基于海绵城市理念的水污染治理与策略—以常德市穿紫河为例
时间：2022-12-04 18:30:06 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
帅 琪
（常德职业技术学院，湖南 常德 415000）
1.1 海绵城市建设背景
随着全球城镇化进程的加快，中国城镇居民的生活发生了翻天覆地的变化，但由于受到过去落后发展理念的影响，城市水污染形势依然严峻，水环境恶化趋势尚未得到根本扭转，缺水喊渴和暴雨内涝并存的情形依然在众多城市出现[1]。
2013年12月召开的中央城镇工作会议明确指出，如今城市排水系统概念应由以往的依靠城市管网系统排水转变为着重依靠自然力量排水，并且能够收集有限的雨水，建设以自然积存、渗透、净化的“海绵城市”。此次会议召开后，“海绵城市”的理念开始进入人们的视野。
1.2 海绵城市概念
海绵城市是指城市如同海绵一般，能够在下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，可以让城市更好地适应因环境变化而产生的影响，使整个生态环境具有良好的“弹性”，不至于被动，同时能够使其蓄水功能得到最大化利用，逐渐改善并恢复城市的自然生态平衡[2]。
1.3 常德市海绵城市建设现状分析
常德市位于湖南省西北部，得天独厚的天然资源形成了“三山三水”（三山即太阳山、德山、河洑山；
三水即沅江、穿紫河、柳叶湖）环绕穿城的城市风貌，因此享誉“水城”盛名。在这个城市飞速发展的时代，城市河湖水体生态环境问题也日益突显，以穿紫河为例，因城市开发和建设对其造成的影响不容小觑，河道的分割、城市垃圾的堆放、雨污混流的排放等都造成了严重的水污染，水质为劣V类黑臭水。在水体富营养化现象日益严重的同时，城市内涝问题也逐渐引起社会的广泛关注，为有效解决这一难题，常德市成功申报并成为了全国第一批海绵城市建设试点城市。通过近些年的努力，“海绵城市”的理念已经逐步运用于城市建设中，特别是蓄水排水的基站建设已经作为重点工程项目。近4年，先后新建并顺利投入使用长港、聚宝、毛家垱等7处雨水泵站，将城市排渍能力提升到约75 m³/s，有效提高了预防及化解城市内涝的能力。目前，市排水处管辖的城区泵站有39处、临时抽排点有5处，排渍截污能力达到237 m³/s，总装机容量约为28 900 kW。
在建设“海绵城市”试点城市时期，在示范区域为36.1平方公里的总体面积区域内，海绵城市工程建设项目约有150个，主要包括雨污水泵站建设、屋顶花园建设、公园绿地建设以及城市道路广场工程建设、黑臭河水体治理等多类别项目[3]。经过三年时间的海绵城市建设，常德市城区排水系统越来越完善和成熟，基本实现了“小雨不积水、大雨不内涝”的目标，黑臭河现象和城市热岛效应均有缓解。
1.3.1 水体污染治理初见成效
在海绵城市建设中，常德市的水污染治理工作取得了一定成效，在整个治理过程中采取了控源截污、雨污分流、生态修复等相关工程，共计投入资金十多个亿，完成30多个治理项目，城区12个水体整治工作被纳入监管平台，基本清除了城内主要黑臭水体，水质在一定程度上得到改良，尤其是对穿紫河水环境治理，使昔日臭气熏天的“黑臭河”蜕变成为今天市民休闲的主要风光带，成为名副其实的城市“碧玉带”，治理工程成效显著，成为常德人民的骄傲。
1.3.2 内涝防治效果显著
