水利部水利风景区建设与管理领导小组办公室
水利风景区水环境保护与水生态修复
水利部水利风景区建设与管理领导小组办公室
本文介绍了水利风景区的概况、分类,分类列举了水利风景区建设与管理的技术需求,探讨了技术需求的趋势,并以浙江省绍兴市环城河水利风景区为例介绍了城市河湖型景区的水生态保护与水环境修复建设的总体思路、主要做法、技术运用及治理效果。
水利风景区; 分类; 水环境保护; 水生态修复; 技术需求; 治理效果
水利风景区建设作为水生态文明建设的一项重要工作内容,一直以来在各地的生态文明试点市和河湖水系连通当中起到了非常重要的工程作用,在各地也成为示范工程和亮点工程。
近几年来,特别是在水利部、各省市水利厅(局)和各级地方政府的大力重视和支持下,水利风景区的发展也迎来了机遇。在涉及堤防的时候,特别是涉及国家一级水利风景区申报时,我们将水利的标准、水工物的达标、污水处理、再生水回用率作为国家级水利风景区申报的前提条件,以便让各地政府在建设过程中特别重视和关注水这一要素。
1.1 概述
水是生命之源、生产之要、生态之基。水利是生态环境建设的主体,承担着水环境保护、河湖健康保障的重要职责。
近年来,各级水利部门高举水生态环境保护的大旗,以“维护水工程、保护水资源、修复水生态、改善水环境、弘扬水文化”为宗旨,积极开展水利风景区建设与管理工作,水利风景区得到迅猛发展、成效显著,截至2016年底,已建成国家级水利风景区778家,省级水利风景区2000余家,覆盖了全国31个省、自治区和直辖市。
根据全国水利风景区发展纲要,到2020年,国家级水利风景区规模将达到1000家。从2018年开始,景区办的工作是大力推动省一级和地区一级的水利风景区的建设,国家级水利风景区发展规模要有所控制,省一级、县一级的水利风景区将迎来一个大的发展机遇,水利风景区将成为现代水利、民生水利、生态水利发展的新亮点。
由图1可以看出,全国各个省都有国家级水利风景区的分布。目前全国水利风景区呈现出规模数量逐步增大、类型结构不断优化、品质不断提升、社会影响力扩大的良好发展态势。
图1 全国778个国家水利风景区分布
为加强水利风景区建设与管理,水利部于2001年成立了水利风景区评审委员会,2009年又成立了部水利风景区建设与管理领导小组,办公室设在综合事业局,归口管理水利风景区工作。
1.2 水利风景区分类
水利风景区主要分为六类,分别是水库型、湿地型、自然河湖型、城市河湖型、灌区型和水土保持型。在福建、江苏、山东的很多城市,也出现了滨海型和水文化型水利风景区。
1.2.1 水库型景区
新中国成立以来,党和政府带领全国人民修建了9万多座水库。水库型景区(见图2)占全国水利风景区的半壁江山之多,约55%。大部分水库藏在我国大好河山之中,水工程建筑气势恢宏,泄流磅礴,文化和科技含量高,人文景观丰富,水质优良,观赏性强。可突出对水科技、水文化的宣传展示。
图2 水库型景区
1.2.2 湿地型景区
水是湿地最重要、最活跃的环境因子,没有水就没有湿地。遍布全国各地的自然湿地和人工湿地,为以水源、水环境综合治理为重点,以保护水生态环境为主要内容的湿地型水利风景区(见图3)建设提供了良好条件。
图3 湿地型景区
1.2.3 自然河湖型景区
自然河湖型景区大部分分布在我国的西北和西南区域,处在河流的上源。我国流域面积100km2以上的河流有5万多条;水面面积1000km2以上的湖泊有13个,500~1000km2里的湖泊有18个,10~500km2的湖泊有600余个。自然河湖(见图4)具有原生态的特点,山清、水秀、景美,风光秀丽迷人。可满足人们回归自然、放松身心、陶冶情操的独特作用,是大自然送给人类的恩赐。
图4 自然河湖型景区
1.2.4 城市河湖型景区
城市河湖遍布于主要大中城市(见图5),除具有防洪、除涝、供水等功能外,还具有水景观、水文化、水生态的功能,可建设水清、岸绿、景美、人水和谐的城市生态宜居环境。
1.2.5 灌区型景区
我国有8亿多亩灌区,水渠纵横,阡陌桑图,绿树成荫,鸟啼蛙鸣,环境幽雅,是典型的工程、自然、渠网、田园、水文化等景观的综合体(见图6)。
1.2.6 水土保持型景区
结合国家水土流失重点防治区及水保大示范区和科技示范园区建设,发展起来的水土保持型水利风景区(见图7),已经成为独具水利特色的景区。
图7 水土保持型景区
2.1 水环境保护与监测技术
水利风景区技术的功能目标是水多、水动力足、水清、水美。
