02第二篇城市水生态环境建设城市生态学案例海南大学共十一篇

1、第二篇 城市水生态环境建设案例一 成都市滨水区域水生态环境建设水是社会经济活动的主要资源，是人口、产业结构、工业布局、生产规模和发展方向的重要约束因子，对社会经济发展起着十分重要的调控作用。城市是经济的中心也是污染的中心，城市是水污染的排放源也是受害者。在我国，城市水环境已经成为一个重大的问题，如何加强城市水环境保护力度，是城市各级政府面临的一个重要课题。一、成都市水环境概况成都市位于长江上游，境内河流纵横，水网密布，有大小河流150余条，总长约1500公里，水域面积8323公顷，绝大多数为岷江、沱江水系，少数为清衣江水系，均为长江中上游水系。岷江干流自汶川县流入成都市后，经都江堰工程分成内江

2、和外江两大水系。岷江内江水系由在都江堰市分水而成的蒲阳河、柏条河、走马河、江安河及其人工建造的农田灌溉渠和分布于平原上的大、小自然河道组成。流经城区的“三河”（府河、南河、沙河）源于柏条河和走马河。府河在城区汇集了南河和沙河后，在双流县黄龙溪流出成都市域进入眉山市境，于彭山县双江镇汇入岷江干流；岷江外江水系主要由岷江干流金马河及发源于西部山区的黑石河、沙沟河、出江河、西河、斜江河、蒲江河等支流组成，金马河在成都市境内汇集这些支流后在新津县岳店子流出成都市进入眉山市境。沱江水系分布在成都市与德阳、资阳毗邻的东北部和东部地区，由北河、中河和毗河三条上游支流在金堂县赵镇以下汇合为沱江的干流，沱江干流

3、于金堂县五凤进入内江简阳市境。2005水质监测结果平均值显示，岷江水系都江堰水文站入境断面水质达到划定的类水域标准，岷江（内江）双流县黄龙溪出境断面水质为劣类；岷江（外江）新津县岳店子出境断面水质为劣类；沱江水系北河入境金堂县201医院和中河入境金堂县清江大桥水质均为类。目前，市区50余条河流有80%以上（42条）河流为轻重度污染。府河、南河、沙河的水质多为类和劣类，部分区段达到类或类，总体水质较差。中心城区污水排放总量约210万吨/日，其中城区污水110万吨/日，近郊区（市）县每天汇入中心城区的污水约100万吨，虽然部分污水得到有效处理，但仍有相当一部分污水直排入河道，加重了中心城区主要河道

4、的污染负荷。二、成都市中心城区水环境污染的主要原因（一）污染物排放量大目前，全市每天排入水体的各种污水316万吨。其中，生活污水180万吨/日，工业废水85万吨/日，农村面源（化肥、农药，养殖、屠宰，农家乐）废水51万吨/日。据统计测算，全市农田径流和散居农户、“农家乐”年排COD 69万吨、氨氮248万吨；全市养殖猪、牛、鸡、鸭等畜禽折算成猪约625万头，每年排放畜禽粪便660万吨（粪249万吨、尿411万吨）、COD 166万吨、氨氮12万吨；全市规模屠宰场（点）564家，平均每年屠宰牲畜700多万头，COD年排放量0.5万吨、氨氮170吨。（二）污水收集和处理能力不够目前，城区已建成污水

5、处理厂5个，设计处理总规模达94万吨/日，实际收集处理约75万吨/日，处理能力达82%。但这些污水处理设施基本布设在城市的东南面，而城市的西北、西南尚没有集中污水处理设施，加之这些片区污水干管建设不配套，致使大量污水未经有效处理直排入河道。另外，成都市第一、二污水处理厂由于建设较早，原设计标准为二级排放，若按一级A类排放则现有两个污水处理厂必须进行技术改造。改造后每年可削减COD12775吨，氨氮5110吨，将使成都市出境断面的水质情况得到极大改善。（三）周边区（市）县的污水排放和面源污染影响成都市水环境质量由于城市化进程的加快和人口增加，目前，近郊区（市）县每天汇入中心城区的污水约100万吨

6、（主要来自龙泉、新都、郫县和温江），这些污水目前尚未得到有效的收集和处理，加重了中心城区水污染形势，也成为成都市城区水污染状况未能得到根本性改变的重要原因之一。城市面源污染主要是由于降雨冲刷街道、建筑物形成的地表径流和城市中小店铺的生活污水等进入城市雨水管道，未经处理直接排入河道造成的。相对于城市而言，农村地广人稀，居住分散，畜禽自然放养，几乎没有什么像样的公共卫生设施和地下管网通道，生活污水、生活垃圾和畜禽粪便处于自然排放状况，污染治理难度相当大。伴随着城市化进程的推进和畜禽养殖业的关停并转，中心城区农村面源污染相对较少，污水主要集中在生活污染和餐饮服务业污染上。（四）水资源严重不足，自净稀

7、释能力极差岷、沱江流量逐年呈递减趋势，远远不能满足成都市对水资源的需求。30年代，岷江的年径流量为1877亿立方米，而90年代以来，只有120亿立方米。在来水量减少的同时，而都江堰灌区面积却增加了3倍多。特别是成都市府河，50年代，年平均流量为40立方米/秒，而90年代以来，年平均流量约为6立方米/秒，且多为生活污水，年断流期近6个月。由于水资源严重不足，河道自净及稀释能力极差，直接造成了成都市地表水出境断面的超标。三、成都市水环境治理与城市生态建设1980年代以来，成都经济迅速发展，而城市环境质量则在不断恶化。其最显著的标志，就是水生态的失衡和水环境的不断恶化。至1990年代初期，流经城区的

