作者简介
上海市政总院 张辰总工
如何转变传统的设计思路，用系统的理念看待黑臭水体的治理？张辰大师为您讲解福州水系统综合治理——苍山实例。
本文根据张辰总工在“2018中国水业院士论坛”上的发言整理而成，未经本人审阅。
首先是时代的背景。除了总书记提出的“两山论”，生态文明建设也在不断地推进作为五位一体很重要的指标要求。2018年2月9日，人民日报上发表了一篇文章，叫《以系统思维推进生态文明建设》。如何做工程的系统思维，首先要从流域来考虑。流域是一个复合的系统，包括系统的调查、规划研究来评估，过去传统的思维方式仅仅是污水厂做多少万吨，对于黑臭水体，思维肯定不能这样简单，如何构建系统的思维是理念转变很重要的。系统观念不仅仅是系统设计，还有源头的调查，都很重要的。城市黑臭水体整治的工作指南，对如何开展和进行系统的调查有很多要求，包括污染源的调查、环境条件的调查，这些都是系统调查中很重要的部分。建立水环境的信息系统，其中管网、泵站、河道、污水厂等一系列都是水生态系统要素中的重要内容，如果这些不做调查，不去做科学数字化的平台，对于后续的工作就不能很好的解决。
第二是系统的规划。规划有很多，从城市总体的规划，再到最近海绵城市的专项规划，还有传统的雨水、污水、城市水系等各个专业的规划，这些理念也在提升。国家的标准规划在做全面调整，现在有38本强制性的规范，出台以后其他规范都将转变为团体标准，这中间各个规范的衔接存在很大的问题，做好各个规划的衔接，也是我们系统规划很重要的内容。
第三是系统研究。不仅仅是针对某一点，比如调蓄池的规范，有源头、中途、末端，这个调蓄从污染控制而言，到底是在源头还是中途还是末端，各有各的要素，需要分清层次来做这方面的工作。
再举个例子，河道的清淤是黑臭水体的重要因素，追溯到20年前，从上海苏州河治理工程一期、二期、三期，清淤采取什么样的措施，以及清淤后的污泥怎么处理也是系统研究的内容。这个中间包括清淤的方式，一次、两次还是长效的清淤，也需要做分析研究。关于福州项目，我曾经问过这个问题，底泥是否做过调查，底泥各个层的分布是否做过调查，如何确定清淤，还有清淤的过程、控制，是否按照规划标高清淤，或者采用生态的清淤方式，还有清淤以后如何做清淤污泥的处理处置等，需要对河道底泥物理化学生物及泥水界面交换过程释放影响机制进行系统的研究。
清淤一开始没有很好的调查，也没有做很好的清淤规划，现在按照规划断面来清淤的，效果一开始很好。去年进行了清淤以后，开始恢复很快，但是最近一段时间，又产生了一些问题，有一些“回头”趋势，说明生态清淤大家也要去很好的关注，在这个中间也要开展系统的研究。通过系统的研究和的系统的设计理念，以水环境质量为目标，通过现状问题的导向以污染控制总量进行一些计算，做我们污染源的控制，然后以水系统治理为指导，采取“源头过程末端相结合”“绿色和灰色相结合”的工作思路。我们如何考虑绿色和灰色？当然也主张把灰色降低到程度越低越好，工程和非工程措施相结合。一定是要结合非工程措施，只有工程而没有非工程措施的呼应，没有非工程的维护，黑臭水体也不能达到长制久清的目标。在系统设计时，还要注重源头和过程相结合，制度设计和技术手段结合。比如源头治理在服务范围内有“城中村”，我们采取环村，一定要做新建小区的分流和排道。这个是结合福州的特点在许多分流制的地区有很多的排道，这些沟水、洗涤水都进入了雨水管道、河道，若这些排道不整治，将无法治理黑臭水体。小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭，水不仅仅是源头这一点，还包括渗透和一些污染的治理，对于源头，对于这些都要因地制宜采取一系列系统的设计的理念来考虑，这是系统设计。
最后是系统评估。黑臭水体治理是长期的过程，通过评估做一些定量的决策，从源头的系统调查开始，系统的规划系统的研究还有系统的评估来转变思维，用系统思维针对黑臭水体的治理。
