張建云,李 云,王小軍
(1.南京水利科學(xué)研究院,210029,南京;2.水文水資源與水利工程科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,210024,南京;3.水利部應(yīng)對氣候變化研究中心,210029,南京)
我國水生態(tài)文明建設(shè)中幾個問題的再思考
張建云1,2,3,李 云1,2,王小軍1,3
(1.南京水利科學(xué)研究院,210029,南京;2.水文水資源與水利工程科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,210024,南京;3.水利部應(yīng)對氣候變化研究中心,210029,南京)
介紹了蘇州市“自流活水”工程及“杭州G20峰會核心區(qū)河道水質(zhì)提升”工程的總體思路、技術(shù)方案、關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)施效果,對我國南方城市水生態(tài)文明建設(shè),尤其是城市河道水質(zhì)提升和水環(huán)境改善具有重要的參考價值。同時結(jié)合不同地區(qū)水生態(tài)文明建設(shè)的案例,深入分析了水生態(tài)文明建設(shè)試點(diǎn)中存在的主要問題,進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)水生態(tài)文明建設(shè)要堅(jiān)持問題導(dǎo)向的原則,要根據(jù)當(dāng)?shù)厮Y源特點(diǎn)和突出問題,因地制宜,突出重點(diǎn),確定建設(shè)任務(wù)和技術(shù)路線。強(qiáng)調(diào)急需開展生態(tài)環(huán)境價值理論和生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制等方面的理論研究,切實(shí)建立健全生態(tài)補(bǔ)償制度,這是推進(jìn)水生態(tài)文明建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的基本保障。
水生態(tài)文明;自流活水;生態(tài)環(huán)境價值;生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制
黨的十八大報告首次將生態(tài)文明建設(shè)納入建設(shè)有中國特色社會主義的總體布局。水生態(tài)文明是生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容和基礎(chǔ)。2013年以來,水利部先后印發(fā)《關(guān)于加快推進(jìn)水生態(tài)文明建設(shè)工作的意見》《關(guān)于開展全國水生態(tài)文明建設(shè)試點(diǎn)工作的通知》,分兩批啟動 105個水生態(tài)文明建設(shè)試點(diǎn)。加快總結(jié)試點(diǎn)工作中的經(jīng)驗(yàn),分析存在的問題與不足,對全國水生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義。通過介紹近年在水生態(tài)文明試點(diǎn)建設(shè)中成功應(yīng)用的技術(shù),同時分析水試點(diǎn)建設(shè)中存在的主要問題,提出進(jìn)一步加強(qiáng)水生態(tài)文明建設(shè)的具體政策建議,為在更大范圍內(nèi)加快推進(jìn)水生態(tài)文明建設(shè)提供借鑒。
俗話說,“流水不腐,戶樞不蠹?!焙雍档倪B通性及水流的流動性直接影響流域生態(tài)環(huán)境狀況、水資源承載能力和環(huán)境容量以及水旱災(zāi)害的風(fēng)險等,是水生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容。在江河湖庫自然水系基礎(chǔ)上,通過自然營造力和人為驅(qū)動力作用,維持、重塑或構(gòu)建滿足一定功能目標(biāo)的水流連接通道,以維系不同水體之間的水力聯(lián)系和物質(zhì)循環(huán)。通過河湖連通工程,維系構(gòu)建和塑造良好的流域水平衡關(guān)系,改善水動力條件,改善流域水環(huán)境;維護(hù)和修復(fù)河湖生態(tài)廊道,保持生物多樣性,塑造良性生態(tài)平衡關(guān)系,維護(hù)河湖生態(tài)功能。河湖連通的關(guān)鍵技術(shù),是精確計算和科學(xué)分配、高效利用河湖水系的水位差,保障水系水流的流動。蘇州市實(shí)施的“自流活水”工程,是通過河湖連通實(shí)現(xiàn)流域水系水污染標(biāo)本兼治的成功案例。