8、所有数十条河流，全部受到工业污水和生活污水的严重污染。大小河渠沿岸，均为城市环境恶化最严重的地区。水环境的严重恶化，使城市的生态卫生和生态安全面临严峻的挑战。1992至1997年，成都市实施了府南河综合整治工程(以下简称府南河工程)。工程收到良好环境效益、社会效益和经济效益。府南河沿岸地带，由过去的肮脏破败一变而整洁优美，清新雅致，成为市民休闲和居住的最佳去处。“以人为本”这个抽象的概念在两河之滨变成了鲜活生动的形象。府南河工程可以说是现代成都城市建设史上的一座里程碑。工程的实施及其结果，使成都人从感性和理性两个方面真切而深刻地理解了可持续发展的理念。此后，以人为本和可持续发展的理念作为成都环

9、境治理和城市建设工作的指导思想，成为城市建设者的共识，得到自觉贯彻。以水环境治理为龙头，带动城市环境综合整治的模式，在此后的城市环境治理中得到更大力度的推行。进入21世纪，成都市又启动了沙河综合整治工程(以下简称沙河工程)，这是成都市继府南河工程后的又一个水环境综合治理工程。沙河是府河、南河之外另一条流经成都城区的主要河道，与府河、南河并称“三河”。沙河由北向南流经城市东部，是成都市最主要的工业供水、排洪、防汛、农田灌溉河道。市区工业及生活用水总量的90%都由沙河供给。因此，沙河可谓成都当之无愧的“生命河”。沙河在成都城市生态环境中占有重要地位。沙河流经的区域，基本上是城区的北偏东方向，正好是

10、城市常年风向所在区域，即城区的上风方向，这一地区的环境特别是大气环境状况，将通过北偏东的风直接影响城区的大气质量。1970年代以来，沙河流经地区的环境质量日渐恶化。河流沿线的许多大型企业大量排放废水、废渣和废气。河水污染严重，河道淤积，河堤失修，基础设施落后。沿河区域乔本植物较少，林木损毁现象极为严重，生态环境极差。由此造成的区域热状况和大量废气的排放，对城区的温度环境和大气环境质量造成严重影响。沙河区域环境恶劣状况，既直接影响到城市整体环境质量，又阻碍和钳制了成都城市向东发展的总体战略。只有进对沙河行综合治理，城市环境才能得到根本改善，成都的城市化进程才能得以健康发展。2001年11月28日

11、，沙河工程正式开工。工程主要内容包括截污、河堤整治、绿化、基础设施、文化设施、拆迁改造等沙河工程的内容与府南河工程基本相同，但其规划理念，较之府南河工程更加清晰和完整。沙河工程本着生态性、自然性、亲水性及休闲性的原则，对沙河流域进行全程综合治理。工程一期总投资达32.5亿元，其中13.3亿元规划用于环保和生态建设，占工程总投资的49.5%。按照规划，沙河的源头处，将建设生态化的水源湿地林区。河道宜宽则宽，宜窄则窄，尽量保持自然状态。河道断面和河堤设计以生态型河堤为主。沿河多处河段，利用自然河道开凿水湾，增大水面，并引入水生植物和水生动物。沿岸重要结点，将修建多处水绿一体、环境优美、特色鲜明的以

12、风景林带为主体的生态型、开放式的滨河带状公园。随着工程完成，沙河将成为水质良好、环境优美的生态园林型城市河道，遭到严重破坏的生态环境将得到最大程度的修复。污染严重，破败不堪的沙河沿岸和区东部工业区将建成一个真正的生态性河居环境。人与自然的协调发展将得到更加生动的体现。府南河工程虽然对沿岸环境有较大程度的改善，但由于当时条件的限制，特别城市基础设施欠账太多，沿河仍有多个排污口向河中排污。加之都江堰来水很少，因而河水质量的改善程度很小。沿岸地区环境同河水质量形成很大反差，严重制约着工程总体环境效益的发挥。直至今日，城市绝大多数街道雨水和污水均排入合流排水单元。生活污水直接排入河道，致使城区各中小河

13、道全部都是污水。雨污合流的城市排水管网系统，成为城市水环境改善的瓶颈，严重制约着成都环境质量的根本改善。为改善府南河水质，在对上游地区污染源进行综合整治的同时，成都市于2001年开始实施中水回用工程。该工程一期于2002年12月开始通水。每天30万吨经过三瓦窑污水处理厂处理后的中水，由专用的输水管道逆流而上，于清水河注入南河。2003年冬季枯水期，府南河水质已有明显改善，南河水面提高20厘米，河面景观和沿河环境得到明显改善。中水工程二期目前正在实施之中，建成后，每天还将有10万吨中水用于人民南路南延线两侧约36平方公里范围内的办公楼、住宅小区、工厂等处的生活杂用、市政园林绿化、公园景观用水等方

14、面，服务人口达60万。为彻底解决成都城区河道污染状况，成都市政府组织编制了成都市中心城区水环境综合整治规划。根据规划，近代成都最大的治水工程成都市中心城水环境综合整治工程于2003年2月开工。工期预期两年，总投资将达60亿元。包括中心城区300多条中小街道、50条河流的治理和新建四座污水处理厂和7000多户合流排水单元改造。至2003年底，已完成改造6500余户，余下600余户将于2004年底完成改造。工程全部完成后，成都二环路内的300多条中小街道将实现雨污分流，三环路内的50多条河流得到整治。全市污水处理率将由现在的36%提高到80%以上，城区主要河道将达到国家地表水III类水体标准。地下

