城市水环境综合整治指导手册

基础篇 　　城市是流域的重要组成部分，流经城市的河流不仅会在一定程度上出现水质恶化，而且作为城市受纳水体的湖泊也会遭受污染。因此，城市可以视为流域内极为重要的“污染点源”。城市水体作为这一“点源”的载体，对流域水环境质量和生态状况的影响不容忽视。通常来说，城市水体具有一定的环境容量，能够在一定程度上消纳进入其中的污染物质。但随着城市规模的不断扩大，城市的水域面积逐渐减少，且进入水体中污染负荷大幅增加，导致城市水体出现水质恶化、水生态系统破坏、水资源短缺和内涝频发等一系列问题。 　　近几十年来，中央和地方各级政府不断推进我国城市水环境的综合整治，实现了城市水环境质量的明显改善，有效提高了我国城市水污染防治的技术和管理水平。需要指出的是，尽管我国水生态环境保护工作取得了显著成效，根据《2021中国生态环境状况公报》，全国河流Ⅰ～Ⅲ类水质断面占比在2021年达到84.9%，劣Ⅴ类水质断面占比下降到1.2%。但我国城市水生态环境保护工作还只是初步的和阶段性的，目前仍有很多问题需要解决，城市人口资源环境矛盾依然突出、污染排放和生态破坏的形势依旧严峻、生态环境事件频发等问题尚未根本解决。许多城市污水管网建设严重滞后，管网老旧破损和混接错接漏接严重，雨季溢流污染问题突出，城市生活污水集中收集能力不足；部分城市以及400多个县城污水处理能力不能满足需求，40%左右建制镇尚不具备生活污水处理能力①；污水资源化利用尚处于起步阶段，城市再生水利用水平不高；黑臭水体的整治效果存在反弹的可能，有待于进一步的巩固；城市面源污染防治形势不容乐观，正在由原来的次要矛盾上升为主要矛盾；一些城市湿地、湖泊面积萎缩，水生态系统的功能失衡，重点湖泊的蓝藻水华居高不下，水生态保护和修复亟待加强；我国工业生产主要集中在城市，工业企业违法排污造成城市下游河流水质严重污染的现象还时有发生。总之，我国城市水生态环境面临的形势依然严峻，水资源短缺与水污染并存，水生态环境改善仍任重道远。广大市民对生活质量和环境质量的要求越来越高，亟须探索更加先进可行的城市水环境综合整治路径。 　　第1章城市水环境概况与治理历程 　　1.1城市水环境概况 　　水是城市的命脉，是城市的血液，城市因水而建、因水而兴。一座城市的社会经济良性发展，高度依赖于源源不断的工业和生活供水、富余充足的污染物受纳空间以及安全舒适的人居环境，这一切均与城市水环境密切相关。 　　1.1.1城市水环境的功能 　　城市水环境是指城市及其周边的地表水和地下水共同组成的水系统，其中地表水主要包括河流、湖泊、湿地、坑塘等自然或人工水体，涉及城市自然生物赖以生存的水体质量状况、抵御洪涝灾害的能力、水资源供给程度、水利工程景观与周围的和谐程度等多个方面。城市水环境既是城市自然环境的主要组成部分，同时又具有重要的景观价值、娱乐价值和生态价值。城市水环境对城市的价值具体如下。 　　1. 供水水源 　　城市水体不仅可以作为城市自身的供水水源，还可以作为周边城市及其下游区域的供水水源。 　　2. 排污净化 　　城市水体是区域内点源污（废）水以及径流雨水的主要受体，是城市水循环的主要载体。城市水体由于具有一定的水环境容量和承载力，可对进入其中的污染物进行一系列的物理、化学和生物净化，减少其对水体生态环境的影响。 　　3. 防洪排涝 　　城市水体是一个天然防洪、蓄洪和泄洪的通道和载体。同时，城市水体又可以在暴雨和河流涨水期储存过量的雨水，避免发生洪涝灾害。 　　4. 生态功能 　　城市水体是城市物种多样性的重要载体，是城市生态建设的主要组成部分。同时，城市水体还具有热容性高、流动性强等属性，对自然环境中风的流畅性有较好的保护作用。