中央城市工作會議于近日召開，會議部署城市工作7個方面的重點任務，包括著力建設安全可靠的韌性城市等，其中提及強化城市自然災害防治，統(tǒng)籌城市防洪體系和內澇治理等內容。日前，全國多地進入主汛期，如何化解汛期水污染風險，推動城市水環(huán)境治理，從海綿城市向韌性水系統(tǒng)轉型升級？記者專訪了中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心區(qū)域與城市生態(tài)安全全國重點實驗室研究員趙洪濤。
提升韌性是水環(huán)境改善下一個突破點 中國環(huán)境報：當前我國水環(huán)境質量總體改善明顯，您認為，要實現(xiàn)水環(huán)境質量持續(xù)穩(wěn)定提升，下一個突破點在哪里？ 趙洪濤：根據(jù)今年4月生態(tài)環(huán)境部公布的數(shù)據(jù)，我國Ⅲ類及以上水體占比已超過90%，水環(huán)境質量得到根本性改善。然而，當前仍面臨一個突出問題——汛期污染。
在非降雨期，河道水質通常保持良好；但一旦遭遇降雨，水質便會迅速惡化，從Ⅲ類降至Ⅳ類、Ⅴ類甚至劣Ⅴ類。這種周期性現(xiàn)象表明，水環(huán)境質量的持續(xù)穩(wěn)定改善仍面臨重大挑戰(zhàn)。
這一問題在城市地區(qū)尤為顯著。隨著工業(yè)點源污染得到基本控制、城市污水收集處理系統(tǒng)不斷完善、海綿城市建設持續(xù)推進等，城市水環(huán)境整體已有顯著改善。但汛期污染與水質波動的關聯(lián)性依然較高，主要原因在于排水管網(wǎng)系統(tǒng)存在“晴天藏污納垢，雨天零存整取”現(xiàn)象。另外，城市地表綠色空間雨洪調蓄能力弱、河湖水環(huán)境容量有限，加劇了城市汛期污染強度。
具體而言，由于實際條件中，地下管網(wǎng)普遍存在錯接混接、滿管流、流速低等問題，大量污染物在晴天時沉積于管網(wǎng)內部；降雨時，沉積物被集中沖刷入河，導致水質急劇惡化。這反映出我國水環(huán)境系統(tǒng)仍具有較強的脆弱性，因此提升韌性將是下一個突破點。
中國環(huán)境報：當前正值汛期，針對雨污混流溢流、面源污染等汛期水污染問題，有哪些應急處理方式和長效管理機制？ 趙洪濤：我們在江蘇省無錫市的研究發(fā)現(xiàn)，汛期污染呈現(xiàn)兩個明顯的階段性特征，可以形象地用“兩個草帽”來描繪其污染負荷的時間變化曲線。第一階段，由初期暴雨沖刷地表和管網(wǎng)形成的污染峰值，是一頂“小草帽”；第二階段，管網(wǎng)持續(xù)沖刷、泵站提升排放和污水處理廠跨越排放，形成更持久的污染峰值，是一頂“大草帽”。這兩個階段的污染特征和形成機制各不相同，需要采取針對性防控措施。
當前，針對汛期雨污混流溢流、面源污染等水污染問題，應急處理方式主要包括利用清潔水源（如中水）進行調水稀釋、啟動超磁分離等應急處理設備凈化水質，以及直接投加絮凝劑、雙氧水等化學藥劑，部分經(jīng)濟發(fā)達城市還會啟用曝氧設備。這些應急措施相比以往已取得顯著成效，但總體而言仍屬于治標不治本。
在長效管理機制方面，國家為持續(xù)改善城市水環(huán)境出臺了《城鎮(zhèn)污水處理提質增效三年行動方案（2019—2021年）》等一系列政策文件。在地方層面，江蘇省推出了城鎮(zhèn)污水處理提質增效精準攻堅“333”行動計劃頗具代表性，內容涵蓋針對城鎮(zhèn)污水的“三消除、三整治、三提升”。安徽、遼寧、湖南、貴州等省也制定了相關行動方案，對改善城市水環(huán)境發(fā)揮了重要作用。然而，在應對中到大雨時，現(xiàn)有措施的效果仍存在一定局限性。
海綿城市是韌性水系統(tǒng)的初期階段 中國環(huán)境報：為更好地實現(xiàn)城市雨洪管理，我國自2014年起推廣海綿城市。近年來，打造韌性城市成為汛期城市防洪和內澇治理的一項解決方案。二者有何聯(lián)系與區(qū)別？
趙洪濤：海綿城市旨在通過加強城市規(guī)劃建設管理，充分發(fā)揮城市生態(tài)系統(tǒng)對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，有效控制雨水徑流，實現(xiàn)雨水自然積存、滲透和凈化。它的設計初衷是通過源頭削減污染和徑流，實現(xiàn)面源污染治理、內澇防治和水生態(tài)環(huán)境改善。
