基于水生態(tài)文明建設(shè)的哈爾濱河湖水環(huán)境治理措施初探

季小引，龔文峰，姜雨薇

(1.黑龍江大學(xué)水利電力學(xué)院，黑龍江 哈爾濱150080；2.江蘇省揚(yáng)州市城市防洪工程管理處，江蘇 揚(yáng)州225000)

0 引言

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，使得水環(huán)境問題日益嚴(yán)重。聯(lián)合國環(huán)境部門強(qiáng)調(diào)21世紀(jì)水環(huán)境問題將成為世界性的問題。工業(yè)革命之后，發(fā)達(dá)國家已形成了完整的水環(huán)境治理模式，如美國的“命令控制管理模式”、日本的“多部門協(xié)調(diào)治理模式”、歐洲的“綜合流域管理模式”[1]。然而，我國還沒有形成自己的治理模式。自2007年太湖藍(lán)藻爆發(fā)，水環(huán)境研究成了比較熱門的課題。故本文基于2017年阿什河成功案例，以哈爾濱地區(qū)的水環(huán)境為研究對(duì)象，對(duì)其水體污染及水土流失情況進(jìn)行分析。

1 水生態(tài)文明建設(shè)

水生態(tài)文明建設(shè)是指一切為了實(shí)現(xiàn)水生態(tài)文明而做的建設(shè)活動(dòng)，是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過程，是一個(gè)最終使水生態(tài)系統(tǒng)不斷處于健康、和諧、可持續(xù)發(fā)展[2]的過程。水生態(tài)文明建設(shè)主要包括3個(gè)層級(jí)：表層水生態(tài)文化、中層水生態(tài)文化、深層水生態(tài)文化。在深入把握這3個(gè)層面的基礎(chǔ)上，落實(shí)“取其精華，去其糟粕”的方針，以期實(shí)現(xiàn)水生態(tài)文明建設(shè)。

水生態(tài)文明建設(shè)思路，結(jié)合水利設(shè)施，調(diào)水引流，加強(qiáng)水體自凈能力，增加水環(huán)境容量，改善城區(qū)河道水環(huán)境；加強(qiáng)污水處理設(shè)施建設(shè)，實(shí)施配套管網(wǎng)建設(shè)，改善城鄉(xiāng)水環(huán)境；繼續(xù)開展綠色清雪工程建設(shè)，推進(jìn)城區(qū)初期雨水處理工程建設(shè)。水生態(tài)文明建設(shè)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的塑造過程，在其建設(shè)過程中不僅會(huì)遇到許多突發(fā)問題，還會(huì)遇到一些國家或地區(qū)的政策或制度的變化，故水生態(tài)文明建設(shè)者需與時(shí)俱進(jìn)，不斷改變個(gè)人的思維方式，直至實(shí)現(xiàn)其建設(shè)。

2 區(qū)域概況及成功案例簡介

2.1 區(qū)域概況

哈爾濱市位于中國最北方的黑龍江省。截至2015年，哈爾濱總面積53000多km2，其中哈爾濱市區(qū)面積為7068 km2，大約占全市總面積的2/15。哈爾濱市區(qū)域內(nèi)多年平均降水量611 mm，多年平均水資源量為114.24億m3,多年平均年入境水量約455億m3。松花江（地表水）和阿什河（以地下水為主）是哈爾濱市的兩條主要河流。哈爾濱市水資源總量大約是129.29億m3，其中地表水資源量999.29億m3，地下水總量約為30億m3[2~3]。據(jù)有關(guān)部門調(diào)查，2012年，哈爾濱市農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)僅達(dá)到0.50，城區(qū)工業(yè)用水重復(fù)利用率為79.15%，全市水土流失面積為218884 km2。

