水污染治理技術(shù)景觀特點與古鎮(zhèn)河道水治理思考與建議

俞駿 何承益 蘇飛 昆山市周莊水利(水務(wù))站

朱蔚 衛(wèi)欽文 馮華 昆山市錦溪水利(水務(wù))站

李蒙英 蘇州大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與生物科學(xué)學(xué)院

近年來隨著對河湖污染問題的重視，各地開展了大規(guī)模的河湖污染治理研究和工程實施，控源截污、底泥疏竣、引水活水等工程措施，人工曝氣增氧等機械方法，生物膜凈化、生態(tài)浮床、人工濕地、沉水植物等生物技術(shù)和生態(tài)修復(fù)得到廣泛應(yīng)用，但周莊、錦溪等古鎮(zhèn)有著重要的歷史文化與景觀價值，古鎮(zhèn)河道有別于其他城鎮(zhèn)河道，需要加倍重視河水治理技術(shù)是否與古鎮(zhèn)風(fēng)貌相符。本文對有廣泛應(yīng)用的河湖治理技術(shù)與工程措施在景觀方面的特點和影響進(jìn)行了梳理與分析，從而為古鎮(zhèn)河水治理技術(shù)方法的選擇提供一定的參考。

1.河道治理技術(shù)和工程措施的景觀特點

在河湖治理中，由于污染原因、污染程度、治理目標(biāo)、經(jīng)費投入和治理階段的不同，充分認(rèn)識各種技術(shù)和工程措施的局限性和適用性對治理效果的優(yōu)劣或可持續(xù)性需要的意義，近年通過對大量污染河湖治理技術(shù)的研究和工程化治理效果的總結(jié)，積累了較豐富的治理經(jīng)驗，逐步走出九龍治水的亂象，對得到普遍認(rèn)可的治理技術(shù)和工程措施在景觀方面的特點和影響亦有了較多的了解和感受。

1.1 截污

1.1.1 治理作用

超出水體自凈能力的生產(chǎn)和生活污水直接或隨雨水排入水體，是導(dǎo)致河湖水體污染，水體呈現(xiàn)混濁、濃綠黃褐等富營養(yǎng)狀況、甚至發(fā)黑發(fā)臭等表觀問題的主要原因，通過截污納管工程鋪設(shè)污水收集管道，將污水轉(zhuǎn)移至污水處理廠集中處理，是從源頭上消減入河污染物總量、治理河湖污染的根本措施，也是進(jìn)一步采取其他技術(shù)措施，恢復(fù)河道良好生態(tài)系統(tǒng)、提升水體景觀效果的前提。

1.1.2 景觀特點與影響

截污方式主要有完全截污和不完全截污2種。完全截污可以從根本上改善水質(zhì)，為后期以提高水體透明度為目標(biāo)的沉水植物生態(tài)修復(fù)等治理工作提供必要的條件，是污染河道治理的理想措施，但對道路狹窄、房屋密集的老城區(qū)，完全截污對城鎮(zhèn)建設(shè)會造成一定程度的干擾與破壞。

不完全截污中的沿河截污是河網(wǎng)密集的城鎮(zhèn)中較容易實施的一種截污方式，通過沿河截污基本可截流全部污水和初期雨水，但有大雨時段污水與雨水一起排入河道的弊端，從而使河水受到不定期的嚴(yán)重污染，對以提高水體透明度、改善水體景觀為目標(biāo)的生態(tài)修復(fù)形成障礙，同時，在河道內(nèi)鋪設(shè)的污水管道、建設(shè)的溢流井等設(shè)施對河道景觀形成較大的影響。

1.2 引水換水

1.2.1 治理作用

通過泵閘建設(shè)和運行實施的水利工程調(diào)度，將較清潔河湖水引入污染嚴(yán)重的河道，可以促進(jìn)污染物的稀釋、擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移，從而使河道水質(zhì)得到快速改善。引水換水的同時，由于增強了水體流動性，提高了河水復(fù)氧速度，從而促進(jìn)好氧微生物生長，加快對污染物的降解速度，對河水水質(zhì)改善起到一定的輔助作用。盡管引水換水的主要作用是將污染物轉(zhuǎn)移出目標(biāo)河道，不是從根本上降解污染物，但引水換水是改善重要河道水質(zhì)的有效措施，在截污困難的重污染河道和對水質(zhì)要求較高的河道得到較廣泛應(yīng)用。