歷史上太湖位居高勢,湖水由胥江直達(dá)蘇州城區(qū)。但近年,古城西南的太湖水位與東北的陽澄湖水位基本持平,胥江已難以引太湖清水。另由于城中7個防洪包圍的封閉運(yùn)行,蘇州古城之水愈加難以流動,原來水清岸綠的美麗蘇州水系,變成了黑臭的死水溝潭。受蘇州市水利局委托,南京水利科學(xué)研究院專門組建科研團(tuán)隊(duì),建立數(shù)學(xué)模型、物理模型,同步開展12種工況下古城區(qū)71個河道過水?dāng)嗝娴脑陀^測試驗(yàn),最終確立了“因勢利導(dǎo)、江湖共濟(jì)、雙源互補(bǔ)、三點(diǎn)配水、活水自流、惠及周邊”的總體方案。“自流活水”工程包括水源工程、配水工程、輔助工程和調(diào)度控制系統(tǒng)4個方面。通過自動控制婁門堰、閶門堰的水位,調(diào)節(jié)河道上下游的水位差,造成城區(qū)河道南北兩端約10~20 cm的水位差,讓水快速流起來,實(shí)現(xiàn)了自流活水的設(shè)計目標(biāo):一是全城區(qū)活水,活水范圍包括古城區(qū)并惠及周邊地區(qū)約80 km2;二是持續(xù)活水,一天 24小時,流水不斷,流速不減;三是自流活水,城區(qū)95座泵閘、水泵關(guān)停,水閘開啟,水體自然流動。
“自流活水”工程實(shí)施后,城區(qū)日進(jìn)水250萬m3,2天更新1次;古城區(qū)日進(jìn)水70萬m3,1天更新1次。據(jù)市環(huán)保局對城區(qū)40個河道斷面的監(jiān)測結(jié)果,在七、八月高溫期間,COD(化學(xué)需氧量)平均濃度為Ⅲ類,氨氮平均濃度為Ⅲ類,總磷平均濃度為Ⅳ類,溶解氧平均濃度接近Ⅳ類,城區(qū)河道水質(zhì)明顯提升。此外,城區(qū)水位穩(wěn)定在3.0 m左右,城市防洪排水能力亦大為增強(qiáng)。
2016年G20峰會于9月4—5日在杭州錢江世紀(jì)城成功舉辦,為保障峰會期間水環(huán)境質(zhì)量,以及未來蕭山城區(qū)河網(wǎng)水質(zhì)持續(xù)改善,杭州G20峰會指揮部提出了“清水進(jìn)城”、水體透明度不小于1 m、營造靈動宜人和富有活力的水環(huán)境等嚴(yán)格的河道水質(zhì)綜合治理要求。由南京水利科學(xué)研究院牽頭,聯(lián)合中水珠江、南京瑞迪建設(shè)總公司等單位共同編制和實(shí)施了《杭州市蕭山區(qū)錢江世紀(jì)城G20核心區(qū)塊水質(zhì)提升實(shí)施方案》,對河道水質(zhì)進(jìn)行綜合治理。方案從流域、區(qū)域不同層面統(tǒng)籌安排,綜合運(yùn)用現(xiàn)有閘泵工程,兼顧防洪排澇,通過截污、清淤、凈化、活水、調(diào)度與管理等工程與非工程措施,合理配水、精細(xì)調(diào)控,增加河網(wǎng)水動力、增大水環(huán)境容量,實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)高效利用與水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)改善的良性循環(huán)。
該工程具體采用了四大核心技術(shù):一是水源強(qiáng)化自凈技術(shù),由于錢塘江進(jìn)水河段屬感潮河段,精確分析計算潮水位變化,科學(xué)分析并搶抓進(jìn)水時機(jī),縝密研究進(jìn)水濁度與凈水劑添加趨勢拐點(diǎn),凈化過程中實(shí)現(xiàn)了凈水劑全自動精準(zhǔn)投加,利用已有錢江水利樞紐構(gòu)筑物形成混合段、絮凝段和沉淀段,完成水質(zhì)凈化,既節(jié)省了工程投資,也減少了工程占地,該技術(shù)是保障區(qū)域內(nèi)水體清澈的核心;二是生態(tài)復(fù)氧技術(shù),構(gòu)建利用生態(tài)閘壩進(jìn)行自然曝氣,在保證引水絮凝沉淀時間達(dá)到工藝要求的同時,巧妙利用水閘形成跌水復(fù)氧,不需新增動力,充分保證了河道生物的需氧量;三是小區(qū)生活污水處理工藝技術(shù),快速收集和處理未能及時截污納管的生活污水,達(dá)到一級A排放標(biāo)準(zhǔn),確保生活污水零排放入河;四是暢流活水水力調(diào)控技術(shù),構(gòu)建錢江世紀(jì)城水量水質(zhì)數(shù)學(xué)模型,水質(zhì)、水量、水位全覆蓋實(shí)時監(jiān)測,精準(zhǔn)調(diào)控區(qū)域內(nèi)1個樞紐、9個閘門、2個排澇站,水位逐級遞減,增加水動力,增大水環(huán)境容量,綜合改善水環(huán)境,水質(zhì)提升工程總體框架見圖1。
