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城市发展需求下的水环境治理体系

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摘要:党的十八大报告将生态文明建设提升至前所未有的战略高度,对城市水环境综合治理提出了明确要求。针对中国当前严峻的水环境形势,应从企业视角以系统化解决路径、创新型科技研发为抓手,形成不断迭代升级的“研、投、技、建、运、融”六位一体全生命周期项目管控体系,在保障环境治理效果的同时,进一步挖掘基于城市发展需求的水环境价值,以生态合作构建产业集群,以期推动水环境治理行业的健康可持续发展。

关键词:水环境治理;绩效考核;环境价值

水是生命的源泉,是人类赖以生存的自然资源。自古以来城市开发建设都离不开水,城市择水而建、市民依水而居,流经城市的河流、环城壕池和城内河湖等各种水体构成脉络相通的城市水系统。然而,随着中国社会经济的快速发展,人与水的矛盾不断凸显,并在城市发展的不同历史阶段,表现出具有不同特征的水系统问题。从古代水患防御到近现代水资源调配,再到目前以水污染为核心问题的水环境治理,水系统的健康发展始终决定着一座城市的发展。当前,中国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾,许多区域发展中水体黑臭、水质恶化、生态退化等问题亟待解决。党的十八大报告将生态文明纳入“五位一体”的总体布局,党的十九大报告进一步指出,必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念,并明确了坚持节约资源和保护环境的基本国策。国务院先后出台了《国务院关于印发水污染防治行动计划的通知》(国发〔2015〕17号)(以下简称“水十条”)、《国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见》(国办发〔2015〕75号)、《关于印发城市黑臭水体整治工作指南的通知》(建城〔2015〕130号)、《关于全面推行河长制的意见》(厅发〔2016〕42号)等一系列文件,对城市基础设施、海绵城市建设、黑臭水体消除与水环境保护等提出一系列要求,极大地推动了中国水务领域的技术进步和产业升级,万亿级别的环保产业产出增量得到释放,但城市水环境项目普遍存在工程化、形式化、绩效考核不完善、缺乏顶层设计系统方案、重建设轻运营等一系列问题。本文从企业视角,分析中国城市发展中水生态环境治理现状,而后提出系统化解决水环境问题的路径,并阐述水环境价值挖掘及以生态合作构建产业集群的理念。

一、新时期中国水生态环境的三个问题

第一,水生态环境问题成因日趋复杂。人们生产生活方式的改变,导致水生态环境问题成因日趋复杂。受人类建设活动(闸坝等水利工程人为侵占河湖水系空间等)、地形地势条件影响,河流水动力条件普遍较差;随着社会经济发展加速,污水量大幅增加;尾水排放、污水偷排、漏排行为给自然水系造成较大面积污染,且因水流速度缓慢等原因,河湖呈现富营养化、水体污染及黑臭问题;过度的水资源开发导致河道生态基流萎缩乃至消失,河流水系的水生态遭到较为严重的破坏,水体自净能力降低。这一系列问题使得水环境治理成为目前最为复杂的系统工程之一。第二,基础设施建设依旧薄弱。虽然中国城市污水处理率已达到90%以上,且北京等地纷纷出台远高于国标的地方污水排放标准,然而水环境污染与黑臭问题仍未得到缓解。其中一个重要原因在于涉水基础设施建设依旧薄弱。以管网为例,城市雨污水收集系统普遍存在合流制与分流制共存且相互交叉的现象,实施建设的分流制排水系统往往混接严重,而且管道破损、地下水渗漏(渗出与渗入),导致城市污水实际收集处理率并不高,此方面问题集中反映在污水处理厂进水浓度上,如表1所示。相比于发达国家,中国城市管网密度仅为发达国家城市的30%—50%。此外,农村地区普遍尚未建立完善的污水收集和处理系统,污水直排问题突出。基础设施建设和运营水平的不足和低下往往限制了各项水环境治理工程的效果发挥。第三,水环境管理水平亟待提高。在新的形势下,人民群众高度关注水环境治理,更为智能、高效的水环境管理体系才能适应信息传播高度发达的当今社会。然而城市住建、水务、环境与卫生等相关部门条块分割,部门工作衔接管理缺乏,规划与协调难以实现统一,导致水环境管理脱节,使水环境的整体性与联系性出现分裂。涉水系统管理效率与水平不高,管理运行机制失灵。受人员、技术、思维、经济水平限制,各城市涉水系统管理仍然处于较为粗放的状态。上述原因制约着水环境质量的提升,从而阻碍了中国经济社会的良性发展。河长制确立了以河长为核心的统筹管理的行政机制,一定程度上可解决行政条线管理问题,但问题如何解决,资源如何配置的矛盾依然存在。

