PAGEPAGE7借鑒澳大利亞經(jīng)驗(yàn)——提高深圳市水環(huán)境建設(shè)技術(shù)水平

梁毅摘要本文就流域規(guī)劃中防洪、水量問(wèn)題，污水系統(tǒng)的布局、面源污染的收集，水質(zhì)監(jiān)測(cè)問(wèn)題，水體的生態(tài)與景觀問(wèn)題，水量水質(zhì)的數(shù)值模擬技術(shù)問(wèn)題等，比較國(guó)外的做法與深圳市目前的做法，提出各方面完善改進(jìn)的建議。關(guān)鍵詞水環(huán)境建議

借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)自建特區(qū)以來(lái)，深圳市水務(wù)事業(yè)，在防洪治澇、引調(diào)水、水土保持、信息化建設(shè)等諸多方面都取得了長(zhǎng)足發(fā)展，但進(jìn)入90年代后，水污染逐步加深，河流水體發(fā)黑發(fā)臭，水環(huán)境的全面綜合整治成為深圳水務(wù)事業(yè)新的熱點(diǎn)。2002年，筆者前往澳大利亞悉尼，進(jìn)行了為期一年的水環(huán)境建設(shè)進(jìn)修學(xué)習(xí)，現(xiàn)就借鑒澳大利亞經(jīng)驗(yàn)，提高深圳市水環(huán)境建設(shè)技術(shù)水平,粗淺探索如下。1、關(guān)于流域規(guī)劃問(wèn)題先談一下流域防洪。流域防洪，首先要確定與流域的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相關(guān)的防洪標(biāo)準(zhǔn)，此防洪標(biāo)準(zhǔn)的確定，須有確定的設(shè)計(jì)水平年，須比較為了避免洪災(zāi)損失進(jìn)行防洪的代價(jià)與收益，在明確洪水淹沒面積與歷時(shí)過(guò)程進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較的基礎(chǔ)上確定防洪標(biāo)準(zhǔn)，不同的設(shè)計(jì)水平年有不同的防洪標(biāo)準(zhǔn)，直至遠(yuǎn)期趨于一個(gè)固定的防洪標(biāo)準(zhǔn)。正是基于不同設(shè)計(jì)水平年的防洪標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)流域的防洪體系建設(shè)也就有一個(gè)逐漸完善過(guò)程，超前或滯后防洪標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)都是不經(jīng)濟(jì)的。防洪標(biāo)準(zhǔn)既定以后，防洪的措施又大致可分為滯洪為主與泄洪為主，滯洪為主牽涉全流域的土地規(guī)劃，包括植樹綠化、防止水土流失、建水庫(kù)山塘、在房屋物業(yè)內(nèi)建蓄水池、減少地面的砼化、在道路砼面旁建回灌地下水裝置、保持上游河道的蜿蜒曲折等，簡(jiǎn)言之，要盡可能多水量地、盡可能長(zhǎng)時(shí)間地把雨水滯留在流域面內(nèi)，使之較緩慢較均勻地流往河流，從而減輕河流泄洪的壓力。泄洪為主主要在河道里進(jìn)行，為了保證泄洪時(shí)河道的安全，為了減少河道的占地范圍（有時(shí)為了減少拆遷范圍），部分河道不得不進(jìn)行光滑砼面襯砌以減少對(duì)水流的阻力，防止水流沖刷河床河岸。深圳市目前的流域防洪，由于管理職能與技術(shù)手段制約，主要考慮以河道泄洪為主。沒有從全流域規(guī)劃高度來(lái)解決問(wèn)題，于是，一方面，流域內(nèi)城市化不斷發(fā)展，地面砼化，排水管道化，諸多小山塘填平開發(fā)，河流截彎取直，結(jié)果洪水到來(lái)得更快更猛，另一方面，城市一旦受淹損失越來(lái)越大，結(jié)果要求防洪標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，如此繼續(xù)下去，對(duì)全流域的可持續(xù)發(fā)展不利。只有從全流域面的角度，對(duì)土地、水體進(jìn)行全面規(guī)劃，綠化防止水土流失，對(duì)興建建筑物限制其占地區(qū)域排洪的量，流域防洪才能走上可持續(xù)發(fā)展道路，也才能為河道的生態(tài)恢復(fù)、景觀考慮提供基礎(chǔ)條件。