此外,南京水利科學(xué)研究院負(fù)責(zé)核心區(qū)的防洪、排澇與引水調(diào)度,制定了 《G20核心區(qū)遇強(qiáng)降雨應(yīng)急恢復(fù)調(diào)度方案》,成功應(yīng)對上游藍(lán)藻下泄、錢塘江大潮期高含沙量、臺風(fēng)雨、臨時污水等突發(fā)事件。經(jīng)過3個多月現(xiàn)場聯(lián)控聯(lián)調(diào)運(yùn)行,區(qū)域內(nèi)河道水體主要指標(biāo)(氨氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)、溶解氧)已穩(wěn)定達(dá)到Ⅲ類,透明度1 m以上,即便在遭遇強(qiáng)降雨后,主場館區(qū)河道水質(zhì)2小時可應(yīng)急恢復(fù)。
圖1 杭州G20峰會核心區(qū)河道水質(zhì)提升工程總體框架
水利部《關(guān)于加快推進(jìn)水生態(tài)文明建設(shè)工作的意見》指出,水生態(tài)文明建設(shè)的目標(biāo)包括最嚴(yán)格水資源管理制度有效落實(shí),節(jié)水型社會基本建成,用水總量有效控制,用水效率和效益顯著提高;科學(xué)合理的水資源配置格局基本形成,防洪保安能力、供水保障能力、水資源承載能力顯著增強(qiáng);水資源保護(hù)與河湖健康保障體系基本建成,水功能區(qū)水質(zhì)明顯改善,城鎮(zhèn)供水水源地水質(zhì)全面達(dá)標(biāo),生態(tài)脆弱河流和地區(qū)水生態(tài)得到有效修復(fù)等。因此,水生態(tài)文明建設(shè)涉及水利工作的方方面面,是系統(tǒng)和綜合治理過程,是水利現(xiàn)代化的重要抓手。但是,我國水資源時空分布不均,各地區(qū)所面臨的水問題差別很大,各地應(yīng)該根據(jù)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求和生態(tài)環(huán)境狀況,充分考慮當(dāng)?shù)厮Y源特點(diǎn)和突出的水問題,因地制宜、因水制宜,科學(xué)編制水生態(tài)文明建設(shè)規(guī)劃和實(shí)施方案,突出工作重點(diǎn),依托專項(xiàng)治理和修復(fù)保護(hù)工程,穩(wěn)步推進(jìn)水生態(tài)文明建設(shè)。
在水生態(tài)文明建設(shè)方案編制中,要堅(jiān)持問題導(dǎo)向的原則。緊密圍繞水生態(tài)系統(tǒng)的基本功能,即水患調(diào)節(jié)功能、資源供給功能、經(jīng)濟(jì)支撐功能、生態(tài)維系功能、景觀娛樂功能和文化載體功能等的要求,深入分析本地區(qū)水生態(tài)系統(tǒng)功能的退化、殘缺和喪失情況,有針對性地恢復(fù)和治理。我國北方地區(qū)的突出矛盾是水資源短缺和生態(tài)環(huán)境脆弱,要科學(xué)制定水資源配置方案,同時高度重視節(jié)水體系建設(shè),應(yīng)用先進(jìn)的節(jié)水技術(shù)與工藝,提升工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活用水效率,避免建設(shè)大水面的水景觀,以減少蒸發(fā)和下滲損失,還要加強(qiáng)中水利用,提升生態(tài)用水的保障水平。而我國南方地區(qū)的突出水問題是城市防洪安全、黑臭河治理和生物多樣性保護(hù)。要加強(qiáng)水安全保障體系建設(shè),包括防洪安全體系與供水安全保障體系建設(shè)。