2.1.1 水污染治理技术(工程措施)
2.1.1.1 人工曝气
安全固定曝气装置或设置曝气船,改变水体分层,增加水体含氧量。
2.1.1.2 截留污染
加装拦污格网或金属穿孔板去除污水中粗大的悬浮物和杂物。
2.1.1.3 人工湿地技术
建设人工湿地,形成一个独特的动植物生态环境,对受污水体进行处理,同时考虑人工湿地的景观性、可进入性和科普性。
2.1.1.4 生物浮岛
用木头、泡沫等轻质材料搭建生态浮岛,在水面上种植植物,构成微生物、昆虫、鱼类、鸟类、植物等自然生物栖息地,形成生物链来帮助水体恢复,降解水体中COD、氮、磷的含量。
2.1.1.5 生物过滤技术
用卵石等作填料,在河滩或者河岸构筑渗流生物膜净化床,同时构成一些图案景观。渗流生物膜净化床因填料材料和粒径的不同,可以生物降解有机物,还可以产生物理吸附、沉降、过滤等作用,去除悬浮物和氮、磷、重金属等。
2.1.1.6 化学方法
利用中和原理,或加入氧化剂或者还原剂将污水中有害物质氧化或者还原为无害物质的方式处理污水。
2.1.1.7 土地处理技术
利用土地及其中微生物和植物根系对污水(废水)进行处理,同时又利用其中水分和肥分促进农作物、牧草或树木生长。
2.1.1.8 生物操纵技术
采取生物操纵方法,通过人工改变水生动植物种群结构,通过重建生物群落以得到一个有利的响应,保持水质清澈并提高生物多样性。
2.1.1.9 水系沟通技术
构建互通水系,引入客水冲洗河道或湖泊,减少污染物的浓度和负荷,减少水体中藻类的浓度,促进水的混合,稀释藻类的有害分泌物。
2.1.1.10 自然修复
以水利风景区发展总体目标为纲领,对于重污染企业实行关停并转,结合生态移民措施,强化污染物的总量控制,充分利用水体自净能力净化水体。
2.1.2 水处理技术
a.工业污水处理:风景区范围的工业污水都要经管道截污后进入污水厂处理,根据不同的污水类型采用不同的方法和工艺,主要采用物理处理法、化学处理法、电化学法和生物处理法。
b.生活污水处理:完善管网设施,将景区生活污水统一收集至污水厂集中处理。在城市污水管网系统未能覆盖的地区,旅游接待设施(如宾馆,餐厅,农家乐等)需要广泛采用小型污水处理设施,实现达标排放。
c.建立雨水收集利用与中水回用系统,提高水资源使用效率,可以很好地彰显风景区的水利特色,对于游人具有重要的教育、启示作用,对于节水型社会建设起到良好示范作用。
2.1.3 水环境监测技术
2.1.3.1 自动断面实时监测系统
及时掌握水质及其变化情况是水利风景区建设与管理决策制定的前提,要对生态敏感区、游人聚集区、水利工程区实行重点监测,实时掌握水库、河道、湿地的水环境指标,自动发送至管理部门。
2.1.3.2 水污染突发事件移动处理设备
为应对突发水污染事件,便于搜集汇总突发事件前沿信息,应研究设计集成通信系统、监测系统、检测系统为一体的移动式多功能应急处理设备。
2.2 区域生态环境保护与监测技术
2.2.1 空气质量监测
建设固定与移动实时空气质量监测系统,监测指标为负氧离子含量、PM2.5和各类有害物质。
2.2.2 游客容量监测与限定
a.在水利风景区各主要入口建立游人数量监测系统,对景区内游人总数量实施监控。
b.建立信息管理平台,将多媒体技术、数字图像处理、网络远程传输、卫星定位导航技术和遥感技术整合到一个平台上,建设重点区域游客监测系统与超限预警系统。
2.3 生态水利工程技术
2.3.1 景观生态护岸与堤防技术
通过扩大水面积和绿地、设置生物的生长区域、采用天然材料的多孔性构造等措施,同时利用岸线空间打造滨水景观,满足不冲不淤条件,实现河道生态护岸与堤防建设。
2.3.2 水库消落区生物修复技术
种植夏季耐旱、冬季耐淹、抗冲刷的水陆两栖植物,通过工程措施保持一定量土壤供植物扎根生长。通过大面积恢复植被,有效减少水库水位变化带来的土壤侵蚀,改善土壤肥力和性质,使受损生态系统修复。
2.3.3 鱼道设计建设技术
考虑水工水力学和生态水力学的要求,兼顾景观生态学的原理,使最终建成的鱼道不但满足过鱼的要求,同时还应满足提高景观连接度的要求。
2.4 规划设计技术
2.4.1 水利工程景观设计
a.在水利工程原有风貌基础上进行景观改造,使其符合景区主题与当地文化,同时不影响水利工程的正常运行(见图8和图9)。
图8 上海滴水湖入海闸
图9 浙江天台桐柏山抽水蓄能电站
b.研制新型工程防护景观涂料,对工程进行涂料防护的同时使工程色彩与周边环境相协调。