1.2.2 景觀特點與影響

自古人們對河湖水體有“流水不腐”的認(rèn)知與經(jīng)驗，在城鎮(zhèn)人口密度較低和工農(nóng)業(yè)快速發(fā)展前，城鎮(zhèn)外圍河湖少有工業(yè)廢水污染，也無現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥農(nóng)藥形成的面源污染，同時，沒有硬化的自然河湖具有良好的生態(tài)系統(tǒng)，水體自凈能力強，城鎮(zhèn)外圍河湖是一個體量巨大的天然濕地凈化系統(tǒng)，成為城鎮(zhèn)河水的天然涵養(yǎng)中心，城鎮(zhèn)上游清澈潔凈的水體緩緩流入城鎮(zhèn)，將城鎮(zhèn)河道中略有生活污水污染的水體帶出城鎮(zhèn)，進(jìn)入城鎮(zhèn)下游的另一個凈化能力強的天然濕地凈化系統(tǒng)，從而形成流水不腐的現(xiàn)象，使城鎮(zhèn)河道保持了優(yōu)良的水質(zhì)和清澈潔凈的水體景觀。

近年來由于城鎮(zhèn)內(nèi)外河湖水體均受到大量生活污水和工農(nóng)業(yè)廢水的污染，即使城鎮(zhèn)外河湖水質(zhì)好于城鎮(zhèn)河道，但已不再清澈，因此，依靠自然水動力或水利工程引水形成的水流沖刷，可以對污染更重的城鎮(zhèn)河道水質(zhì)起到一定的改善作用，防止河水出現(xiàn)黑臭和藍(lán)藻爆發(fā)的現(xiàn)象，但依靠現(xiàn)有水源實施的引水換水措施難以增加水體透明度，無法獲得河水清澈潔凈的景觀效果。盡管引水換水措施達(dá)不到理想的使河水清澈的效果，但泵閘等水利工程設(shè)施一般位于城鎮(zhèn)外圍，對城鎮(zhèn)建設(shè)、河流景觀等沒有不良影響。

1.3 曝氣增氧

1.3.1 凈化作用

曝氣增氧技術(shù)是通過各種曝氣設(shè)備和方式向水體充注氧氣，從而促進(jìn)好氧微生物的生長繁殖，加快對污染物的降解與轉(zhuǎn)化，增強水體凈化能力。對受納污染物總量較高的河道，通過曝氣增氧，對消除或防止水體黑臭現(xiàn)象的發(fā)生可以起到很好的治理或預(yù)防效果，近年來在重污染河道治理中得到廣泛應(yīng)用。

1.3.2 景觀特點與影響

曝氣增氧在增加水體凈化能力、防止水體黑臭方面具有較好的作用，但對水體透明度的提升作用非常有限。目前，污染河道治理中采取的曝氣方式主要有表面曝氣、水底曝氣和移動曝氣。采用曝氣增氧對污染河道進(jìn)行治理的過程中，一方面設(shè)置在岸邊或河道內(nèi)的增氧設(shè)備和供電管線等設(shè)施對河道的自然屬性具有一定程度的影響，另一方面，在曝氣設(shè)備運行時，曝氣產(chǎn)生的噪音和氣泡打破了河流應(yīng)有的平靜，曝氣產(chǎn)生的泡沫也會影響水面的潔凈感，這種顯而易見的污染處理方式給人以河道成為污水處理溝渠的感受。

1.4 生態(tài)浮床

1.4.1 凈化作用

生態(tài)浮床技術(shù)是污染河湖治理與水生態(tài)修復(fù)相兼顧的實用技術(shù)，通過無土栽培技術(shù)與植物浮床設(shè)施的組合，在缺乏挺水植物生長的石駁岸硬化河道中，成功實現(xiàn)了挺水植物的生長。生態(tài)浮床一方面通過植物對氮磷等營養(yǎng)元素的吸收和植物根系生物膜對污染物的降解，起到凈化水體的作用，另一方面，通過植物的生長，可以為水生動物的生長和繁衍創(chuàng)造適宜的環(huán)境，延長了食物鏈，起到一定的生態(tài)效果。