比如,武漢市是全國水生態(tài)文明建設(shè)試點(diǎn)城市,2016年6月底至7月初,由于連續(xù)多日暴雨,武漢發(fā)生嚴(yán)重洪澇,整個城市交通癱瘓,湖泊多處破堤,災(zāi)害損失嚴(yán)重。洪澇導(dǎo)致農(nóng)作物絕收約74萬畝(1畝=1/15 hm2),倒塌房屋9 758間,災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失約48億元。武漢市的水生態(tài)文明建設(shè),首先要結(jié)合海綿城市建設(shè)試點(diǎn),解決城市防洪安全問題。這次洪澇災(zāi)害嚴(yán)重的主要原因除了降雨強(qiáng)度大、城市排水標(biāo)準(zhǔn)低、長江水位高、內(nèi)河內(nèi)湖的水排不出之外,就是城市發(fā)展大量占用了湖泊(據(jù)報道:武漢原有127個湖泊,而現(xiàn)在僅剩38個,20年湖泊面積消失1/3),顯著減少了洪水的調(diào)蓄空間,人進(jìn)湖退,加大了洪水發(fā)生的風(fēng)險。城市洪澇的防治也是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,要統(tǒng)籌考慮完善城市排水系統(tǒng),提高排水排澇能力,恢復(fù)湖泊調(diào)蓄空間,給洪水留有出路。因此,城市的開發(fā)建設(shè),要堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展、人水和諧的理念,要高度重視城市河湖水系水生態(tài)功能的保護(hù)和修復(fù)。
建立健全生態(tài)補(bǔ)償制度,形成導(dǎo)向明確、公平合理的激勵機(jī)制,提高生態(tài)文明建設(shè)和生態(tài)保護(hù)工作的積極性,是推進(jìn)水生態(tài)文明建設(shè)的基本保障。生態(tài)補(bǔ)償就是對重要自然保護(hù)區(qū)、重要濕地、重要水源地和公益林地等因?qū)嵤┥鷳B(tài)保護(hù)而形成的貢獻(xiàn),以及因此對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會發(fā)展帶來的經(jīng)濟(jì)損失和影響,應(yīng)該給予一定的補(bǔ)償。
比如,漢江流域是南水北調(diào)中線工程的供水水源地,承擔(dān)著國家層面水資源配置的重要任務(wù),也是陜西省引漢濟(jì)渭工程的水源地。隨著南水北調(diào)中線一期工程的運(yùn)行以及引漢濟(jì)渭工程的實(shí)施,漢江流域水資源與水生態(tài)環(huán)境壓力日益凸顯。陜南漢江流域的水資源保護(hù)在南水北調(diào)中線工程水源保護(hù)中具有至關(guān)重要的作用,陜南三市為保障南水北調(diào)中線水質(zhì)做出了巨大的貢獻(xiàn)。
一是鐵腕治污?!笆晃濉币詠?,累計關(guān)停企業(yè)400家左右,拒絕“兩高”企業(yè)在水源區(qū)投資落戶;目前工業(yè)廢水達(dá)標(biāo)排放率達(dá)到90%以上,工業(yè)危廢處置率100%,醫(yī)廢處理率達(dá)95%以上;陜南三市污水處理廠和垃圾處理廠建設(shè)達(dá)到縣級以上城市全覆蓋;水產(chǎn)養(yǎng)殖大力推廣非投餌式網(wǎng)箱養(yǎng)魚技術(shù);建立漢江部分干流河段和主要支流重點(diǎn)河段的視頻監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)24小時在線監(jiān)控,強(qiáng)化了漢江流域的水質(zhì)防控能力。
二是大力推進(jìn)水土流失治理。一方面,推進(jìn)退耕還林、天然林保護(hù)、濕地恢復(fù)等工程建設(shè),陜南森林覆蓋率從20世紀(jì)70年代的30%提高到現(xiàn)在的60%左右,森林蓄積量達(dá)到2.5億m3,森林涵養(yǎng)水源能力達(dá)到116億m3;另一方面,積極落實(shí)《丹江口庫區(qū)及上游水污染防治“十二五”規(guī)劃》,開展重點(diǎn)水源區(qū)生態(tài)保護(hù)和水土流失治理,共治理小流域 562條,完成水土流失治理面積1.26萬km2。通過水土流失治理和生態(tài)工程建設(shè),有效提升了水源涵養(yǎng)能力。