c.草籽喷种、培土绿化、营养基栽培、生态网格等技术可以广泛应用于大坝外坡面绿化、工程区域裸露山体的恢复等方面。
2.4.2 3S技术
3S技术现已广泛应用于风景区空间信息的采集与定位、规划建设适宜度评价、制图等方面。
2.4.3 基于多学科交叉的水利风景区规划技术
水利风景区规划覆盖水利、生态、园林、旅游、建设、环保、经济、文化等领域,需要专业搭配合理、业务知识熟练、实践经验丰富的规划技术队伍。
2.5 景区低碳、节能、环保技术
2.5.1 解说与标识系统设计
采用图文并茂、生动活泼的形式,采用与景区主题相适应的风格,建设水利风景区标识系统以及阐述水利工程原理与相关知识。
2.5.2 节能环保车、船、建材设计制造技术
水利风景区具有高度的生态敏感性,对于车、船、建筑设施的节能、环保、低碳等方面的要求更高。景区内设施的排放与能耗越小,制作材料与工艺越低碳与环保,越能赢得水利风景区市场。
2.5.3 浮动码头制造技术
浮动码头(见图10)方便安装与拆卸,适应水位经常性变化,在水利风景区中得到广泛应用,使用比高分子材料更为环保的材料进行制造是今后的发展趋势。
图10 浮动码头
2.5.4 涉水旅游设备设计制造
橡皮船、防水背包、漂流船、水上摩托、水上滑翔伞、私人游艇、滨水生态营地建设等。
2.5.5 器具
为了有效保护景区环境,水利风景区倡导广泛采用低碳、环保器具,如节水产品、节能灯具、太阳能、风能设施等,市场还有广大上升空间。
2.5.6 亲水设施
亲水是人类的天性,在满足防洪要求的前提下,加强滨水空间景观的打造,为人民群众创造良好的休闲娱乐空间,这是水利风景区发展的趋势。相应地,就地取材、仿木构造的观景台、栈道、健身器材、建筑小品、雕塑、指示牌等设备将大量使用(见图11)。
图11 滨水空间景观
2.5.7 环保公厕设计制造技术
整洁卫生,安装与拆卸方便,外观与环境相协调,采用生态处理方式进行降解,无须接入水源,不对环境产生影响。
2.6 景区智能管理技术
2.6.1 物联网建设
安装射频传感器、位置传感器、生物传感器等各种传感设备。这些设备嵌入到景区的物体和各种设施中,并与互联网连接。
2.6.2 建立数据处理中心
数据处理中心包括景区信息资源数据库的存储中心、管理服务中心和数据交换中心。
2.6.3 综合决策平台
覆盖数据管理、共享、分析和预测等信息处理环节,为景区管理层进行重大决策提供服务。
3.1 集成化
水利风景区遇到的水环境问题不是单一的,而是多方面的,涉及综合性因素,因此将水利风景区作为山水林田湖系统治理工程,从景区的规划、设计、建设全过程统筹考虑,提供全方位的技术解决方案。
3.2 定制化
南方、北方水问题不同。
北方地区的水利风景区,特别是城市河湖型水利风景区以提高水资源环境承载能力和供水安全保障程度为重点,加强区域现有水源、水系沟通,改善水生态环境,增加水动力,增强水循环,特别要加强局部水体水质修复设计,加强以再生水利用为主补给城市河湖生态水量,保障河湖基本生态水量,恢复河流水系的生态功能,形成城市生态廊道。增加水量、水动。
南方地区,自然河湖型景区应以加强生态防洪建设,城市河湖型景区要以现有河湖水面及河湖湿地保护为重点,通过疏浚、沟通河道,恢复被侵占和填埋的沟渠、水塘等,形成以主干河道为主、分支河道为辅的水系。
即使同一区域,由于地域、污染本底不同,采取的技术也不一样,需要因地制宜。
3.3 全过程化
从水利风景区规划、设计、建设到运营,每个阶段面临的问题都不同,需要的技术要求也不同。
3.4 多目标化
水利风景区建设要从安全、生态、景观、文化、休闲等多角度考虑,力求打造水清、岸绿、景美的综合效益。既要考虑工程安全性、生态性,也要考虑景观性、文化性和效益性。
下面以浙江省绍兴市环城河水利风景区为例,介绍城市河湖型景区的水生态保护与水环境修复建设。
4.1 总体思路
控源减污,构建骨干河流为主体的修复框架体系和结构,促进水体有序流动,以生态集成技术为主体核心,确保防洪安全和水动力条件,改善水文条件、水文化历史的传承和景观建设。
4.2 理念转变
从片面追求对河流资源功能的工具化开发利用转变为尊重自然、人水和谐理念;从防洪、灌溉等工程效用转变为城市水利、生态水利、文化水利。
4.3 关键
发挥政府主导作用与运用市场机制相结合。
4.4 主要做法
a.规划:编制高起点、实施多学科。规划时多规合一,考虑到环保、城市建设和文化等多方面因素,多个部门、多个学科的专家一起统一编制规划。
