省西北部，得天獨厚的天然資源形成了“三山三水”（三山即太陽山、德山、河洑山；三水即沅江、穿紫河、柳葉湖）環(huán)繞穿城的城市風貌，因此享譽“水城”盛名。在這個城市飛速發(fā)展的時代，城市河湖水體生態(tài)環(huán)境問題也日益突顯，以穿紫河為例，因城市開發(fā)和建設對其造成的影響不容小覷，河道的分割、城市垃圾的堆放、雨污混流的排放等都造成了嚴重的水污染，水質為劣V類黑臭水。在水體富營養(yǎng)化現象日益嚴重的同時，城市內澇問題也逐漸引起社會的廣泛關注，為有效解決這一難題，常德市成功申報并成為了全國第一批海綿城市建設試點城市。通過近些年的努力，“海綿城市”的理念已經逐步運用于城市建設中，特別是蓄水排水的基站建設已經作為重點工程項目。近4年，先后新建并順利投入使用長港、聚寶、毛家垱等7處雨水泵站，將城市排漬能力提升到約75 m3/s，有效提高了預防及化解城市內澇的能力。目前，市排水處管轄的城區(qū)泵站有39處、臨時抽排點有5處，排漬截污能力達到237 m3/s，總裝機容量約為28 900 kW。

在建設“海綿城市”試點城市時期，在示范區(qū)域為36.1平方公里的總體面積區(qū)域內，海綿城市工程建設項目約有150個，主要包括雨污水泵站建設、屋頂花園建設、公園綠地建設以及城市道路廣場工程建設、黑臭河水體治理等多類別項目[3]。經過三年時間的海綿城市建設，常德市城區(qū)排水系統(tǒng)越來越完善和成熟，基本實現了“小雨不積水、大雨不內澇”的目標，黑臭河現象和城市熱島效應均有緩解。

1.3.1 水體污染治理初見成效

在海綿城市建設中，常德市的水污染治理工作取得了一定成效，在整個治理過程中采取了控源截污、雨污分流、生態(tài)修復等相關工程，共計投入資金十多個億，完成30多個治理項目，城區(qū)12個水體整治工作被納入監(jiān)管平臺，基本清除了城內主要黑臭水體，水質在一定程度上得到改良，尤其是對穿紫河水環(huán)境治理，使昔日臭氣熏天的“黑臭河”蛻變成為今天市民休閑的主要風光帶，成為名副其實的城市“碧玉帶”，治理工程成效顯著，成為常德人民的驕傲。

1.3.2 內澇防治效果顯著

通過海綿城市項目改造，常德市在解決主城區(qū)內澇問題上取得了長足進步。據相關資料記載，2016年7月2日，常德市主城區(qū)特大暴雨日降水量超過170 mm，創(chuàng)近5年來最大日降水量，同時也遠超城區(qū)降水日排干量設計上限（150 mm），但主城區(qū)并未因此產生大面積積水，海綿城市項目建設成果經受住了重大考驗，市民正常生活出行得到了保障，避免了城市內澇災害的發(fā)生[4]。

1.3.3 熱島效應強度有所下降

根據第一次全國地理國情普查數據成果，常德市主要對海綿城市熱島效應進行了重點監(jiān)測。在海綿城市開始建設后，常德市夏季熱島效應的強度有了一定程度的降低，比建設前降低了0.92 ℃，使城市的熱島效應有了一定程度的緩解。

1.3.4 水生態(tài)環(huán)境得到改善

常德市在海綿城市建設期間，水生態(tài)環(huán)境得到改善，水體質量有了顯著提升，從過去的水體發(fā)黑發(fā)臭、魚鳥絕跡現象逐漸恢復到魚鳥成群景象，各類水生動植物在數量上也有了顯著增長。隨著內湖的打通，各類濱水景觀的呈現，常德市的水生態(tài)環(huán)境日趨改善，逐步營造出了河水清澈，岸綠景美的生態(tài)河道。