15、管网改造，将与道路改造、道路绿化以及公共开放空间的建设同步进行。因此，随着成都水环境质量的根本改善，城市基础设施将得到根本改善，城市景观将变得更加美好。从府南河工程到沙河工程和中心城水环境综合整治工程，成都环境保护和建设经历了一个从感性到理性，从模糊到清晰，从局部到系统的过程。如果说，整治府南河的时候，成都人是在“摸着石头过河”。那么，“过了河”的成都人，已经从摸索中逐渐找到一条清晰的理念生态化与可持续发展。它在一定程度上也体现了科学发展观的精神。在这一理念的指导下，成都的水环境将得到系统、全面的治理。成都城市环境质量也将随之跃上一个新的台阶。滨水区域的综合整治，将带动整个城市生态状况的良性循

16、环。因水立市，治水兴市的成都城市发展轨迹，将在新的世纪实现更高层次的提升。四、弘扬滨水文化以滨水绿带为依托的公共环境艺术河流是城市文明的摇篮，是城市文化的重要载体。城市的滨水区域，常常承载着经济、交通和文化等多种功能。由于人们天然生就的亲水、乐水的习性，城市滨水区域往往成为市民娱乐休闲，旅游观赏的主要去处。滨水区域因而成为城市文化积淀最深厚的地区之一。对于具有深厚“水文化”传统的成都来说，滨水文化的弘扬，对城市经济文化复兴和发展发挥极其重要的作用。府河和南河集中了成都城市历史文化的精髓，是形成“两江抱城”城市风貌的载体。府南河工程以府、南两河滨水绿带为载体，修建了一大批或拥有历史文化内涵，或具

17、时代特色和生活气息的园林小品、建筑小品、城市雕塑、喷泉广场和各具特色的小景园。并将望江楼、武侯祠、杜甫草堂等名胜古迹以及80年代兴建的滨江公园等串连起来，形成一条包含城市历史文化精华和浓厚巴蜀文化底蕴的绿色文化景观带。如果说，府南河沿岸的公共景观是以散点的方式表现成都城市的生态特点和历史文化内涵，沙河工程公共景观，则体现了一条更为明晰的思路，景点在“以人为本，生态优先”的基础上，讲求个性化、多样化，特别强调自然性和休闲性。着力表现自然的水生态，表现水与城市经济文化的协调与互动，表现成都城市，特别是东部地区的历史文化脉络。从沙河源头到与府河汇流处，正在建造八处水绿一体的以风景林带为主体的开放式的

18、带状滨河公园。依循中国古典城市的“八景”传统，这些景点统称“沙河八景”。从上游到下游，依次为:北湖凝翠、新绿水碾、三洞古桥、科技秀苑、麻石烟云、沙河客家、塔山春晓、东篱翠湖沙河上游段的景点，突出表现水生态和水文化。源头的北湖凝翠，将扩大现有湖面，建立亲水性的湿地森林公园。新绿水碾，着力创造水与绿自然结合的水湾和生态植物群落，形成一个环保示范区，景点建筑的风格以传统川西民居为特色。已经建成的三洞古桥，对现存的古桥进行修复改造，尽量表现自然古朴的意趣。上游段的这三个景点已于2003年底基本建成。中游段的景点，重点展示现代科技文化和建国以来成都东郊工业区发展历史。位于电子科技大学一带的科技秀苑，着力

19、表现以IT业为标志的现代高科技。麻石烟云，则以不同风格的雕塑小品表现人类发展各时期工业文明，以体现这片土地上成都现代工业文化的积淀。沙河客家，以主题公园的形式表现聚居在成都东部地区的客家人的建筑风格、生活习俗和文化传统。下游地区的景点，风格逐步由人文气息浓厚的园林向自然野趣的田园风光过渡。塔山春晓以塑造传统园林景观形象为重点，形成一个传统气息浓郁的绿化环境。同时把公园景观和城市东入口形象景观结合起来。东篱翠湖将和东湖市政公园连成一体，形成优美、宁静的郊外田园景观。这样，“沙河八景”就由上而下形成自然自然与人文的早期融合人类文明人类向自然的回归，既表现出成都城市文明的发展历程，更表现出生态文明向

20、现代人类社会的召唤。桥梁和亭台楼阁，是滨水文化的重要内容，也是城市景观的表达重点之一。与河流伴生的名楼名桥，往往成为标榜城市独特性的，甚至唯一性的象征。自古以来，成都两江及其他河流上建有众多桥梁，著名者有驷马桥、万里桥、九眼桥、安顺桥、濯锦桥等，这些具有深厚文化内涵得到古桥，是成都水文化的重要内容。从1980代开始，先后在府南河边重建了具有和深厚城市文化内涵的合江亭和散花楼。府南河工程完成后，成都有关部门着手规划设计具有地方历史文化特色的景观桥梁。1990年代后期以来，先后在南河上重建了万里桥、安顺廊桥、仿古九眼桥、风雨廊桥和锦绣桥。其中，安顺廊桥最具代表性。该桥位于南河与府河交汇处，主体建筑

21、为明清风格的仿古景观桥。画栋飞檐，曲栏回廊，桥壁立体浮雕反映府河两岸民俗风情及饮食文化。安顺廊桥建成后，与相邻的合江亭、思蜀园、音乐广场、水井坊和九眼桥相互映衬，共同组成府南河风景带上具有标志意义的文化景观区。2003年，成都市又在南河虹桥下游修建具有浓郁蜀文化风格的万里码头。对历史建筑景观的重建，既保存了独特的城市景观，又重现了城市的历史风貌。这是延伸城市文脉的一种有益的尝试。资料来源：1、许蓉生.在环境建设中统筹人与自然和谐发展成都市复兴滨水区域的探索与成就J.成都行政学院学报.2006，14（2）：6264.2、城环办.关于改善我市中心城区水环境的调查与思考Z.成都市人民代表大会常务委员