在风的作用下，城市水体水面蒸发能够增加空气湿度，对于减弱城市热岛效应具有明显的作用。 　　5. 景观娱乐 　　城市水体是居民亲近自然、休闲娱乐的重要场所，能为城市居民提供优美的生活环境并满足城市居民精神层面的需求。很多城市水体均具有一定的景观作用，如北京的护城河、南京的秦淮河、合肥的南淝河等均是城市中的旅游观光胜地。 　　但是，城市水体大多是流动性差的封闭型浅型水体，具有容量小、自净能力弱、易于污染等特点。因此，城市水体受到人为影响更为强烈，易发生水质污染和生态破坏，进而导致城市面临严重的水质恶化和水华风险。近年来，随着我国城市化进程的不断推进，改变了城市内的产汇流条件、地下水的补径排关系，深刻影响着城市水循环系统，导致城市水环境质量恶化和生态系统退化。 　　1.1.2城市化对城市水体的影响 　　1. 城市化对城市河流的影响 　　城市化进程的加快导致城市产业结构调整重组，改变了城市河流原有生境和沿岸地区用地功能，河道被侵占、大量污染物排入河流中，致使城市河流水生态环境质量出现明显的恶化，严重干扰了城市河流的固有功能，具体表现在以下几方面。 　　1）对城市河道结构形态的影响 　　在城市化进程中，城市河道为适应城市发展的需要，在形态、功能和空间等方面呈现明显不同于自然河道的特性。通常，城市河道的蜿蜒程度低，断面形式单一；城市河流河道渠化和衬砌护底严重，与周围环境的物质交换功能基本丧失，对河道周围及河道内生态的支撑能力明显减弱；由于城市土地利用率高，城市河道沿岸存在许多工厂和居民区，对城市河流河道空间范围形成挤压，*终使城市河道的下垫面条件发生变化。 　　2）对城市河流水文过程的影响 　　城市化直接影响了城市河流的水文过程。首先，城市化导致的不透水面积增加，改变了城市内的产汇流过程，影响了城市河流的流动过程并加剧了城市河流径流作用对河床的侵蚀；其次，城市人口聚集区域一般位于平原地区，缺少大型水源地，区域内的生产生活用水往往需要从邻近流域进行调配，而生产生活用水产生的污废水却需要排入当地的城市河流，这也将对城市河流的水文过程产生扰动；*后，城市河流易受人为调控，很多城市都具备调水补充河道生态用水的条件，然而不合时宜的调水补源也会影响城市河流的径流过程，对城市河流的水文情势产生扰动。 　　3）对城市河流原有生境的影响 　　城市化会使城市河流原有生境丧失，降低城市水体的生物多样性，低频度的物种数量明显增加，高频度的物种数量明显减少，城市河流改造前后的群落相似性明显降低。这主要是由于城市河流河道改造破坏了原有的生境条件，而新形成的生境条件又会有新的物种迁入，从而破坏了城市河流系统与周边陆地系统之间的物质循环过程。 　　陈昆仑等（2013）对广州城市河流的水体形态演化的研究表明，2000～2010年城市化导致广州市河流面积减少比例高达22.98%，岸线长度减少了26.48%，城市河流河道出现明显的收窄，城市河流河口形态也显著改变。李君（2006）对杭州市古新河等五条典型河流的研究表明，城市化引起的商业及工矿用地和居民住宅用地的增加，显著导致上述五条典型城市河流出现水质恶化和景观多样性减弱，2005年五条典型城市河流水质均已降低至Ⅴ类或劣Ⅴ类。 　　2. 城市化对城市湖库的影响 　　2000年以来，城市化进程对城市湖库水资源的开发和利用都有着重要影响，干扰了城市湖库的自然净化过程，对城市湖库水生态系统造成了严重的破坏。城市化对城市湖库的影响主要体现在以下两方面。 　　1）城市化大大减少了湖库的水域面积 　　我国城市发展速度极快，导致土地资源紧张，城市区域侵占湖库的现象越来越普遍，造成湖库水域面积日益减少。