二、水生态环境治理亟待突破的核心问题

“水十条”作为中国水污染防治的纲领性文件,从工作目标和主要指标两个方面,提出了中国水污染防治的近远期考核要求,即2020年工作目标要求:“全国水环境质量得到阶段性改善,污染严重水体较大幅度减少,饮用水安全保障水平持续提升,地下水超采得到严格控制……”主要指标要求:“到2020年,长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河等七大重点流域水质优良(达到或优于Ⅲ类)比例总体达到70%以上,地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内……”虽然大量水环境项目在全国铺开,但高污染负荷、收集处理能力不足等原因导致仍然有大量水体处于劣V类、乃至黑臭状况,中国各城市2020年考核任务依然面临严峻压力。为实现考核目标,中国部分省市围绕水污染防治出台了地方行动计划。2013年2月,广东省环境保护厅颁布出台《南粤水更清行动计划(2013—2020年)》。“水十条”颁布之后,广东省根据相关要求,迅速于2017年出台《南粤水更清行动计划(2017—2020年)》。2013年11月,浙江省委、省政府出台《关于全面实施“河长制”进一步加强水环境治理工作的意见》,并于12月发出“五水共治”总动员令,次年1月成立浙江省“五水共治”工作领导小组,目前正在全省推进“浙江省污水零直排区建设”。江苏省于2016年底提出“两减六治三提升行动计划”(简称“263”专项行动计划),提出了包括“国考断面水质优Ⅲ比例达70.2%,劣于V类的水体基本消除”等在内的总体目标;2017年1月,武汉市第十三次党代会报告提出大力推进“四水共治”,以防洪水、排涝水、治污水、保供水“四水共治”为突破口实施8大工程。

在新形势、新要求下,中国各城市要达到“水十条”各项工作目标和具体指标要求,仍然面临急需解决的几大核心问题。第一,系统化治理的总体统筹。由于水环境项目普遍污染成因复杂,水环境状况不仅与水环境容量等自身特征有关,也与区域内城市建设程度、污水收集和处理水平、市政管道建设管护情况、乃至城市环境卫生管护条件等密切相关。因此,水环境治理往往涉及城市规划、市政工程、环境工程、水利工程、水资源、生态与景观等不同专业的衔接,也涉及规划、建设、财政、土地等不同部门的协调,以及投资、技术、建设、运营等不同阶段之间系统统筹的需求。市场上目前缺少类似系统化治理的总体统筹经验与能力的单位,造成了碎片化规划、碎片化建设的不利局面。第二,整体水环境治理的经验总结与应用。长期以来,各类涉水工程与城市建设由各自职能部门主导实施,较少以区域或流域整体治理形式统筹实施。不同建设项目往往从专业自身考虑并解决相关问题,难以兼顾其他专业需求,进而造成不同工程的同一类目标、指标衔接不畅,上游与下游衔接不佳等各类问题,难以达到整体效果。水污染治理需要从流域或区域层面,根据所保护水环境容量,对流域或区域内各类污染源进行分级管控,综合统筹城市建设、市政道路与管道、水利防洪、水资源保护与配置、河道综合治理等不同工程类型,从而实现整体治理效果最优化。第三,水环境系统化运营能力的提升。水环境治理长期效果除依赖前期良好的规划设计与施工建设的同时,还取决于水环境系统化运营能力。从污染物迁移转化路径而言,位于源头建筑小区的LID措施、雨/污水收集管道、调蓄池、污水处理厂以及河流水系等在不同气象条件下,乃至同一气象条件下的不同时段,都需要根据实际条件,对处于不同环节、上下游以及同类型其他措施进行水质水量的智慧、精准管控及系统化运营,提高各类水环境设施的整体效率与效果;同时,治污系统、景观系统、市民服务系统等不同板块,通过整体规划、系统运营能够实现节能降耗、复合功能、收益补偿等多重实效。