2.2 成功案例簡介

2015年底，哈爾濱市松花江中12條一級(jí)河流有9條滿足水質(zhì)功能區(qū)要求，其中包括阿什河在內(nèi)的個(gè)別支流污染較重，不能滿足沿岸居民的正常生活需要，且經(jīng)過沿岸政府的大力整治，阿什河地區(qū)仍有部分區(qū)域存在劣五類水，故政府采取專項(xiàng)治理措施進(jìn)行治理。監(jiān)測(cè)部門針對(duì)阿什河的豐、枯、平三個(gè)水期，分析阿什河上游、中游和下游不同河段水污染特征,得到阿什河枯水期以及下游河段污染較為嚴(yán)重。為了推進(jìn)阿什河水系綜合治理工作,哈爾濱市政府部署了推動(dòng)水系流域截污工程、黑臭水體治理和垃圾處理場(chǎng)項(xiàng)目、阿什河污染治理可立即啟動(dòng)的重點(diǎn)工程及超標(biāo)排污企業(yè)關(guān)停工作等，實(shí)施相關(guān)工程45項(xiàng)，清理沿河污染源1146處，實(shí)現(xiàn)阿什河消除劣五類水，有效改善水環(huán)境質(zhì)量。今年，哈爾濱市實(shí)施對(duì)阿什河干支流排污口截流封堵，實(shí)現(xiàn)沿岸污水全收集、全處理。

3 存在的主要問題

哈爾濱是典型的北方城市，降雨受季節(jié)影響較大，對(duì)當(dāng)前哈爾濱水環(huán)境存在的主要問題進(jìn)行分析。

（1）水污染嚴(yán)重。由于哈爾濱中小型企業(yè)過多，污染問題突出，特別是“三溝”的水污染。2005年和2006年之間，松花江連續(xù)發(fā)生2次大規(guī)模污染，其污染物中致癌物質(zhì)高達(dá)15種，污染均發(fā)生在枯水時(shí)期，且年內(nèi)變化不大[4]。究其原因，都是由于承接污水量較大，嚴(yán)重超過水體自凈能力，才導(dǎo)致水體狀況變差。

（2）水資源匱乏。隨著城市化的進(jìn)程，用水總量持續(xù)增加，供需矛盾突出。目前哈爾濱市區(qū)供水能力達(dá)到140萬m3,日需水量為157.6萬m3，日供需差達(dá)17.6萬m3[5]。2010年實(shí)施的“提水?dāng)U稻”工程，使得哈爾濱市水資源供需矛盾更加突出。

（3）水工建筑物強(qiáng)度不夠。2018年8月7日到12日松花江洪水位漲至119.72 m，因哈爾濱第一松花江等堤壩基礎(chǔ)軟弱又是灰石結(jié)構(gòu)，暴雨期間，堤腳及背坡逐漸發(fā)生裂隙，十一道街和第九道街江堤決口，正陽河江堤潰堤，第一松花江橋護(hù)路炮臺(tái)倒塌，中央大街等主要干道也都遭受洪水災(zāi)害。

（4）水土流失加劇。自2010年大頂子山航電樞紐工程建成之后，松花江上游水位增高了許多，其兩岸及內(nèi)島的侵蝕也嚴(yán)重了不少[6]。傳統(tǒng)的農(nóng)耕灌溉方式也加劇了溝蝕等水土流失。

以上的水環(huán)境問題成為限制哈爾濱區(qū)域水生態(tài)文明建設(shè)的最不利因素。

4 治理措施

4.1 針對(duì)水污染

對(duì)水污染進(jìn)行治理，首先需確定污染源及污染范圍，故先基于ArcGIS軟件對(duì)不同斷面水質(zhì)類別及污染程度進(jìn)行直觀展示，再利用主成分分析法(PCA)和絕對(duì)主成分得分多元線性回歸受體模型(APCS-MLR)對(duì)哈爾濱水體進(jìn)行水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)及污染源分析，得出污染嚴(yán)重地區(qū)，然后再對(duì)污染區(qū)進(jìn)行集中治理[7~8]。由于底泥對(duì)污染物吸附的特殊性質(zhì)，故需對(duì)污染嚴(yán)重區(qū)進(jìn)行底泥疏浚，可采用環(huán)保的疏浚技術(shù)定期對(duì)污染嚴(yán)重區(qū)河底底泥進(jìn)行清淤，避免對(duì)湖泊造成多次污染。一般可選用原位鈍化技術(shù)和環(huán)保絞吸式挖泥船進(jìn)行水上機(jī)械清淤[9]。