通过海绵城市项目改造，常德市在解决主城区内涝问题上取得了长足进步。据相关资料记载，2016年7月2日，常德市主城区特大暴雨日降水量超过170 mm，创近5年来最大日降水量，同时也远超城区降水日排干量设计上限（150 mm），但主城区并未因此产生大面积积水，海绵城市项目建设成果经受住了重大考验，市民正常生活出行得到了保障，避免了城市内涝灾害的发生[4]。
1.3.3 热岛效应强度有所下降
根据第一次全国地理国情普查数据成果，常德市主要对海绵城市热岛效应进行了重点监测。在海绵城市开始建设后，常德市夏季热岛效应的强度有了一定程度的降低，比建设前降低了0.92 ℃，使城市的热岛效应有了一定程度的缓解。
1.3.4 水生态环境得到改善
常德市在海绵城市建设期间，水生态环境得到改善，水体质量有了显著提升，从过去的水体发黑发臭、鱼鸟绝迹现象逐渐恢复到鱼鸟成群景象，各类水生动植物在数量上也有了显著增长。随着内湖的打通，各类滨水景观的呈现，常德市的水生态环境日趋改善，逐步营造出了河水清澈，岸绿景美的生态河道。
我国的快速发展也加速了自然资源的消耗，大量土地资源和水资源受到了污染和破坏，我国城市的水环境也出现了各种问题。2015年4月颁布的《水污染防治行动计划》对我国水环境治理提出了具体要求，尽管当前我国黑臭水体的治理已经取得了一定的成效，但也面临着严峻的挑战。目前我国水环境治理市场蓬勃发展，但也存在着几大突出难题，如重厂轻网，雨污分流不到位；
排水体制混乱、水污染严重；
部分城市控源截污不到位；
部分地区海绵城市建设推进力度不够，对海绵城市的认识不到位；
存在生态修复治理表面化、虚无化等问题。
3.1 水质
在建设海绵城市的理念下，合理并有效控制径流污染是改善水质的主要途径，而控制城市面源污染则是建设海绵城市的主要目的。目前水环境治理的难点主要是城乡建设中的面源污染。在海绵城市建设理念中，水质改善的第一步则是从源头具体分散控制，其次是不能忽略大自然自带的净化功能。要重视生态恢复系统，确保水循环能够正常进行，并将其自身的污染净化能力最大限度地发挥出来。
3.2 水量
顺应自然、尊重自然是水污染治理过程中必须遵循的原则，海绵城市建设亦是如此，应该以弹性治理为主要治理方式，而不是抵抗自然，严防死守。通过动态控制净流量使整个水量处于弹性可波动范围，如滨水植被缓冲带建设和水体周边海绵体改造都会使整个水环境治理工作更加灵活。
3.3 水生态平衡
水生态环境主要包含自然水文和人工区域，这些水域都会对水生态平衡造成一定程度的影响。海绵城市的建设将通过人工或者自然的方式对水体生态进行调控，比如通过建设生态链，可以提升水体生态服务的能力。在整个水生生态系统中，不能仅追求水体的生化指标，而是要以整个水生态系统的调节功能为目标，以对外界环境带来的影响为出发点，更好地服务社会。
4.1 实施江河湖连通，修复生态通道
常德市是一座水城市，人们依水而居，城区内江、河、湖连接成一个整体汇水系统，水网密布，只有少部分水体由于地形地貌或者降水形成单独水域。然而在城市快速发展过程中，城市建设和道路开发难免对整个自然水系统造成影响，部分水体被填埋使得水系统丧失整体功能，造成自然水系统局部“瘫痪”，令水体污染愈发严重。因此在海绵城市建设中，要尽可能恢复水系统自然联系的状态就成了水污染治理的首要目标。因城市建设而被隔断的穿紫河水系重构自然水网生态系统，与城市最大淡水湖泊柳叶湖、沅江等水系贯穿起来，让整个生态水网成为城市的“大海绵”。常德市在生态修复工程中的最大特色就是给生态带来生机，使整个城市水体活起来，城市、水、土壤一个个并无生命体征的个体都变成活体。常德穿紫河与城市最大的淡水湖柳叶湖相连，修复了生态通道，再结合历史文化的点缀，使昔日的臭水沟变成了今日的“绿腰带”，碧波荡漾在穿紫河上，使整个城市也因此而灵动起来。常德市江河湖连通示意图见图1，图2为常德市穿紫河某河段景观规划平面图。