再談?wù)劻饔虻纳鷳B(tài)用水問(wèn)題。隨著人類對(duì)自然的改造，人類對(duì)流域的水資源逐步開發(fā)，流域內(nèi)河道過(guò)流的變化幅度比起自然狀態(tài)大大增加：雨季，砼化地表匯水加快，水庫(kù)排洪，會(huì)使得河道過(guò)流比天然狀況時(shí)大，枯季，由于水庫(kù)、地面砼化等作用，流域過(guò)流量又比天然狀況時(shí)小，而健康生態(tài)體系的維系，需要有適宜量的水體。因此，人類綜合利用水資源時(shí)，應(yīng)考慮生態(tài)的需水量。澳大利亞在部分流域內(nèi)實(shí)行人類用水量“蓋帽”政策，即人類用水量封頂限制，以保護(hù)生態(tài)用水。深圳市是水資源缺乏城市，流域內(nèi)可開發(fā)利用的水資源大部分已開發(fā)，為著生態(tài)的考慮，應(yīng)該給河流水體保有一定的生態(tài)用水，這個(gè)生態(tài)用水量是河流水體最起碼應(yīng)具備的水量，只有合理確定此水量，才能通過(guò)用源水或深度處理的回用污水來(lái)滿足它。從深圳實(shí)際出發(fā)，生態(tài)用水應(yīng)從深度處理回用污水解決，這就為深度處理回用污水量提供了確定依據(jù)。

2、關(guān)于污水與面源污染的收集、水質(zhì)的監(jiān)測(cè)

悉尼市的污水，大約80％進(jìn)行淺度處理后深海排放，大約20％進(jìn)行深度處理后排入內(nèi)陸河流。這樣做，一方面是內(nèi)陸河流需要基本的生態(tài)水量，用以維持生態(tài)平衡，用以?shī)蕵?、休閑與景觀，另一方面，是節(jié)約成本。其根本思路在于，排放進(jìn)環(huán)境敏感區(qū)域的水應(yīng)進(jìn)行深度處理，排入該區(qū)域的水量應(yīng)盡可能??；排入環(huán)境不敏感區(qū)域的水應(yīng)進(jìn)行淺度處理，排入該區(qū)域的水量應(yīng)盡可能大。如此，才能以最低的成本獲得最大的環(huán)境效益。