4.2 針對(duì)水土流失

基于2017年阿什河成功案例，對(duì)哈爾濱地區(qū)的水體污染及水土流失情況進(jìn)行治理，具體治理措施有以下幾個(gè)方面。

水土流失一直是近幾年哈爾濱存在問題，可從生物、工程、農(nóng)業(yè)、網(wǎng)絡(luò)等措施方面進(jìn)行淺顯概括[10]。①生物措施，因地制宜種植樹木和一些草類，不斷提高植被覆蓋率；②工程措施，修建擋土壩及挖魚鱗坑等，有效控制水土流失；③農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施，退耕還林、還草，禁止陡坡開荒；④暖氣燃燒、修路等產(chǎn)生的廢棄渣土妥善處理，避免產(chǎn)生新的水土流失物質(zhì)源；⑤對(duì)中小河流進(jìn)行規(guī)劃治理，逐步再轉(zhuǎn)到大面積治理。⑥結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以小流域?yàn)槌叨?，建立各監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相應(yīng)分析模型，采用非線性方法，篩選影響研究區(qū)水土流失主要因子，構(gòu)建粒子群優(yōu)化-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)水土流失估測(cè)模型和預(yù)警模型，實(shí)現(xiàn)黑土區(qū)的黑土農(nóng)業(yè)資源、環(huán)境監(jiān)測(cè)和承載力等預(yù)警體系的網(wǎng)絡(luò)化，建立黑土資源保育與可持續(xù)利用發(fā)展模式。

4.3 針對(duì)濕地恢復(fù)和保護(hù)

哈爾濱濕地眾多，現(xiàn)有濕地面積12.5萬hm2?；贏rcGIS軟件對(duì)濕地功能區(qū)進(jìn)行分級(jí)劃分，再根據(jù)哈爾濱市現(xiàn)有保護(hù)區(qū)域，加大生態(tài)濕地保護(hù)、建設(shè)和管理力度，重點(diǎn)建設(shè)太陽島濕地、金河灣濕地保護(hù)區(qū)。

4.4 其他方面

1）基于供需分析，提出針對(duì)松花江哈爾濱段豐水期、枯水期和平水期3個(gè)水量不同時(shí)期建設(shè)合理的工程措施來加強(qiáng)河湖水系連通和流動(dòng)，如節(jié)水工程、開源工程、水資源優(yōu)化配置工程及調(diào)水工程等。

2）加強(qiáng)護(hù)水保潔宣傳工作，強(qiáng)調(diào)水影響城市命脈，現(xiàn)代化城市建設(shè)離不開水。讓護(hù)水保潔走進(jìn)人們的思想，讓人們親身感受到“以人為本、以水為脈、以綠為衣”的治水理念[11]，培養(yǎng)市民愛水護(hù)水的意識(shí)[6]。

5 結(jié)語

本文根據(jù)水生態(tài)文明建設(shè)的主要內(nèi)容和方針，結(jié)合2017年阿什河治理的成功經(jīng)驗(yàn)，以哈爾濱地區(qū)的水環(huán)境為研究對(duì)象，對(duì)其水體污染及水土流失情況進(jìn)行分析。通過分析哈爾濱水資源及水環(huán)境主要存在的問題，分別針對(duì)水污染、水土流失、濕地恢復(fù)和保護(hù)及其他方面提出不同的治理措施。結(jié)論可為解決哈爾濱水環(huán)境問題及進(jìn)行水生態(tài)文明建設(shè)提供借鑒。