22、会专委之窗.2006-12-01.案例二 桂林城市化水文效应分析一、桂林城区自然概况桂林市位于广西壮族自治区东北部，城区土地面积为54km2。桂林属亚热带季风气候，雨量充沛，气温宜人。年平均气温为19.1，多年平均降水量为1889.8mm，历年最大年降水量2658.7mm。在季风气候的影响下，降水量的年内分配极不均匀，汛期38月占年降水量的76%，非汛期仅占年降水的24%以下。桂林市地处桂林碳酸盐岩海相沉积的盆底北缘，地势西北高、东南低，城区地面高程150m左右。峰林平原地貌，水网比较发育，城区有桃花江、小东江、南溪河、小东江与漓江交汇，反映古洪水对城区石灰岩山体存在强烈的侵蚀与溶蚀，形成许多

23、孤峰溶洞，山峰相对高差不足100m，具有“城景交融”的城市风貌。城区无高山，地形不应对降水的空间分布产生明显的影响。城区古人类遗址甑皮岩洞内达2m厚黏土覆盖文化层，说明一万二千年以来，城区受洪水淹没、淤积，地貌缓慢上升。如1998年大洪水，淹没近1/3城区。上世纪80年代以前，桂林城区湖塘较多，随着近20多年城市人口增长与经济发展，城区逐渐扩大，填塘建房，城市内水面积明显减少。二、城市化对降水的影响城市化对降水量的影响，是城市水文学中的一个重要课题。随着城市的扩大和下垫面的改变，城市的生活、生产活动和特殊的地面结构共同作用于大气，使大气边界层的特性发生变化，从而影响城区的气流、温度、降雨等，形

24、成与邻近乡村不同的气候特征。由于城市的热岛中心上升气流，且湍流多，加上空气中凝结核极多，因此云量比郊区多，故城市降水量相应要比郊区降水量多。当然，引起城市降水量变化除了城市化的因素外，也还有地形和区域气候的变化因素。桂林城区无高山，可忽略地形差异对降水影响；即使存在区域气候变化，对于不足60km2的城区面积而言也可忽略差别。因此，可利用同一时期城市与其附近郊区降水资料进行对比。现将桂林市城北区气象局降水资料作为城市降水资料、郊区渡头村桂林水文站的降水资料作为郊区降水量资料，采用19542000年同期降水资料进行对比分析(表2-2-1)。表2-2-1 桂林市区与郊区多年平均年降水量（mm）年 份

25、1954196019611970197119801981199019912000气 象 局1860.61819.61964.21891.32000.5水 文 站1851.51779.41900.21728.41970.9城郊差/%0.52.33.49.41.5（引自罗春玲，2005）桂林市气象局与桂林水文站相差10km左右，在上世纪50年代，城区面积不足8km2，人口915万主要集中在旧城中心区。从表2-2-1看出19541960年城市郊区差别并不明显说明当时城市对大气降水作用不大。上世纪70年代人口与面积较上世纪50年代增加了一倍，两站多年平均降水量的差异明显增强。随着城市的扩大城郊降水量差

26、别逐年增大，特别是改革开放以来，城市化进程加快，上世纪80年代新城区(如高新区)建设使城区面积达36km2，人口42万，19811990年城郊降水差别增加到9.40%，特别是1992年，气象局年降水量为2023.5mm，而水文站年降水量为1686.4mm，相差达20%，成为有资料记载之最。19912000年城郊降水量相差为1.5%，上世纪90年代城区的扩展使渡头村接近城市边缘，因此城郊降水量的差别逐年减小。三、城市化对径流的影响城市化改变了流域自然面貌，直接影响降雨径流的形成，增大了洪水总量，加快了汇流速度，使洪峰增高及峰现时间提前，加剧了洪水的威胁，也是近年来各大城市洪灾频繁的原因之一。由于

27、城市的下垫面为不透水层及下水管道汇流，城市降雨径流过程实际上是排水系统中的雨洪过程，绝大部分为地表径流，过程线的历时短且涨落幅度大，基流也很小。因此，城市地区的产流计算应着重于地表径流部分，对于壤中流不予考虑，把地下径流作为损失来处理。而城市的汇流特点是从屋顶、路面和一切铺砌面上产生的径流，进入人工砌筑的沟、渠道，再汇入下水道系统，最后进入河道。这与天然河流有较大的区别，一般说来，城市的降雨径流过程按其水流方式可分为地表径流和下水道传输两个子过程。随着城市化的进程，城区土地利用情况的改变，如清除树木、平整土地、建造房屋街道以及整治河道，兴建排水管网等，直接改变了当地的雨洪径流形成条件，使水文情

28、势发生变化。根据桂林水文站实测雨洪资料分析，20世纪90年代几乎每2年出现1次147.00m以上的大洪水。现将该站1999年4月26日与1965年4月26日两次雨洪过程进行比较，两次洪水的流域平均降水量十分接近(见表2-2-2)，但990424洪峰流量比650426洪峰流量大1080m3/s。650426从降雨到洪峰出现时间超过40h，而990424峰现历时为24h左右，随着流域内城市化面积增加，降雨径流量增大，洪峰水位加高。峰现时间提前原因一是城市化对径流形成的影响，流域部分地区为不透水层所覆盖，如屋顶、街道、停车场等，不透水层的下渗率几乎为零，降低地下水位而增加雨季径流和减少基流；二是城市