三、系统化解决水环境问题的路径探讨

第一,针对性的系统顶层设计能力。因水环境治理的复杂性特点,在解决水环境问题时需要提出针对性的系统顶层设计方案,同时需要注重涵盖规划、投资、设计、建设、运营等不同阶段的全过程服务与管理。综合投资、技术、运管、附加值提升等要素,对不同项目进行个性化、定制化的顶层设计体系打造,是确保模式的有效运行和良性发展的基础,“建管一体的责任追溯体系和水环境绩效服务的运管模式”克服了传统的工程建设管理模式的诸多问题,为水环境长效机制开辟了全新的商业、技术模式,为政府提供量身定制的全面综合水环境治理与运营的综合解决方案。第二,基于污染物最高日总量控制的体系。传统的水环境治理,往往局限于河道本身,仅仅采取一些水质净化工程措施,虽然能取得短期效果,但长期来看往往缺乏持续性。根本原因就在于忽视了污染物的产生、迁移和入河的规律和过程,忽视了污染物总量和河道水环境容量的平衡关系。加之工程措施缺少长期维护而导致失效,往往投入多、见效少。以污染物产生、迁移、转化规律为基础,借助多种水文水动力以及水环境容量计算模型的模拟分析结果,根据流域和河道完整的生态系统健康理论,进行综合、集成的规划设计,融合多种工程措施,构建源头减量、过程拦截、末端净化的水环境综合治理技术体系,合理安排工程布局,并进行全生命周期的维护管理,保证水环境短期效果和长期效果的稳定发挥,实现资金投入的最大化效益。第三,基于污染贡献评估的可达性分析体系。河道水体污染和黑臭的根本原因是入河污染物的总负荷超过了河道水体的水环境承载力,因此,改善水系水环境、提升河道生态健康水平的根本措施是削减流域污染物的总量或提升河道的水环境承载力。在制订水环境综合治理方案时,从流域视角出发,详细分析流域污染物负荷(包括点源、面源、内源)和河道水环境目标,以更合理的方式,将污染物削减任务分配至流域内各个具有污染物削减功能的工程措施中。同时,应用水环境模型,对拟实施工程的污染物削减效果进行模拟。通过模型模拟,能够较准确地预测工程实施效果,并且能够对工程布局进行优化调整,进一步增强方案的可落地性(见图1)。第四,以模型模拟验证为手段的高质量动态管控。