图1 江河湖连通示意图
图2 穿紫河某河段景观规划图
4.2 建设植被缓冲带，加强雨水净化
“金山银山不如绿水青山”，海绵城市理念拯救了黑臭河水，一方面城市通过管道系统截留了径流中的部分污染物，另外一方面则是对雨水进行处理。穿紫河因为历史原因有将近30%的管道混接或者错接，想要改变这些管道成本巨大，当城市降雨量变大，生活污水将直接冲入到河道中。穿紫河综合治理工程则运用河道旁边种植的芦苇地和草坪，利用植被和土壤下渗来减缓地表径流的流速，从而过滤掉径流中的部分污染物，净化水体。水体周边建设项目的海绵体改造是通过在水体周边建筑屋顶上种植绿色植被，降雨时期，屋顶花园和河道两边植被草坡像海绵一样吸水，减少整个降雨对城市管网的压力。而建设植被缓冲带，加强了对雨水的净化。图3为植被缓冲带示意图，图4为常德市穿紫河植被缓冲带实景图。
图3 植被缓冲带示意图
图4 常德市穿紫河植被缓冲带实景
4.3 建设水体生态链，重构生态系统
水体能够自己发挥活力，自主呼吸是保持水生态平衡的重要方式。水体“生态链”的建设则是保持水生态平衡的有力措施之一。由于城市建设造成了生态链的断裂，使水体的自净能力受到影响，穿紫河通过水体“生态链”的修复和重构，维持了生态链的正常运行，使水体实现了自然净化的功能。穿紫河水体“生态链”及生态系统的重构主要是通过水生动物的放养：放养鲢鱼及底栖生物，可以最大限度地捕食水生动物、悬浮物及有机碎屑等污染物，从而达到净化水质的效果，并最大限度地增强了水体的观赏性，改善了水的生态环境，从而可以构建合理的湖泊水体生态食物链，形成了健康稳定的水体生态系统（见图5、图6）。
图5 常德市穿紫河生态环境图
图6 常德市穿紫河放养水生动物
4.4 升级泵站蓄水池，增加调蓄功能
通过研究了解到，常德市城区内的水污染主要是由于城市建设污水的排放不规范造成的，如固有排放点的污染源以及灰色基础设施包括雨水、污水处理厂和泵站等污染源。由于受这些因素的影响，常德市采取了相应的针对性措施进行治理，如增设污水管线进行截污处理。由于穿紫河整个流域地处常德市老城区内，受历史原因的影响，将近30%的排水管网存在接错或者混接的问题，没有进行雨污分流，因而造成排放的水体大部分为混合污水，如果重新进行管道改造，成本巨大。为改变这一现状，采取了对原有沿河道118个排水口进行截流，同时穿紫河8个雨水泵站也成为了主要的排放点污染源。常德市积极运用“海绵城市”建设理念，在改造原有错接混接的排水管网的同时，也积极地对蓄水池进行了升级，并运用设置调蓄池和生态滤池的治理方法，净化了雨污混流水和初期雨水，增强了整个蓄水池的调蓄能力。
海绵城市的建设是解决整个城市水环境问题、实现环境资源协调发展的一次重大变革，尤其对生态文明建设产生了举足轻重的影响。常德市作为全国第一批海绵城市试点城市，一直在不断完善其理论体系和技术支撑，常德穿紫河水污染治理工程的成功实施也说明其对城市污水治理有着非常有效的指导作用，但也还面临着许多问题，有待进一步探讨和实施。总之，只有尊重自然、顺应自然，从生态文明建设角度出发，“海绵城市”的建设理念才能为城市水污染治理提供新的参考和借鉴。
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