29、中的天然河道往往被裁弯取直、疏浚整治，并设置道路边沟、雨水管网和排洪沟，使河槽流速增大，导致径流量和洪峰流量增加、洪峰流量提前出现。表2-2-2 桂林水文站两次雨洪情况表洪 水 编 号流域平均降水量/mm最大24h降水量/mm洪峰流量/(m3s-1)650426210.4180.13110990424208.9151.44190（引自罗春玲，2005）四、城市化对水环境的影响人类赖以生存的水环境不断地遭受污染是世界普遍存在的问题。过去人口少且分散，人类活动能力较弱，当时排放的有机物和无机物量少且为易降解物质，水环境有自净的能力。随着城市化的进程，城市人口的增加和社会经济发展，人类活动所排放污染

30、物不仅远远超过水环境的自净能力，而且大部分都是难以降解的物质，这样就不可避免地带来水环境污染。河水流速加大，径流中悬浮固体和污染物含量也增大。在两次暴雨之间，大气中沉降和城市活动产生的尘土、杂质及各类污染物积聚在这些不透水面积上，最后在降雨期被径流冲洗掉，进入雨水管道；即使城市中有山地、绿地，坡底水泥地面，也能将地表污染物带入城市雨水管道。城市雨水管道中大量污染物排入城市的河溪沟，造成城市水域污染，环保部门的监测表明水体污染最严重的是久旱后的大暴雨所形成的地表水。根据桂林市社会经济统计：19802000年桂林市污水量逐年增加。1980年桂林市区污水量为62.05104m3，而2000年城市污水

31、量相当于1980年的196倍。19801985年城市污水量无变化，1985年后出现了3次小峰，1995年城市污水量最大为13961104m3，相当于桂林水文站多年平均径流量的3.4%。这都充分表明城市化进程加速了水资源的污染。五、城市用水量增加导致枯季水资源供需矛盾突出在枯季径流十分有限的条件下，随着桂林市人口逐年增加、工业和旅游业的发展，漓江的耗水量大幅度增加。根据桂林市自来水公司19502000年供水量资料统计，从图中看出19501970年供水量缓缓上升，1971年后供水量逐年增大，1980年后供水量上升趋势更为明显。1999年向漓江抽取自来水为8053104m3，2000年为886810

32、4m3，每年以10%的速度递增，到2003年全市日用水量达55104m3，仅此一项向漓江抽水相当于2001年最枯日径流量的60%左右，如果枯季连续3个月无雨，流量将减少到5.3m3/s，日径流量为45.8104m3。那么漓江的水均为城市排水，局部河段就有断流的可能。六、城市化中水资源问题的对策一个自然流域的变化是缓慢的，可用地质年代来衡量其水文过程也可作为平稳过程来进行研究。但城市是一个生态环境、气象、水文、社会和经济耦合而成的大系统。由于城市迅速扩大，人口和物质高度集中，使城市水文、水环境快速变化。在城市建设、水文及水环境动态变化中如何建立彼此协调可持续发展的关系，这是城市水文水资源研究的重

33、大课题。首先要建立城市发展与水资源利用之间正确的价值观水资源不仅是城市赖以生存与发展的物质基础，而且在城市经济发展和社会进步中发挥着重要作用。过去许多人对水资源利用价值认识不足，长期掠取而无补偿，随意浪费而不节约，四处污染而未净化。其结果是城市环境恶化，服务功能下降，经济效果衰减，更为严重地导致水旱灾害。现代化城市建设需要重新认识水资源价值观，确立水资源保护利用在城市建设中的地位与作用，建立城市建设与城市水文水环境协调发展的相互关系。目前急需通过以下三大工程解决已经严重失调的城市水资源问题。（一）供水工程由于城市是一个高度集中且持续供水、耗水的系统，靠河流供水由于存在气候连续干旱枯水和水环境问

34、题，要满足城市长久的稳定的需水，除了在现有的城市水文系统内新建、扩建蓄水引水工程外，在整个流域兴建城市专用供水工程是未来城市发展之需求。同时还需采取“开源节流”及水重复利用等节水工程措施，体现一个城市的文明与进步。（二）水环境净化工程研究城市水污染的理化和生物过程，测定和预测各排污点及下游各河段的水量水质过程；研究面源污染物的集聚、冲洗和传输过程。加快水处理工程建设，改进净化设备和健全城市水环境管理法规，严格控制城市水污染。（三）防灾减灾工程过去城市建设盲目侵占水面、绿地，填塘堵沟，严重削减了城市水域调节洪水、抗御干旱的能力。为缓解雨洪灾害对城市的威胁，城市建设中多留水面，扩大绿地，调节水量，

35、改善人居环境。城市排水方式由单纯的排水管网发展为地面滞蓄与地下水回灌相结合，减少地表雨洪径流强度。资料来源：罗春玲.桂林城市化水文效应分析J.人民珠江.2005（1）：6062.案例三 北京市清河污水处理厂（一期）项目一、项目周边环境概况（一）自然环境北京平原是由永定河、温榆河、潮白河等几条大河联合作用而形成的冲洪积平原。永定河冲洪积扇是在新构造运动的控制下，由不同地质时期古河道迁移摆动堆积形成的。在大约7000年以前，永定河从石景山出山后，曾往东北方向流，经海淀、清河镇到砂子营注入温榆河，此即为古清河。此后永定河南迁，相继形成了古漯水和古无定河等。现在的清河就是沿永定河古河道、古清河的河道流