水环境综合治理项目具有其特殊性,河道水环境和水生态系统受到外界温度、降雨、源头水质等多种因素的影响,甚至受到流域内社会环境、经济活动、城市建设的影响。在项目实施和运营过程中定期地进行项目目标的计划值和实际值的比较,在发现项目目标偏离时及时采取纠偏措施十分必要。充分发挥模型模拟等信息化科技手段,通过模型进行河道水动力情况模拟、闸坝布局合理性分析、水质目标可达性等工作,建立过程持续优化提升的实时动态运营维护管控与纠偏体系,以确保项目建设目标的实现,保障工程治理长期稳定达标。第五,以绩效考核长效达标为导向的高水平运营。在传统的水环境综合治理方案中,虽然各类工程设施在建设期间能够较好地满足业主要求,在项目建成初期也往往能够起到立竿见影的效果,但是一段时间之后很多项目往往会出现各种各样的问题,如项目主体构筑物损伤、项目主体河流/湖泊水质逐渐恶化等。究其原因:一是业主缺乏主动采用绩效考核模式的意识和行为以监督和管理项目承担企业,继而缺乏相关的考核制度和办法;二是项目承担企业在建设工程时缺乏建管一体的水环境综合整治思维。针对业主方的诉求,从设计和建设效果出发,量身为业主定制以绩效目标长期考核达标为导向的项目运营管理方案,同时,协助业主制订常态化绩效考核方案,改变传统的粗放式管理,引入河道物业式管护模式,做到精细化、科学化、实时化和持续的循环改进。第六,全生命周期、多专业复合运营管理。运营管理的主要目的是通过技术与管理手段,维护建设工程、设备、设施的正常运转,使其发挥应有功能,实现项目建设目标,保障工程建设效果和治理效果的长期稳定达标。为保证项目的长效稳定达标,避免出现设计、建设、运管治理过程中的脱节和条块分割、责任无法追溯、治理效果不持久的问题,实行项目全生命周期的运营维护管护,本着为城市环境与河道做好“物业”服务的姿态开展更加精细化、科学化的管理,全方位对水环境治理效果负责。水环境项目多为高度复合型的综合性项目,涵盖水环境、河道治理、黑臭水体、生态景观、信息化等多个方面,涉及给排水、水利、景观、生态多个专业,项目实施难度大,必须综合运用多种技术手段,形成全面、完善的流域水环境治理综合方案,方能实现最终目标的实现。第七,运用信息云系统的智慧运营。充分考虑日后高科技发展及管理需求,运用智慧水务运维管理核心理念,利用水联网、大数据、云计算、移动互联网等新一代信息技术,通过智能设备立体感知信息的全方位变化,对海量感知数据进行传输、存储和处理,并基于统一融合和互联互通的公共服务平台,实现大数据时代下对水务业务数据的智能分析,以更加精细、动态的方式服务于水务的设计、建设、运维等各个环节,通过全程管理与数据动态反馈,达到智慧运营的效果。

四、结语

在经济快速发展的背景下,生态环境的重要性被长期忽略。“先污染后治理”“牺牲环境发展经济”的做法,在当今社会的大背景下,已经变得不合时宜。空气、土壤、水资源等环境产品,具有公共物品属性,产权归全体人类所共有。企业在生产过程中不受控制的排污,是一种具有极强负外部性的行为,它所造成的社会成本包括政府治理污染的花费,自然资源的减少,以及污染物对人类健康造成的危害。企业的排污行为本质上是把部分生产成本转嫁到整个人类的身上。相反地,环境治理是一件具有极强正外部性的工作,对生活在周边的人、周边的区域、乃至整个城市,产生着隐形的、正面的效益。目前,各级政府意识到单纯进行GDP的考核已经不适应新时代的需要,而GEP(生态系统生产总值)的考核势在必行。水环境综合治理工程涉及多专业技术领域,涵盖利益相关者复杂,系统整合性要求高,为全面解决生态环境高质量需求与社会经济发展之间的平衡问题,实现环境治理的高质量效果呈现,建立和培养一支创新驱动、产研一体、迭代升级、世界一流的技术团队十分必要;具体项目实操过程中,集技术研发、规划咨询、顶层设计、落地管控、科技产业化为一体,以顶层设计方案指导项目建设方向,以落地建设管控服务项目高质运转,以运维绩效反馈延伸技术研发方向,用高端技术研发启迪顶层设计思路,形成以“研、投、技、建、运、融”六位一体实现全生命周期的考量,打造水环境治理行业企业内部的良性循环机制。同时,利用水环境行业的“生态圈”整合市场上高新技术能力和产品的提供者,并与项目伙伴实现生态化合作,扎根城市的长期经营,形成水环境治理行业企业外部的良性循环机制。

参考文献

[1]王沛芳,王超,侯俊.城市河流生态系统建设模式研究及应用[J].河海大学学报(自然科学版),2005(1).

[2]曹国圣,郑垂勇.现代水经济发展的可持续管理[J].现代管理科学,2008(9).

[3]郑江.城镇排水系统厂网一体化运营模式的研究与实践[J].给水排水,2016(10).

作者:杨光 唐晓雪 娜雅 单位:北控水务集团高级工程师

城市发展需求下的水环境治理体系责任编辑:张雨    阅读:人次
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