深圳的污水廠，部分在內(nèi)陸河流排放，部分在海灣水系排放。作為水源地的內(nèi)陸河流，是環(huán)境敏感點(diǎn)，作為非水源地的海灣水系，是環(huán)境較不敏感點(diǎn)，而鄰岸深海，是環(huán)境不敏感點(diǎn)，污水廠的處理深度與規(guī)模，應(yīng)根據(jù)環(huán)境的需要及可承受程度進(jìn)行深入研究。城市完成雨污分流后，由于歷史原因，城市的雨水管、污水管會(huì)存在某種程度的互相溝通，污水進(jìn)入雨水體系或雨水進(jìn)入污水體系，在雨季，就會(huì)有部分污水因?yàn)檩斔拓?fù)荷已滿而不得不外溢出來(lái)進(jìn)入河道，從而污染河流水體，從而導(dǎo)致河流水體的水質(zhì)保證率降低。解決外溢污水問(wèn)題，要么進(jìn)行雨污水管的改造，實(shí)現(xiàn)徹底的雨污分流，要么對(duì)外溢污水進(jìn)行收集、貯存與運(yùn)輸，在環(huán)境不敏感點(diǎn)進(jìn)行處理和排放；這兩種手段是不排斥的。悉尼在處理此問(wèn)題時(shí)，先進(jìn)行兩種手段處理比例的經(jīng)濟(jì)分析，確定何種比例的外溢污水應(yīng)由雨污分流辦法解決，何種比例的外溢污水應(yīng)進(jìn)行收集并在環(huán)境不敏感點(diǎn)排放，從而經(jīng)濟(jì)地達(dá)到水質(zhì)保證率目標(biāo)。在此分析基礎(chǔ)上，悉尼在城市地面下約100米深建了一套全長(zhǎng)約30千米，直徑3.8～6.6米的地下隧洞系統(tǒng)，雨季在設(shè)計(jì)的污水外溢點(diǎn)收集，再貯存與輸送污水至海邊環(huán)境不敏感點(diǎn)進(jìn)行處理后深海排放。城市建成區(qū)的面源污染，主要在雨季通過(guò)雨水管渠進(jìn)入河流，悉尼在雨水管渠系統(tǒng)設(shè)置大量的污染收集裝置，用以收集這些面源污染，該裝置工業(yè)化生產(chǎn)，已形成產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系，其特點(diǎn)是洪水來(lái)時(shí)，水力推動(dòng)打開裝置，不影響排洪，而已收集的污染物不因裝置打開而丟失。定期清理這些裝置，對(duì)河流水質(zhì)改善發(fā)揮了巨大作用。同時(shí)在河口設(shè)置攔污網(wǎng)，以收集樹葉和垃圾?？傊?，對(duì)面源污染，在陸地收集比在雨水渠收集好，在雨水渠收集比在河道收集好，在河道收集比在海洋收集好，無(wú)論從環(huán)境還是從經(jīng)濟(jì)角度看都是合理的。

深圳市現(xiàn)在在雨水管渠內(nèi)設(shè)置的污染收集裝置還較少，一般為攔污柵，攔污柵在洪水時(shí)會(huì)阻水，不能水力自動(dòng)打開；大部分區(qū)域還處于雨污混流的狀態(tài)，對(duì)河流水體水質(zhì)保證率的要求尚不明確，河口較少設(shè)置攔污網(wǎng)，如何減輕面源污染，收集與輸送初期雨水，尚待深入研究。悉尼在整個(gè)河流海灣水系設(shè)置了動(dòng)態(tài)水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的優(yōu)點(diǎn)是：一旦發(fā)現(xiàn)水質(zhì)異常，就可以馬上確定污染發(fā)生的局部區(qū)域位置，可以馬上找出原因進(jìn)行整改。悉尼把對(duì)河流水質(zhì)的監(jiān)測(cè)技術(shù)、程序部分直接編入中小學(xué)課本，通過(guò)廣大學(xué)生的環(huán)境監(jiān)測(cè)參與，一方面加強(qiáng)了環(huán)境宣傳教育，另一方面真正發(fā)動(dòng)了公眾參與環(huán)保事業(yè)，通過(guò)對(duì)不同河流斷面水生動(dòng)植物、物理、化學(xué)的監(jiān)測(cè)，發(fā)動(dòng)公眾保護(hù)環(huán)境。

深圳市現(xiàn)行的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，布點(diǎn)較少，監(jiān)測(cè)的內(nèi)容還較單一，監(jiān)測(cè)的頻率還較低，尚無(wú)法達(dá)到發(fā)動(dòng)群眾，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決問(wèn)題的程度。3、關(guān)于雨水體系、河道整治與景觀休閑