36、动。沿途流经闻名中外的名胜古迹颐和园、圆明园，有全国最高学府清华大学、北京大学，还有中关村科技园及奥林匹克公园，由于流域范围的重要经济和文化地位，使清河治污改善生态环境成为迫在眉睫之事。清河流域第四纪地层的分布情况受到古清河的明显影响。清河流域第四纪地层的厚度一般都100m。从地层剖面图可以看出，清河沿岸地表20m左右以上基本由砂黏、黏砂等黏性土层组成，以下为砾卵石层，单层最大厚度可达15.8m。从砾卵石层的颗粒直径来看，位于上游的剖面卵石最大粒径可达250mm，一般为1560mm。这种特点明显反映出古清河活动的影响。正是受古清河的影响，使清河沿岸具有丰富的地下水资源。清河沿岸的地下水为潜水承

37、压水和承压水类型。在20世纪五六十年代，从西苑、北京大学一直到洼里，水源井多为自流井。清河污水处理厂位于清河中游的河北岸，地面自北向南倾斜，坡度为13。清河镇以西、包括万泉河沿岸，由于地势较低，地下水位较高，主要发育了湿潮土和潮土型水稻土。清河镇附近及其以东的清河沿岸，主要发育了潮土和潮褐土。清河污水处理厂流域的农业用地，基本为一等地，多以种植水稻和蔬菜为主，是本市重要的蔬菜基地之一。（二）社会环境清河污水处理厂流域以南为以高等院校和科研单位为主体的文教区，并相应建设了与之配套的居住和社会服务设施；清河以北的清河镇及其附近，是本流域较集中的工业区，有毛纺和建材工业。总之，清河污水处理厂流域社会

38、环境存在着较大的地区差别，这种区域特点对流域内的污水水量和水质产生明显的影响。（三）清河概况清河属于平原河流。历史上，清河的功能主要是排泄流域内雨季的沥水和溢出的地下水，河道水质较好。近年来，随着城市和农村用水量的增多，流域内地下水水位大幅度下降，已经没有溢出的地下水补给河道，除雨季以外，已经没有天然水补给，在一年的绝大多数时间内，河道内完全被污水所填充，己使清河失去了作为天然河道的特征。1980年代曾对清河干流进行了整治，整治后的清河上共建有5座节制闸和一座橡皮闸，以维持河道中的水位和农灌。在京密引水过安河桥处设有闸门，以便向清河补给指标水。清河整治工程按20年一遇洪水设计，50年一遇洪水校

39、核。整治后的清河，平直宽阔，沿河部分河段建有滨河公路，并建有绿化带。（四）环境现状监测1.清河水量、水质现状清河污水处理厂污水系统流域1998年的污水总量为41.453万m3/d，占城近郊污水总量的16.05%，这些污水全部排入清河。肖家河污水处理厂污水系统，1998年排入清河的污水总量为2.081万m3/d，使1998年，排入清河的污水总量达到43.534万m3/d。其中清河污水处理厂系统占95.22%，可见该系统污水是清河污水的基本来源。清河污水处理厂污水系统的污水中，工业污水占17.12，生活污水占76.69%，冷却水占6.15%。清河污水处理厂污水系统的污水量近年来逐渐增加，而污水水质

40、的变化相对较小，基本稳定。该厂系统污水的酚、氰和各种重金属的含量很低，符合国家地表水环境质量标准（GHZB1-1999）IV类和V类水体标准。但SS、CODCr、BOD5、油类的含量大大超过北京市排入二类水体的水质标准。从河水水质监测结果来看，在检测的22个项目中，大多数项目的实测值都低于标准，而与城市污水排放有关的项目含量则明显超标。未达到标准的项目有CODCr、BOD5、DO、石油类、NH3-N和TP，它们是清河的主要污染物。本评价选用CODCr、BOD5、石油类、NH3-N和TP等五项的实测值，评价清河的水质污染程度。采用标准指数法对单项水质参数进行评价。考虑到清河闸以上河段的两岸为名胜

41、古迹和文教区，该河段水体为非直接接触的；景观用水，因此选用1999年国家地表水环境质量标准中的IV类标准做为该河段地表水的评价标准；清河闸下河段为一般景观用水，因此用V类标准做为评价标准。为了进一步说明清河的污染程度，还作了清河底栖大型无脊椎动物的调查，沿河共设置6个调查点。调查结果表明，1、3、4、6各点均未检出底栖大型无脊椎动物，说明上述各点所在河段为无大型无脊椎动物生活带，即过去所说的多污带，属于严重污染河段。2号点检出水丝蚓和尾鳃蚓2种，生物膜丰富，说明树村闸以下到铁路跌水之间的河段为有寡毛类生活带，污染程度明显低于前述河段，属于一多污带。位于清河南大桥附近的4号点，检出水丝蚓1种，密

42、度为1000尾/。这说明排入清河的万泉干管污水流到该桥附近时有一定的净化，污水中的生物开始恢复，但生物量不大，生物膜也已出现。该段虽然可以划入有寡毛类生活带，但污染程度高于铁路跌水以上河段。从水质监测结果来看，清河闸以下虽然河水的耗氧物质有所降解，但该河段接纳了清河工业区的污水，使下游河段成为无大型无脊椎动物生活带，为严重污染河段。监测结果表明，清河河道的污染物虽然有一定的自净能力（主要指CODCr、BOD5、石油类），但在本河流长度范围内不可能降解到国家V类标准的水平。清河水中的NH3-N和TP含量对河水综合污染程度起决定作用，它们的河道自然降解能力很低。2.恶臭监测评价中对清河沿线及厂址区

43、共设11个恶臭监测点。监测结果表明，在秋季条件下，当河水流动时，河岸边的臭气浓度不超过三级标准。距岸10m臭气浓度大幅度下降，在河道跌水处，跌水处岸边的臭气浓度骤然升高，往往超过标准。其中下清河闸处跌水深2m，闸上臭气浓度290，清河闸处跌水深1.5m，闸上为146，即使树村闸上排出的表曝处理出水BOD5和CODcr含量很低（4.58mg/L和38.87mg/L）时，跌水处（跌水1.0m)的臭气浓度也达到47。厂址处臭气浓度为7.2。3.大气环境监测监测结果表明，总悬浮颗粒物(TSP)是本厂址附近空气环境的首要污染物。日均值接近环境标准，日均值超标率为20；二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NO）