以福州项目为例，福州整个把城区分成7个包，这就是用系统的规划来考虑的。黑臭水体是流域性的，单独治理一个片区是达不到治理效果的，所以就用系统的思维把城区分为7个包。我们承担的第5个包，一共是13条河流，总长31公里，13条河流中间黑臭有11条，我们如何来做工程的内容？包括沿河截污、驳岸工程、生态修复工程、景观绿色工程、垃圾拦截这一系列都是我们系统设计很重要的内容。要开展一些系统的调查，对河道本底做清晰的认识，这个是黑臭水体的指标。从调查情况来看，这些河道的ORP是-200mV或者严重重度黑臭，如何进行本底的交叉，建立数据平台非常重要，我们要以目标为导向来设定水质改善的目标。根据部里的要求，去年底90%的河道要消除黑臭，2020年底达到Ⅴ类水体，这是考核的目标，还有治黑治臭治涝，不可能现阶段只做海绵，下一段只做内涝，再过一阶段做黑臭水体，必须用系统的观念来考虑做这方面工作。
雨污混接、污水直排、水流不畅、底泥淤积、垃圾淤塞等一系列的问题，都是水环境治理内容。以目标导向、问题导向相结合共同治理黑臭水体，需要开展系统的调查，对排口的水量水质、河道的底泥的水质还有支流的水量水质都进行了取样。一开始跟传统做法一样，方案做出来存在很多疑问，所以后来改变了思路，反过来做这一系列的工作，做了很多检测。13条河、31公里共查到了1400个排口，经核算有3.42吨原生污水是排到河流的。13条河沿岸有52万平方米的违章建筑，沿河违章建筑的水都是直排入河，这些管道里不仅仅是生活杂排水，还包括生活污水，所以沿河两岸的违章建筑整治很重要。这13条河道还有8条的支流，对支流也要进行一些措施，支流直接连接“城中村”，必须要做水量水质调查。13条河道底泥的总量有61万立方米，针对这个问题导向，然后通过系统的研究，通过理论的计算确定各个技术手段，对污染的复合的比例，为系统设计打下了基础。
我们建立了水质模型，数学模拟很重要，它可以把复杂的事情简单化，针对这些问题如何来控制，目标是要达到消除黑臭，达到Ⅴ类水，通过模型消减多少污染，这些污染物如何来分解，其中包括点源、面源治理，这些都要通过量化、通过模型做出来。大家不要把换水理解为简单的换水，生态修复是长久的，通过这些量的分配，在源头、点源来消减污染，通过系统研究来做一些系统的设计。这个系统设计的方案，比如说污水量3.42万吨，污水厂实际只收到了1.28万吨，另外2.04万吨一定要截排，再难排的管道也要排，所以截污管道做了48公里。对于面的污染如何来做，我们要设计一定的调蓄池，来调蓄混接河流的污水，因为这些在短期内不可能解决，所以设计了11处的调蓄池，把控源截污，点源、面源71%的污染源绝对控制住。
第二是如何要清除河道的垃圾。我们设计中也要提出到底是采用干湿清淤还是半干湿清淤，针对不同的地点，不要简单的清淤，清淤多少方要提出切合实际、行之有效的清淤方式，才能够达到内源治理的控制目标。
第三是生态修复。在不同的阶段不同的河道，结合景观，我们进行了现场的实验，结合一些高校做的研究，来确定生态的修复方案。
第四是活水保质。我们建立了水量模型，如何对现有的水厂进行调整和改造，还有一系列河道中的引水泵站等，都是活水保质水利方面的工作。
第五长制久清。要建立系统的制度和方案来做这个方面的工作。
最后是效果。通过整个系统的设计和一些系统的研究，取得了比较好的效果。比如跃进河是水系不畅现象最显著的一条河道，有严重的断点，也有两条城中村的排污沟。这些河道的水是重度黑臭，溶解氧和ORP都很低，通过整治，很震撼。水量水质，改造前透明度只有21cm，改造后达到38cm，COD原来是70mg/L，治理后降低到17mg/L，取得了比较显著的效果。
第二条河道是白湖亭河，也是一条重度黑臭河道，透明度差、溶解氧和ORP较低，COD较高。目前的状况也是管网不完善，一条河道中间有228个排口，这些数据都是很触目惊心的，这条河道截污只有1公里，长度是4.7公里，有1公里的断头，1公里中间也有268个排口，污水量有6000多吨，原生污水排入4公里的河道，河水水质很差。 改造前COD达到是328mg/L，治理以后的27mg/L。
第三条河道是龙津跃进连通河，同样存在这问题，1公里的河道排口40个，也有直排的污水，这条河治理前COD是139mg/L，治理后是16mg/L。
福州项目最开始采用了传统的设计理念，没有得到政府领导和专家的认同，后来转变了思路，采用系统的方案，从系统调查开始，系统规划、研究、设计，然后通过一些系统理念来把整个河道消除黑臭，现在只是达到了消除黑臭，如何恢复Ⅴ类水还是要有一定的工作量，目前还在不断地做这方面工作。