悉尼從流域規(guī)劃的角度出發(fā)，對(duì)市政雨水系統(tǒng)與河流系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)劃，采用反映全流域地形地貌及排水設(shè)施、反映潮汐動(dòng)態(tài)特性、反映污染物進(jìn)入情況的程序，在不同地區(qū)不同降雨強(qiáng)度下，可動(dòng)態(tài)地?cái)?shù)值模擬流域中各點(diǎn)的水量（或水位）與水質(zhì)情況，基于此技術(shù)，可把流域內(nèi)的雨水系統(tǒng)、箱涵化的影響、面源污染與點(diǎn)源污染的影響，一并計(jì)算模擬出來(lái)。雨水系統(tǒng)是排水的重要組成部分，它與河流系統(tǒng)共同構(gòu)成流域的排水體系，把二者分開來(lái)考慮，不利于雨水系統(tǒng)，包括雨水泵站的規(guī)劃。悉尼河道整治，除要滿足洪水排泄外，更多地考慮生態(tài)、景觀、休閑與娛樂的要求，不少河流水體，在郊外區(qū)域兩岸植物茂密，在城區(qū)設(shè)置不同的濱水空間，關(guān)注生態(tài)的影響。六七十年代，Perth建壩蓄水，因建前沒考慮生態(tài)鏈可能發(fā)生的變化，建水庫(kù)后生態(tài)惡化，害蟲瘋長(zhǎng)，最終導(dǎo)致該用于灌溉的水庫(kù)沒有造福農(nóng)業(yè)反而助蟲瘋長(zhǎng)破壞了農(nóng)業(yè)。澳大利亞現(xiàn)在十分重視水體中生態(tài)鏈的研究，以回答水體變化后生態(tài)可能的影響，這種重視生態(tài)的理念，已貫穿至其河流水體的整治規(guī)劃中。

深圳市現(xiàn)在河道的功能較單一，主要用于泄洪。如何考慮使用河道水體形成生態(tài)景觀，滿足人們的休閑和娛樂需求，目前考慮較少，提及生態(tài)，真正進(jìn)行生態(tài)鏈的研究，進(jìn)行生態(tài)作用水質(zhì)自凈過(guò)程與能力的研究還較少。4、關(guān)于水量、水質(zhì)數(shù)值模擬計(jì)算技術(shù)

悉尼和若干發(fā)達(dá)城市一樣，使用可對(duì)水量、水質(zhì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬計(jì)算的軟件（XP）進(jìn)行流域規(guī)劃，系統(tǒng)地分析解決流域內(nèi)土地的利用、雨水的蓄排、水體的規(guī)劃、水質(zhì)的預(yù)測(cè)、潮汛的影響等，那么，該XP軟件采用什么樣的原理來(lái)解決這些問(wèn)題呢？