44、和一氧化碳（CO）小时平均值和日平均值均不超标。评价区（外延1km的范围）内的大气污染源主要为企事业单位的燃煤锅炉房，有锅炉32台，大型茶炉8台。此外，厂址附近的自然村冬季以燃煤采暖为主。所以，厂区附近大气环境影响主要以燃煤污染物排放为主。4.厂址及其附近地区环境噪声监测监测表明，各监测点的平均等效声级Leq都分别低于国家二类混合区环境噪声标准（昼间60dB(A)，夜间50dB(A)。二、项目环境影响分析（一）施工期的环境影响分析一期工程建设期间将有相当大的土方工程、土建工程、安装工程以及大量的运输工作量。因此在施工期间，可能对环境造成粉尘和施工噪声的影响。影响的主要对象是黑泉村和武警部队营房

45、，其次是西小口村。主要评价因子为扬尘和等效声级Leq。（二）处理厂生产对水环境的影响1.处理出水对水环境的环境影响识别入厂污水经过处理，水污染负荷明显减少，出厂的水质得到改善。2.超负荷污水溢流和事故排水对水环境的影响处理厂超负荷污水的溢流和事故泄水，只对清河闸下游河段的水量和水质产生影响。（三）清河污水处理厂工程对沿岸污灌农由的环境影响识别由于改用处理厂出水灌溉，将使原污灌农田的生态环境得到改善。（四）处理厂固体废物最终处理的环境影响处理厂生产过程中产生的固体废物，主要是格栅栅渣、曝气沉砂、沉淀池的浮渣和脱水后的污泥。栅渣将与沉砂（6t/d）一起送垃圾填埋场处理，不会造成值得重视的环境影响。

46、一期工程日产剩余脱水污泥167t/d（含水率80%）。规划上将该污泥的消纳场确定在昌平县北七家乡境内，但存在污染农田生态环境的可能性。（五）处理厂其他生产活动对厂区附近环境的影响分析主要表现在下述四个方面：1.锅炉造成的影响。一期工程锅炉燃气可能对周围环境产生微弱的影响，在生产过程中大量恶臭逸入环境，可能对环境造成恶臭污染。其中，产生恶臭的污染环节主要是提升泵房、曝气沉砂池和曝气池，影响对象主要是黑泉村和武警营房的人群。2.含菌气溶胶的环境影响。污水处理厂在进行污水曝气处理过程中将产生气溶胶。有可能影响周围人群的身体健康。3.厂区生产噪声的环境影响。污水处理厂的噪声主要来自泵房和鼓风机房，生产

47、噪声影响的对象主要是黑泉村和武警营房。三、环境影响分析（一）污水处理厂处理工艺可行性分析1.关于污水处理工艺的评价一期工程采用污水处理工艺曝气活性污泥法，即SBR工艺。目前大部分SBR工艺应用于有机物降解、硝化和反硝化以及生物除磷等过程。由于SBR工艺可省去独立的二沉池系统，布置紧凑、基建和运行费用低，处理效果好，尤其是具有除磷脱氧功能，从而越来越受到重视。天津纪庄子污水处理厂采用的渐减曝气活性污泥法与本厂选用的工艺相近。根据纪庄子污水处理厂的实践，清河污水处理厂一期工程选用曝气活性污泥法处理污水是可行的，处理出水的BOD5、CODCr和SS含量能够达到设计出水水质。无论是普通活性污泥工艺还是

48、SBR工艺，都具有生物脱氮和除磷功能，特别是SBR工艺脱氮除磷的效果更佳，因此越来越被广泛采用。在初步设计中，由于设计进水磷含量过高，为达到磷的排放标准，增设了化学除磷工艺，有可能使处理出水的磷含量达到或接近0.2mg/L。但采取该工艺后，处理出水的氨氮含量不会降低，仍保持在15mg/L。要想使氨氮含量降到1mg/L，按目前己有的技术有可能达到，但基建投资和运行费用将会提高。由于采用化学除磷工艺以后，处理出水总磷和氨氮污染水平不匹配，出水的总体污染水平没有明显改变；同时化学除磷有可能使污泥中的有效磷变为无效磷，降低污泥的肥分。2.关于污泥处理工艺的评价分析清水河污水处理厂污泥处理采用中温厌氧消

49、化脱水机脱水工艺。初步设计指出，一期工程该厂剩余污泥的处理选用直接浓缩、脱水的处理工艺；而40万t/d规模处理厂的污泥处理工艺，将采用中温厌氧消化、浓缩脱水工艺。中温厌氧消化、浓缩脱水工艺，是国内外大多数城市处理厂采用的污泥处理工艺。采用该工艺处理过的污泥，生物活性更加稳定，污泥含水率可降至80%以下。该厂污泥的最终处置，将是做农肥施用。国家农用污泥中污染物控制标准(GB4285-84)的其他规定项目指出，“生污泥须经高温堆腐或消化处理后才能施用于农田。污泥可在大田、园林和花卉地上施用，在蔬菜地和当年放牧的草地上不宜施用”。该厂污泥选用中温厌氧消化、浓缩脱水工艺，是可行的，并且能满足标准对污泥