2 我國城市水環(huán)境治理現狀

我國的快速發(fā)展也加速了自然資源的消耗，大量土地資源和水資源受到了污染和破壞，我國城市的水環(huán)境也出現了各種問題。2015年4月頒布的《水污染防治行動計劃》對我國水環(huán)境治理提出了具體要求，盡管當前我國黑臭水體的治理已經取得了一定的成效，但也面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。目前我國水環(huán)境治理市場蓬勃發(fā)展，但也存在著幾大突出難題，如重廠輕網，雨污分流不到位；排水體制混亂、水污染嚴重；部分城市控源截污不到位；部分地區(qū)海綿城市建設推進力度不夠，對海綿城市的認識不到位；存在生態(tài)修復治理表面化、虛無化等問題。

3 海綿城市對水污染治理的影響

3.1 水質

在建設海綿城市的理念下，合理并有效控制徑流污染是改善水質的主要途徑，而控制城市面源污染則是建設海綿城市的主要目的。目前水環(huán)境治理的難點主要是城鄉(xiāng)建設中的面源污染。在海綿城市建設理念中，水質改善的第一步則是從源頭具體分散控制，其次是不能忽略大自然自帶的凈化功能。要重視生態(tài)恢復系統(tǒng)，確保水循環(huán)能夠正常進行，并將其自身的污染凈化能力最大限度地發(fā)揮出來。

3.2 水量

順應自然、尊重自然是水污染治理過程中必須遵循的原則，海綿城市建設亦是如此，應該以彈性治理為主要治理方式，而不是抵抗自然，嚴防死守。通過動態(tài)控制凈流量使整個水量處于彈性可波動范圍，如濱水植被緩沖帶建設和水體周邊海綿體改造都會使整個水環(huán)境治理工作更加靈活。

3.3 水生態(tài)平衡

水生態(tài)環(huán)境主要包含自然水文和人工區(qū)域，這些水域都會對水生態(tài)平衡造成一定程度的影響。海綿城市的建設將通過人工或者自然的方式對水體生態(tài)進行調控，比如通過建設生態(tài)鏈，可以提升水體生態(tài)服務的能力。在整個水生生態(tài)系統(tǒng)中，不能僅追求水體的生化指標，而是要以整個水生態(tài)系統(tǒng)的調節(jié)功能為目標，以對外界環(huán)境帶來的影響為出發(fā)點，更好地服務社會。

4 常德市穿紫河水污染治理策略

4.1 實施江河湖連通，修復生態(tài)通道

常德市是一座水城市，人們依水而居，城區(qū)內江、河、湖連接成一個整體匯水系統(tǒng)，水網密布，只有少部分水體由于地形地貌或者降水形成單獨水域。然而在城市快速發(fā)展過程中，城市建設和道路開發(fā)難免對整個自然水系統(tǒng)造成影響，部分水體被填埋使得水系統(tǒng)喪失整體功能，造成自然水系統(tǒng)局部“癱瘓”，令水體污染愈發(fā)嚴重。因此在海綿城市建設中，要盡可能恢復水系統(tǒng)自然聯系的狀態(tài)就成了水污染治理的首要目標。因城市建設而被隔斷的穿紫河水系重構自然水網生態(tài)系統(tǒng)，與城市最大淡水湖泊柳葉湖、沅江等水系貫穿起來，讓整個生態(tài)水網成為城市的“大海綿”。常德市在生態(tài)修復工程中的最大特色就是給生態(tài)帶來生機，使整個城市水體活起來，城市、水、土壤一個個并無生命體征的個體都變成活體。常德穿紫河與城市最大的淡水湖柳葉湖相連，修復了生態(tài)通道，再結合歷史文化的點綴，使昔日的臭水溝變成了今日的“綠腰帶”，碧波蕩漾在穿紫河上，使整個城市也因此而靈動起來。常德市江河湖連通示意圖見圖1，圖2為常德市穿紫河某河段景觀規(guī)劃平面圖。