b.建设:坚持河湖生态修复与景区建设相统一。
c.管理:制定规范的管理体制、组建机构、市场化管理。绍兴市水利局成立了绍兴河道管理办公室,专门具体承担建设资金的筹措、使用和工程建设。
d.技术:综合工程、生物、生态等技术。
4.5 河道治理多技术运用
a.截污减排:沿线长12km,减少排污口55个,生活污水收集率、工业废水收集率分别达到73%和96%。
b.清淤还原:环城河清淤40万m3。
c.河滨绿化:发挥景观和氧吧效应,控制地面径流,防止土壤侵蚀,控制沉积和其他污染物,有效地保持生物多样性。
d.增加滨水空间:维护近似多自然型河滨带,尽量不改变现有岸线。
e.营造生态驳岸:多技术联用,通过复合式的生态技术和水生植物的搭配,充分考虑了生态修复与景观的效果。
f.采取人工湿地技术、人工浮岛技术、曝气复氧技术、水生动植物配置工程,多管齐下地治理绍兴水质,如图12所示。
图12 河道治理多技术运用
g.自然古法:图13中的小河是一条绍兴的古河,在河道治理的过程中,河上修建于清代的古桥被标上记号拆下来,等治理工程完工后,再把桥原封不动地复建。运用了自然古法,人工修复的技术。
图13 河道治理多技术运用——自然古法(清代承福桥)
4.6 治理效果
环城河水环境综合整治效果如下:
a.提高了防洪能力,防洪标准由整治前的平均20年一遇提高到100年一遇。
b.体现了城建、环保、文化、旅游等综合功能,很好地实现了与古越历史文化和绍兴水乡特色相结合,改善了水环境,保护修复了水生态,推进了水生态文明建设。
c.绍兴市区新增公园绿化(不包括湿地)面积近200万m3,相当于人均增加5m3,沿河建成各类公园景点40多个,环城河水质由1999年的Ⅴ类甚至劣于Ⅴ类提升为2002年的Ⅳ类、局部Ⅲ类。
绍兴市环城河的治理为城市河湖的治理提供了很好的先例。绍兴在河道治理方面提出了一个理念:城市发展到什么地方,河道治理就延伸到什么地方。图14为治理前后对比图,通过图片可以看出绍兴市城市河道在治理前后面貌发生了翻天覆地的变化。
图14 西园河道治理前后对比
本文探讨了水利风景区建设与管理的技术需求。水利风景区建设需要的技术、产品、设备比较多,希望今后能够提出综合化和集成化的需求,把水利风景区建设得更加美丽,让水更清、天更蓝。
Waterenvironmentprotectionandwaterecologicalrestorationofwaterparks
WaterParksConstructionandManagementLeaderGroupOfficeoftheMinistryofWaterResources
In the paper, the general situation and classification of water parks are introduced. Technical demand of water park construction and management are listed in categories. The trend of technical demand is discussed. General thinking, main practice, technology application and treatment effect of water biological protection and water environment restoration construction in urban river lake scenic spots are introduced with Huancheng River water park, Shaoxing, Zhejiang as an example.
water parks; classification; water environment protection; water ecological restoration; technical demand; control effect
TV213.4
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:2096-0131(2017)09-0076-08
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