1.4.2 景觀特點與影響

生態(tài)浮床具有一定的凈化效果和生態(tài)功能，但對提高水體透明度的作用微弱。近年來生態(tài)浮床在挺水植物難以自然生長的石駁岸硬化河道中得到較多應(yīng)用，浮床框架沿石駁岸排列成線形或在河道中心拼成圓形、六角形等不同造型的生態(tài)浮床，浮床上栽培不同水生植物。目前應(yīng)用到實際治理工程的浮床植物種類達(dá)幾十種，主要有美人蕉、黃菖蒲、海壽花、燈芯草、千屈菜、石菖蒲、黃花水龍等，與江南水鄉(xiāng)常見的荷花、睡蓮等水生植物不同，這些近年引入城鎮(zhèn)河道的水生植物普遍包含著一種現(xiàn)代感，沒有水墨江南的雅致與韻味。

生態(tài)浮床框架多以綠色或藍(lán)色的高分子材料作為載體，在植物茂盛生長的季節(jié)，水生植物基本可以覆蓋浮床框架，起到一定的遮擋作用，但因管理不善植物生長不好或冬季植物枯萎后，不同造型的塑料浮床框架漂浮于河面，對河流的自然屬性和美感造成了極大的負(fù)面影響。

1.5 沉水植物生態(tài)修復(fù)

1.5.1 沉水植物凈化作用

沉水植物首先通過吸收水體中的氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)，降低水體中污染物濃度，起到直接凈化作用。其次，由于沉水植物均浸沒在水下，其光合作用產(chǎn)生的氧氣全部釋放在水中，水面下的每一片葉片都是一個溫和、高效的產(chǎn)氧機，持續(xù)的微氣泡極大的增加了水體的溶解氧，促進(jìn)微生物對污染物的快速降解與轉(zhuǎn)化，發(fā)揮更強的間接凈化作用；另外，沉水植物具有很強的吸附和化感、克藻作用，其吸附和抑制生物性藻類、非生物性懸浮顆粒物的特性，使其具有很強的提高水體透明度的作用。

1.5.2 沉水植物景觀特點與影響

沉水植物生長于河底，根系固著底泥，可以阻止底泥上翻，同時，浸沒于水中的沉水植物枝葉表面積巨大，能有效吸附水中浮泥、浮游生物等導(dǎo)致水體渾濁的懸浮物，從而使水體透明度大大提高。目前應(yīng)用到實際治理工程的沉水植物種類主要有金魚藻、伊樂藻、輪葉黑藻、苦草、水盾草等品種，沉水植物不但凈化水體、提高水體透明度，綠色莖葉映襯著素淡、清亮的水體，使水體更為亮麗。近十年來，在少有外源污染的封閉或半封閉水體中實施的沉水植物生態(tài)修復(fù)工程取得了很好的修復(fù)效果，如蘇州市網(wǎng)師園等園林水體和上海辰山植物園、上海東方體育中心等城市景觀水體，經(jīng)沉水植物生態(tài)修復(fù)后，獲得了清澈秀美的水體景觀。

沉水植物生長在水面下，可以保持水面的開闊平靜，對水面沒有任何干擾，同時，沉水植物可以為魚蝦等水生動物提供優(yōu)越的生長與繁殖條件，極大地豐富水生生物多樣性，提升水體的靈動性。

2.古鎮(zhèn)河道水體治理目標(biāo)探討

隨著多年污染的積累，我國人口密集、工農(nóng)業(yè)發(fā)展較快地區(qū)的河湖水體普遍受到較嚴(yán)重的污染，由于需要治理與修復(fù)的河湖水域巨大，受治理經(jīng)費、治理技術(shù)等方面的限制，近年來對污染河湖治理與修復(fù)的目標(biāo)，多以減少水體氮磷等污染物、消除黑臭水體和藍(lán)藻爆發(fā)等指標(biāo)作為首要考量的治理目標(biāo)，對治理工程和治理效果的美感或協(xié)調(diào)性較少考慮，或只作為次要考量的目標(biāo)。因此，在河水污染治理中，盡管河道水質(zhì)有了一定程度改善，但水體透明度沒有提升，水體渾濁的不良感官沒有改變，還有部分粗糙的水治理設(shè)備和工程設(shè)施的設(shè)置，破壞了河流應(yīng)有的自然之美與寧靜之美，給治理后的河道或周邊環(huán)境帶來一些難以彌補的缺陷。