50、消化的要求。污水处理厂一期工程污泥的处理采用直接浓缩脱水工艺。该污泥仍属于生污泥，由于其中含有高浓度的耗氧物质，处于不稳定状态。由于受到农作物生长周期的限制和污泥中速效性养分含量低的限制，污泥只宜作基肥施用。对大田来说，每块农田大多每年施用一次。在这种情况下，大田施用污泥大多经过干化，干化后的污泥已不具有不稳定性。在污泥施肥的实践中还没有因污泥不稳定给农作物生产造成影响的事例。（二）污水处理厂水污染负荷削减量的分析1.分析内容和方法项目为BOD5、CODcr和SS。预测范围包括清河污水处理厂流域、入厂污水负荷和处理厂处理负荷等。预测时段为污水处理厂投产第一年的2003年和期工程投产的2006年

51、。2.分析模式采用完全混合模式：C=CQi/Q式中，Q，C完全混合后的污水水量和污染物浓度；Qi，Ci各排放口的污水量和污染物浓度；QQi3.分析结果2003年、2006年清河污水系统水污染物负荷预测分析结果列于表2-2-3。表2-2-32003年、2006年清河污水系统水污染负荷预测系 统污 水 量（万m3/d）SS（t/d）CODCr（t/d）BOD5（t/d）石油类（t/d）2003200620032006200320062003200620032006清河处理厂系统万泉河15.53616.24527.03228.26656.39458.97020.04120.9561.0991.151

52、清河25.44026.60245.28447.35274.43177.81238.08539.8242.7432.868小月河3.6813.8495.4845.7355.8536.1202.5102.6250.4010.419小计44.65746.69777.80081.354136.661142.90260.63663.4054.2454.438肖家河处理厂系统入清河2.2422.3441.5511.6225.3055.5472.3542.461清河总计46.89949.04179.35282.976141.966148.44962.99065.8664.2454.438（引自国家环境保护总

53、局环境工程评估中心，2006）一期工程可削减水污染负荷：SS 32.86t/d、CODCr 59.756t/d、BOD5 25.802t/d，占入厂负荷总量的45%50%，占清河流域污水负荷总量的41%。到2006年二期工程投产后，该厂可削减负荷：SS 64.636t/d、CODCr 113.737t/d、BOD5 53.737t/d，占入厂负荷的80%87%，占清河流域污水负荷总量的75%81%。这一结果表明，在清河污水治理当中，它的建成和投产将使清河污水系统的水污染状况得到根本的改善。（三）对清河的影响分析与评价1.对清河闸以上河段的影响分析和评价2002年底以后，清河北岸污水截流管、清河

54、污水处理厂已建成并投入运营，肖家河污水处理厂也将投入运营。届时清河闸以上河段将没有城市污水排入，除雨季排水期河中有水之外，其他时期河道中将没有水流，该河段将变成一条干河道。清河自安河闸至立水桥为市区风景观赏河道。为了能满足风景观赏水体的水质要求，最好用京密引水渠的水由安河闸处补给。在这种情况下，通过科学的管理和现有闸坝的控制，该河段河水水质能达到国家地表水环境质量标准（GHZB1-1999)中的IV类水体标准。如果用常规二级污水处理厂的处理出水补给，虽然河水比较清澈，但CODcr超标1倍、BOD5超标2.3倍，而NH3-N和TP将超标10倍左右。即使二级出水经过中水处理排入该河段，使河水水质进

55、一步改善，也不能满足IV类水体标准的要求。2.对清河闸以下河段的影响预测与评价（1）对入河水源构成的预测在2003年清河污水处理厂投产以后，清河闸以下河段的污水来源由三部分组成：处理厂超负荷溢流污水、小月河污水和水源九厂污水。此外是二级处理出水。其中，溢流污水17.019万m3/d，小月河污水3.681万m3/d、水源九厂污水3.957万m3/d，合计24.657万m3/d。处理厂二级处理出水中有5000m3/d经中水处理后回用，排入清河的水量最多19.5万m3/d，在农灌期间，如果二级出水全部排入清河灌渠，则闸下没有二级出水补给。到2006年40万m3/d规模污水处理厂运营以后，闸下入河污水

56、由两部分组成，超负荷溢流污水和水源九厂污水。此外将有相当数量的二级处理出水。溢流污水2.538万m3/d，水源九厂污水4.183万m3/d（可能少于此数），合计6.721万m3/d，占该厂系统城市污水总量的14.4。也就是说，到二期工程投产以后，该厂系统城市污水共由100%排入清河，变到只有14.4%排入清河。其结果将会基本改善清河的水污染状况。2006年以后，超负荷溢流污水量还会逐年增加，但增幅将会变小。随着科学上术的进步，现有污水处理构筑物处理能力的提高或扩建与新增污水量相适应的处理构筑物，并将水源九厂污水截入处理厂。届时该厂系统的全部城市污水都得到处理，清河将没有城市污水排放，清河的水污

57、染状况将会从根本上得到解决。（2）清河闸以下河段水质预测现根据前述各时段入河水量，采用完全混合模式预测该河段的水质。选择SS、CODCr、BOD5和石油等四项作为预测项目，选2003年、2006年、未来三个时段为预测时段。其中，2003年分两种情况，其一为只有溢流污水、小月河污水和水源九厂污水补给时的河道水质，其二为有上述污水和19.5万m3/d二级处理出水补给时的河道水质；2006年也分两种情况，其一为有溢流污水和水源九厂污水补给时的水质，其二是有上述污水和39.5万m3/d二级处理出水补给时的水质；未来是指该河段没有污水补给只有二级处理出水补给时的水质。预测结果列于表2-2-4。表2-2-4清河闸以下河段2003年、2006年水质预测时段补 给 水入河水量（万m3/d）SS（t/d）CODCr（t/d）BOD5（t/d）石油类（