以武汉市为例，根据《武汉湖泊志》的相关说明，1980～2010年，武汉市的湖泊面积减少了将近343350亩①②（武汉市水务局，2014）。武汉市区内环线唯一的湖泊—沙湖逐渐被周边大量的商品住宅蚕食，湖面面积从原来的1275亩缩小到了如今的约120亩（钱澄和张虹，2014）。 　　2）城市化使湖库生态系统遭到破坏 　　在城市化进程当中，由于工业废水和生活污水排放量增大，这些污废水中的氮、磷和其他有害物质进入城市湖库，致使湖库生态系统遭到破坏，湖库中藻类增加，消耗了水中的氧气，使鱼及其他生物无法生存，*终导致水生动植物资源衰退，破坏了湖库的生态多样性和自净循环过程。因此，很多城市湖库的水文季节规律发生变化，连续出现枯水时间提前、枯水期延长、水位超低以及旱情加剧等现象，部分水域还出现水质下降的问题。黄兰兰等（2020）对开封市龙亭湖等五处典型城市湖泊进行了研究，发现除汴西湖水环境质量较好为Ⅳ类水外，龙亭湖等四处城市湖泊水环境质量均为劣Ⅴ类水，其水环境污染仍较为严重。谷风等（2019）对吉林市落马湖的湖泊水质进行了评价，指出落马湖的总体水环境质量为Ⅴ类水，以中国环境监测总站推荐的湖泊富营养化评价法进行评价，其磷元素严重超标，属于重度富营养的城市湖泊。 　　综合来看，由于城市水环境的重要组成部分—城市水体仍呈现严重污染的态势，我国城市水环境整体情况不容乐观。作者团队2019年从全国91个城市211处水体的取样检测结果来看，Ⅳ类及以上的水体仅占40%（图1-1），而Ⅴ类水体占26%，劣Ⅴ类水体占比高达34%，意味着城市水体目前受污染情况仍较为严重。 　　图1-12019年全国91个城市水体水环境质量类别占比 　　1.2我国城市水环境治理历程 　　如上所述，城市水环境是城市自然环境的重要组成部分之一，具有重要的景观价值、娱乐价值和生态价值。但是随着城市区域内大量污染物排入，城市水环境受到了严重的破坏，城市水环境质量持续恶化，城市水生态系统逐渐消亡、城市水资源日渐枯竭且城市水安全隐患频发。因此，我国对于城市水环境治理的重视程度逐渐增加。本节从我国城市水环境治理政策变化历程和我国城市水环境治理重点变化历程两个方面阐述我国城市水环境的治理历程。 　　1.2.1我国城市水环境治理政策变化历程 　　1984年，《中共中央关于经济体制改革的决定》做出了对城市进行环境综合整治的指示，将城市环境管理推进到一个新阶段。同年，第六届全国人民代表大会常务委员会第五次会议通过《中华人民共和国水污染防治法》，正式拉开了我国城市水环境治理的序幕。 　　1988年，国务院环境保护委员会发布了《关于城市环境综合整治定量考核的决定》，城市水环境质量是考核内容中的一个重要方面。同年，国家环境保护总局还颁布了《污水综合排放标准》（GB 8978—88）。1989年，第七届全国人民代表大会常务委员会第十一次会议通过了《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国城市规划法》。 　　在排放标准方面，1993年，《城市污水处理厂污水污泥排放标准》（CJ 3025—1993）发布；1996年，《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）发布；2002年，《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）发布，该标准提高了城镇污水处理厂的出水要求，明确了将一级A标准出水作为回用水的基本要求。自此，城镇污水处理目标开始从“达标排放”向“再生利用”转变。