韌性城市則是一個更為寬泛的概念，它強調對沖擊性事件的應對能力、適應力和恢復力。二者的聯(lián)系在于，韌性城市中包含了韌性水系統(tǒng)。韌性水系統(tǒng)涵蓋水資源、水安全、水環(huán)境和水生態(tài)4個維度，在受到降雨事件壓力后，能夠恢復得更好，并通過積累經(jīng)驗，在下次受到?jīng)_擊時能做好準備。海綿城市可視為韌性水系統(tǒng)的初期階段。
中國環(huán)境報：在極端降雨事件頻發(fā)的背景下，傳統(tǒng)海綿城市面臨哪些挑戰(zhàn)？ 趙洪濤：目前，我國已開展3批海綿城市試點和3批全域示范城市建設，總體成效顯著，但韌性水系統(tǒng)的構建尚未形成統(tǒng)一體系。
分享一個案例，我們在無錫市的研究，發(fā)現(xiàn)當?shù)睾＞d城市建設成效顯著，但盡管如此，在梅雨季節(jié)連續(xù)多日降雨，或極端降雨事件的情況下，海綿系統(tǒng)的調蓄空間和凈化能力會達到極限，出現(xiàn)海綿介質飽和、功效降低的問題。
事實上，海綿城市的設計是基于單次降雨后介質排干的假設，并未充分考慮連續(xù)降雨導致介質持續(xù)飽和的情況。這一設計思路的局限，使得現(xiàn)有系統(tǒng)難以有效應對持續(xù)性降水事件。
2022年生態(tài)環(huán)境部首次公布汛期污染強度前50名國控斷面，其中有15個斷面位于海綿城市試點城市。這說明，即便經(jīng)過改造，其汛期污染防控能力仍有提升空間。
此外，還有一類現(xiàn)象值得關注：部分海綿城市在建設過程中更注重景觀效果，在韌性水系統(tǒng)要求的雨水調蓄和凈化能力方面卻稍顯不足。未來，海綿城市要向韌性水系統(tǒng)深化發(fā)展，應在保持景觀功能的基礎上，大幅提升地表設施的調蓄和凈化能力，從而有效應對汛期污染。
統(tǒng)籌“四水+三色”構建韌性水系統(tǒng) 中國環(huán)境報：從海綿城市向韌性水系統(tǒng)的轉型升級，需要突破哪些瓶頸？ 趙洪濤：我們團隊正在負責一項國家重點研發(fā)課題，探索城市韌性水系統(tǒng)的構建方法。初步認為，韌性水系統(tǒng)的構建需要統(tǒng)籌“4個水”——天上的降水、地表的匯水、管網(wǎng)的排水和河道的納水。同時，應整合“三色”基礎設施，即綠色——生態(tài)基礎設施，灰色——傳統(tǒng)工程基礎設施和藍色——城市水體系統(tǒng)。
當前，在我國城市水環(huán)境治理中，灰色和藍色基礎設施備受重視，但其承載能力存在明顯局限。傳統(tǒng)的快排快泄模式，難以應對強降雨帶來的負荷沖擊。
未來，應強化綠色、灰色和藍色基礎設施之間的協(xié)同效應。需要特別指出的是，灰色基礎設施不僅包含管網(wǎng)系統(tǒng)，還應將污水處理廠納入考量。目前，我國污水處理廠普遍采用A2O污水處理工藝，這一工藝依賴微生物處理。雨季大量雨水通過不完善的市政管網(wǎng)系統(tǒng)匯入，導致污水處理廠進水BOD、COD濃度驟降，微生物因碳源不足處理效率下降，進而產生跨越排放，也是一個重要的污染源。保障韌性水系統(tǒng)高效運轉，必須實現(xiàn)“三色”基礎設施協(xié)同運行。
中國環(huán)境報：如何突破瓶頸，推動海綿城市邁向韌性水系統(tǒng)？ 趙洪濤：要推動海綿城市向韌性水系統(tǒng)轉型，應從多方面著手改進。首先，優(yōu)化設計理念，在現(xiàn)有海綿城市改造的基礎上，進一步對地表綠色空間進行格局優(yōu)化和功能提升，如多改造形成一些下洼凹陷結構，以實現(xiàn)雨水的臨時儲存、滯留、調蓄和凈化功能，緩解管網(wǎng)和河道的壓力。同時，適當識別和改造自然/公共空間實現(xiàn)平急兩用，如下凹式的公園、廣場等。這種綠色改造不僅符合低碳發(fā)展理念，而且建設和運營成本相對較低，具有顯著的綜合效益。值得注意的是，在未來的城市規(guī)劃中應控制開發(fā)強度，留足地表綠色空間來應對汛期污染。
其次，要進一步思考，如何提高包括海綿設施在內的現(xiàn)有城市“三色”基礎設施，應對更高降雨等級和連續(xù)降雨事件的韌性能力。
最后，我們可以大膽嘗試，開展城市排水體制的改革。比如，我國環(huán)境工程專家尹澄清早年曾提出一個超前構想，在未來的城市建設規(guī)劃中，在低開發(fā)強度區(qū)域，雨水排放可以嘗試采用明渠方式，市政管網(wǎng)埋深適當下沉，為地表排水溝渠留出空間，這樣可以解決現(xiàn)在雨水、污水管網(wǎng)混接的頑疾。
來源：中國環(huán)境
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