三是積極開展生態(tài)移民工程,減輕水源區(qū)面源污染。2011年 5月起,陜南三市計劃搬遷移民240萬人,截至2015年年底,陜南三市已完成搬遷安置32.4萬戶111.9萬人,這項(xiàng)工程是解決水源區(qū)面源污染的一項(xiàng)重要舉措。在《全國主體功能區(qū)規(guī)劃》中,陜南屬國家限制開發(fā)區(qū)域,陜南三市為漢江水資源保護(hù)、保障一江清水北送付出了巨大的代價,但陜南三市28個縣區(qū),總?cè)丝诩s940萬人,有24個縣為國家級貧困縣區(qū),為秦巴山集中連片特困地區(qū),現(xiàn)狀161萬貧困人口,貧困面廣、貧困率高、貧困度深。
因此,在生態(tài)文明建設(shè)中,要高度重視制度的建設(shè),要切實(shí)落實(shí)和盡快實(shí)施生態(tài)文明補(bǔ)償機(jī)制,加大對陜南三市的扶持力度。一是國家層面加快規(guī)劃水資源調(diào)蓄工程和保護(hù)工程的建設(shè)。二是水資源保護(hù)受益區(qū)加大對保護(hù)區(qū)在資金、技術(shù)和人才方面的支持。三是當(dāng)?shù)卣プC(jī)遇,創(chuàng)新發(fā)展模式,發(fā)展山區(qū)林下經(jīng)濟(jì)、中藥材基地和漢文化旅游等特色經(jīng)濟(jì),穩(wěn)定促進(jìn)水源區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展。
目前建立生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制,工作重點(diǎn)有兩個方面:
一是如何定量分析計算補(bǔ)償量。生態(tài)環(huán)境價值理論是建立生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的重要基礎(chǔ),要研究建立多尺度生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)動態(tài)量化模型,科學(xué)定量分析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價值。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是自然生態(tài)系統(tǒng)及其組成物種所產(chǎn)生的對人類生存和發(fā)展具有支持作用的狀態(tài)和過程。生態(tài)環(huán)境價值(或生態(tài)補(bǔ)償價值)的計算,主要通過定量地分析由于水生態(tài)文明建設(shè)而對研究范圍內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的水患調(diào)節(jié)功能(承擔(dān)防洪抗旱風(fēng)險而產(chǎn)生的減災(zāi)效益)、資源供給功能(減少資源利用量而產(chǎn)生的損失和影響)、經(jīng)濟(jì)支撐功能(由于生態(tài)文明建設(shè)限制或轉(zhuǎn)型發(fā)展所帶來的影響)、生態(tài)維系功能(對地區(qū)生態(tài)的破壞或影響)、景觀娛樂功能和文化載體功能 (對本地區(qū)景觀和文化的影響)等方面產(chǎn)生的綜合影響。
二是如何補(bǔ)償。生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制應(yīng)該以政府為主導(dǎo)、市場調(diào)節(jié)運(yùn)作相配合的方式,即政府作為增益性和損益性生態(tài)補(bǔ)償主要支付者,主要包括政府直接補(bǔ)償、建立生態(tài)補(bǔ)償基金、征收生態(tài)補(bǔ)償稅、流域合作等模式,同時引入市場機(jī)制,對產(chǎn)權(quán)關(guān)系相對明確的生態(tài)補(bǔ)償類型進(jìn)行補(bǔ)償。
1.水利部大力推進(jìn)水生態(tài)文明建設(shè),2013年以來分兩批開展105個水生態(tài)文明城市試點(diǎn)建設(shè),水生態(tài)文明建設(shè)取得初步成效,認(rèn)真總結(jié)試點(diǎn)工作中的經(jīng)驗(yàn),分析存在的問題與不足,對水生態(tài)文明建設(shè)具有重要指導(dǎo)意義。
2.科技是第一生產(chǎn)力,水生態(tài)文明建設(shè)需要堅(jiān)實(shí)的科學(xué)技術(shù)支撐。蘇州市“自流活水”工程及“杭州G20峰會核心區(qū)河道水質(zhì)提升”工程采用的技術(shù)方案值得總結(jié)和推廣。