水是水鄉(xiāng)古鎮(zhèn)的魂，古鎮(zhèn)河水不但具有重要的景觀價值，也承載著古鎮(zhèn)的水生活與水文化，因此，在充分認(rèn)識古鎮(zhèn)景觀特點和歷史文化價值的基礎(chǔ)上，古鎮(zhèn)水體治理應(yīng)具有比常規(guī)城鎮(zhèn)河道更高的治理目標(biāo)，不但需要達(dá)到優(yōu)良的水質(zhì)指標(biāo)，更要有清澈潔凈的水體感官，治理技術(shù)自然生態(tài)、健康環(huán)保，沒有人工雕琢的痕跡，沒有影響古鎮(zhèn)景觀的治理設(shè)備和工程設(shè)施，在保持古鎮(zhèn)風(fēng)貌的前提下，恢復(fù)河水的清澈與潔凈。

3.古鎮(zhèn)河道水體治理建議

3.1 慎重選擇治理技術(shù)與工程措施

在河湖污染受到高度重視的大環(huán)境下，全國各地開展了大量污染河湖的治理研究和工程實施，在河湖污染得到改善的同時，也發(fā)現(xiàn)一些技術(shù)方法和工程措施對河流自然屬性或景觀的負(fù)面影響，由于對古鎮(zhèn)建筑保護(hù)和古鎮(zhèn)風(fēng)貌維護(hù)的需要，水鄉(xiāng)古鎮(zhèn)河道治理不但難度更大，而且對缺陷的容忍度更低，因此，在沒有理想方案和技術(shù)的情況下，應(yīng)杜絕不能從根本上解決河水污染問題，又與古鎮(zhèn)風(fēng)貌不符的水體治理技術(shù)和方法，以免在治理工程實施后，即沒有對解決古鎮(zhèn)河水渾濁的問題起到重要作用，又給古鎮(zhèn)景觀帶來負(fù)面影響。

3.2 加大研發(fā)和資金投入

完全截污可最大程度減少入河污染物總量，是從根本上解決河水污染的有效措施，并可為后續(xù)以提高水體透明度為目標(biāo)的沉水植物生態(tài)修復(fù)提供必要的條件。但在缺乏早期規(guī)劃的老城鎮(zhèn)，由于建筑密集、街道狹窄等原因，完全截污不可避免的開挖工程將對城鎮(zhèn)建筑和街道造成一定破壞或所需修復(fù)資金巨大，在很多地區(qū)受到限制。

古鎮(zhèn)河水的清澈潔凈程度與古鎮(zhèn)風(fēng)貌密切相關(guān)，對古鎮(zhèn)深厚的歷史文化、景觀、旅游等都有著重要的影響。因此，古鎮(zhèn)河水治理應(yīng)有別于其他城鎮(zhèn)，對有困難但能從根本上減少污染的治理技術(shù)和工程措施，可加大研發(fā)力度，解決技術(shù)和工程措施中存在的不足，對實現(xiàn)古鎮(zhèn)河水理想目標(biāo)繞不開的治理技術(shù)和工程措施，地方政府也應(yīng)有增加投資的決心。

3.3 多學(xué)科參與

周莊、錦溪等水鄉(xiāng)古鎮(zhèn)是歷經(jīng)百年留下的寶貴歷史文化資源，古鎮(zhèn)河水污染治理不僅涉及古鎮(zhèn)風(fēng)貌的恢復(fù)，也涉及道路、建筑、駁岸等硬件的保護(hù)，因此，古鎮(zhèn)河道水體治理不但需要水利、環(huán)保、生物生態(tài)等部門和專業(yè)人員的參與，也需要規(guī)劃、文保等領(lǐng)域?qū)沛?zhèn)風(fēng)貌有深入研究的專家、甚至大家的把關(guān)，確保水體治理中涉及的各項技術(shù)和工程措施能符合古鎮(zhèn)風(fēng)貌，在恢復(fù)古鎮(zhèn)河水清澈潔凈的同時，保護(hù)傳承好古鎮(zhèn)特有的歷史、文化與景觀。

4.總結(jié)

在河湖污染治理中，由于污染原因、污染程度、治理目標(biāo)、經(jīng)費投入和治理階段的不同，有不同的治理方案。近年來我國對大量污染河湖進(jìn)行了治理，既有成功案例，也有缺陷與遺憾。水鄉(xiāng)古鎮(zhèn)河水是古鎮(zhèn)歷史文化和精美景觀的重要組成部分，河水污染治理有別于一般城鎮(zhèn)河道，具有更高的景觀要求，且容錯率極低，充分認(rèn)識各種治理技術(shù)和工程措施的特點和景觀影響，將為水鄉(xiāng)古鎮(zhèn)河水治理方案提供一定的參考，以實現(xiàn)符合古鎮(zhèn)風(fēng)貌的河水治理效果。