圖1 江河湖連通示意圖

圖2 穿紫河某河段景觀規(guī)劃圖

4.2 建設植被緩沖帶，加強雨水凈化

“金山銀山不如綠水青山”，海綿城市理念拯救了黑臭河水，一方面城市通過管道系統(tǒng)截留了徑流中的部分污染物，另外一方面則是對雨水進行處理。穿紫河因為歷史原因有將近30%的管道混接或者錯接，想要改變這些管道成本巨大，當城市降雨量變大，生活污水將直接沖入到河道中。穿紫河綜合治理工程則運用河道旁邊種植的蘆葦地和草坪，利用植被和土壤下滲來減緩地表徑流的流速，從而過濾掉徑流中的部分污染物，凈化水體。水體周邊建設項目的海綿體改造是通過在水體周邊建筑屋頂上種植綠色植被，降雨時期，屋頂花園和河道兩邊植被草坡像海綿一樣吸水，減少整個降雨對城市管網的壓力。而建設植被緩沖帶，加強了對雨水的凈化。圖3為植被緩沖帶示意圖，圖4為常德市穿紫河植被緩沖帶實景圖。

圖3 植被緩沖帶示意圖

圖4 常德市穿紫河植被緩沖帶實景

4.3 建設水體生態(tài)鏈，重構生態(tài)系統(tǒng)

水體能夠自己發(fā)揮活力，自主呼吸是保持水生態(tài)平衡的重要方式。水體“生態(tài)鏈”的建設則是保持水生態(tài)平衡的有力措施之一。由于城市建設造成了生態(tài)鏈的斷裂，使水體的自凈能力受到影響，穿紫河通過水體“生態(tài)鏈”的修復和重構，維持了生態(tài)鏈的正常運行，使水體實現了自然凈化的功能。穿紫河水體“生態(tài)鏈”及生態(tài)系統(tǒng)的重構主要是通過水生動物的放養(yǎng)：放養(yǎng)鰱魚及底棲生物，可以最大限度地捕食水生動物、懸浮物及有機碎屑等污染物，從而達到凈化水質的效果，并最大限度地增強了水體的觀賞性，改善了水的生態(tài)環(huán)境，從而可以構建合理的湖泊水體生態(tài)食物鏈，形成了健康穩(wěn)定的水體生態(tài)系統(tǒng)（見圖5、圖6）。

圖5 常德市穿紫河生態(tài)環(huán)境圖

圖6 常德市穿紫河放養(yǎng)水生動物

4.4 升級泵站蓄水池，增加調蓄功能

通過研究了解到，常德市城區(qū)內的水污染主要是由于城市建設污水的排放不規(guī)范造成的，如固有排放點的污染源以及灰色基礎設施包括雨水、污水處理廠和泵站等污染源。由于受這些因素的影響，常德市采取了相應的針對性措施進行治理，如增設污水管線進行截污處理。由于穿紫河整個流域地處常德市老城區(qū)內，受歷史原因的影響，將近30%的排水管網存在接錯或者混接的問題，沒有進行雨污分流，因而造成排放的水體大部分為混合污水，如果重新進行管道改造，成本巨大。為改變這一現狀，采取了對原有沿河道118個排水口進行截流，同時穿紫河8個雨水泵站也成為了主要的排放點污染源。常德市積極運用“海綿城市”建設理念，在改造原有錯接混接的排水管網的同時，也積極地對蓄水池進行了升級，并運用設置調蓄池和生態(tài)濾池的治理方法，凈化了雨污混流水和初期雨水，增強了整個蓄水池的調蓄能力。

5 結論

海綿城市的建設是解決整個城市水環(huán)境問題、實現環(huán)境資源協調發(fā)展的一次重大變革，尤其對生態(tài)文明建設產生了舉足輕重的影響。常德市作為全國第一批海綿城市試點城市，一直在不斷完善其理論體系和技術支撐，常德穿紫河水污染治理工程的成功實施也說明其對城市污水治理有著非常有效的指導作用，但也還面臨著許多問題，有待進一步探討和實施?？傊?，只有尊重自然、順應自然，從生態(tài)文明建設角度出發(fā)，“海綿城市”的建設理念才能為城市水污染治理提供新的參考和借鑒。