要解決流域規(guī)劃面對(duì)的各種問(wèn)題，XP軟件采用衛(wèi)星遙感技術(shù)，首先給出三維的地形、地貌情況，根據(jù)不同的地貌或水體把流域劃分為具有不同產(chǎn)流特性、具有不同污染進(jìn)入特性的若干小區(qū)域，這些小區(qū)域受到不同的降雨，會(huì)產(chǎn)生不同的徑流和污染，所產(chǎn)生的小區(qū)域徑流，會(huì)通過(guò)匯流單元進(jìn)入其它區(qū)域，匯流單元反映不同的匯流模式，包括坡面匯流、雨水管渠匯流、泵送匯流等，污染物通過(guò)匯流進(jìn)行輸運(yùn)與擴(kuò)散，匯流包括了河道（或淹沒區(qū)域）自身蓄水的考慮，匯流受到下游水流（如潮汐）的頂托，產(chǎn)生連鎖反應(yīng)給出該時(shí)刻的淹沒情況（即水面線）。據(jù)此，可計(jì)算出各種降雨情況下，在確定的地形地貌、蓄水裝置、污染物進(jìn)入特點(diǎn)條件下，流域內(nèi)各點(diǎn)的水量水質(zhì)情況。從上述原理可以看出，這是對(duì)流域土地進(jìn)行劃分的、動(dòng)態(tài)計(jì)算水量水質(zhì)的數(shù)值模擬計(jì)算程序。使用該程序，可以計(jì)算不同降雨情況的淹沒范圍與過(guò)程，若給出流域的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，就為經(jīng)濟(jì)比較確定防洪標(biāo)準(zhǔn)提供了技術(shù)手段；使用該程序，可以計(jì)算流域地塊進(jìn)行不同安排，如局部綠化防止水土流失可導(dǎo)致的排水效果，因而為流域內(nèi)土地功能規(guī)劃提供依據(jù)；使用該程序，可以比較在流域內(nèi)廣泛設(shè)置小山塘、物業(yè)蓄水池、保持上游河道蜿蜒曲折、使用公園停車場(chǎng)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地下蓄水池等諸多因素對(duì)防洪的影響，因而為在全流域面蓄洪防洪提供依據(jù)；使用該程序，可以比較雨水系統(tǒng)不同布置辦法、箱涵覆蓋、河道空間異形不規(guī)則等導(dǎo)致的防洪影響，因而為調(diào)整雨水系統(tǒng)、明確可覆蓋的箱涵范圍、構(gòu)建濱水娛樂空間等提供依據(jù)；根據(jù)各地塊點(diǎn)源、面源污染的進(jìn)入情況，可就特定水體對(duì)各地塊的污染貢獻(xiàn)進(jìn)行定量計(jì)算，因而為治污、提高水質(zhì)保證率提供條件；使用該程序，可根據(jù)實(shí)測(cè)的降雨情況預(yù)測(cè)流域內(nèi)未來(lái)淹沒范圍和過(guò)程，因而為人們防洪救災(zāi)提供依據(jù)；使用該程序，輔以不同水平年的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，可計(jì)算出不同水平年的防洪需求，因而為逐步有序地建立防洪體系提供科學(xué)依據(jù)。根據(jù)衛(wèi)星遙感照片，根據(jù)工程完成情況，根據(jù)實(shí)測(cè)潮汛情況，可以隨時(shí)局部地調(diào)整不同地塊的產(chǎn)流情況、不同水體的蓄水情況、不同工程的貯水、輸水情況、不同污染改善后的影響情況，因而，該程序的使用過(guò)程，也是城市完善資料收集、動(dòng)態(tài)更新情況的過(guò)程，也是人們逐漸認(rèn)識(shí)地塊產(chǎn)匯流、污染流失狀況的過(guò)程。深圳市目前應(yīng)用的水文、水力學(xué)、水質(zhì)計(jì)算程序，總體而言無(wú)法精確地塊地、動(dòng)態(tài)地、三維表現(xiàn)地實(shí)現(xiàn)上述程序功能。因而難以給出不同水平年不同的防洪需求，難以給出在物業(yè)、公園等地下建蓄水池以后造成的防洪影響，難以給出異形河道空間、水污染傳輸?shù)挠绊?，難以給出潮汛動(dòng)態(tài)與淹沒區(qū)域（包括河道內(nèi)）的變化，難以對(duì)市政雨水排放和洪水統(tǒng)一考慮，由此導(dǎo)致很多難以回答的問(wèn)題，如洪潮遭遇頻率問(wèn)題、建箱涵許可區(qū)域問(wèn)題、河道治理的適宜時(shí)機(jī)問(wèn)題，城市化的產(chǎn)匯水問(wèn)題，受澇區(qū)域界定與處置問(wèn)題、污染治理的先后次序問(wèn)題、綠化防治水土流失的防洪貢獻(xiàn)問(wèn)題等等。由于沒有使用該數(shù)值模擬程序，地形地貌資料、市政水利工程資料、潮汛雨量資料等的收集與使用不系統(tǒng)，對(duì)不同地塊的產(chǎn)匯流研究，對(duì)污染源的溢出研究等較少進(jìn)展。

5、小結(jié)水環(huán)境治理成為水務(wù)事業(yè)的新熱點(diǎn)，它要求我們不只從水系考慮問(wèn)題，而且要從流域土地規(guī)劃考慮問(wèn)題；不只從河系考慮水量