3.水生態(tài)文明建設(shè)是推動水利現(xiàn)代化的重要抓手,涉及水利工作的方方面面,各地區(qū)水資源特點(diǎn)不同,所面臨的水問題差別很大,各地應(yīng)該根據(jù)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求和生態(tài)環(huán)境狀況,堅(jiān)持問題導(dǎo)向,緊密圍繞水生態(tài)系統(tǒng)基本功能的退化、殘缺和喪失情況,因地制宜,突出重點(diǎn),有針對性地恢復(fù)和治理,穩(wěn)步推進(jìn)水生態(tài)文明建設(shè)。
4.建立健全生態(tài)補(bǔ)償制度,形成導(dǎo)向明確、公平合理的激勵機(jī)制,提高生態(tài)文明建設(shè)和生態(tài)保護(hù)工作的積極性,這是推進(jìn)水生態(tài)文明建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的基本保障。目前,亟須開展生態(tài)環(huán)境價值理論和生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制等方面的研究。 ■
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責(zé)任編輯軒 瑋
Reconsideration on issues related to water ecological civilization construction in China
Zhang Jianyun,Li Yun,Wang Xiaojun
Introductions are made on general ideas,technical approaches,key technologies and implementation results of projects called“gravity flow and living water”and“water quality improvement project for river courses in core areas of G20 Summit in Hangzhou”,which has great value for reference specially for cities in southern part of China,in terms of ecological restoration,water quality improvement and environment modification.Combining with case studies, main problems with pilot project construction has been examined.It is suggested to place emphasis on adjusting measures to local water and land conditions as well as fulfillment of key tasks and new technology application. Theoretical studies on value of ecology and environment and ecological compensation are highlighted so as to safeguard sustainable development of water.
water ecological civilization;gravity flow and living water;value of eco-environment,ecological compensation mechanism
TV+X171.4
:B
:1000-1123(2016)19-0008-04
2016-09-30
張建云,中國工程院院士,主要從事水文水資源、防洪抗旱減災(zāi)、氣候變化影響及應(yīng)對、水利信息化等方面的研究。
中國工程院重大咨詢項(xiàng)目(編號:2016-ZD-08-05-02);江蘇省“333高層次人才培養(yǎng)工程”專項(xiàng)資金;中央分成水資源費(fèi)(編號:126302001000150007);江蘇省軟科學(xué)研究計劃項(xiàng)目(編號:BR2014006)資助。