河南郑州市生态水系规划水质保护问题探讨

　　［摘 要］ 城市水系作为城市的“经脉”，在城市发展中起着重要的作用。城市生态水系规划对保证城市水系综合功能持续高效的发挥、促进城市健康发展具有战略指导意义。本文 对郑州市生态水系规划中涉及的水质保护问题进行了探讨，确定了郑州市城区以及周边区域 水系功能区划以及水质保护目标，提出了合理可行的水质保护措施，并重点从城市河道水污 染治理、农村面源污染治理以及雨污水的防治进行了分析讨论，介绍了几种新的生物处理技术，并为实现可持续的“水清，水美”，提出了建议。

　　［关键词］ 城市生态水系规划 水质保护 目标 措施

　　城市生态水系集防洪排涝、供水、水质保护、亲水景观、水生态于一体，以实现人水和谐与社会经济可持续发展为目标，以水资源高效配置、水生态修复与滨水生态环境建设为核心，水量、水质、水生态并重，融合水安全、水环境、水景观、水文化、水经济的城市水利综合性基础设施。

　　郑州市生态水系规划范围包括城市建成区、发展规划区内的金水河、贾鲁河等河流，尖岗、常庄等12座水库，龙湖、龙子湖和西流湖等3座湖泊以及与其上、下游相连的水系，共1010km2。规划内容包括水资源配置、水污染防治、河道生态修复、滨河堤岸治理、水体循环、水生生态构建、雨水利用、中水回用、亲水景观、水工建筑物、运行管理系统等。

　　规划结合郑州市现状水系格局，紧紧围绕郑州市城市发展战略和城市总体规划，将郑州市区及周边地区范围内的河、库、湖相连，构建“六纵六横河渠、七中五小水库、三湖泊两湿地”的生态水系格局，实现防洪、供水、生态、景观、旅游等综合利用功能。

　　水质保护规划作为城市生态水系规划的重要组成部分，是改善水环境的重要依据，其内容主要包括水质目标确定和水质保护措施制定等。

　　1 水质目标的确定

　　水质目标根据水体的规划功能和现状水质确定，必须满足对水质要求最高的规划功能需求，不能低于水体的现状水质类别，可根据水体不同区域（区段）的功能需求确定分区水质目标。不同功能的最低水质要求按表1所列国家标准确定。

　　1.1 水质现状

　　郑州市当地地表水资源可利用量短缺，城市需水主要靠提引过境黄河水和开采地下水来满足。目前，水资源的开发利用超过了水资源的承载能力和环境承载力。据调查，郑州市工业废水和城市生活污水排放量逐年增加，河道、水库等均受到不同程度的污染，河道水质的多项指标超标。2006年郑州市环境质量公布数据显示，除贾鲁河尖岗水库断面水质达Ⅱ类标准外，其余河道水质均呈劣Ⅴ类标准；市区地下水环境质量总体水质状况较好，10个监测井中常庄井、帆布厂井、水文总站井水质达到《地下水质量标准》Ⅱ类标准，其余7个井水质达到Ⅲ类标准。另据2006年调查显示，辖区内的水库水质状况较差，其中唐岗水库、河王水库、后胡水库水体为劣Ⅴ类，其它水库的水体呈不同程度的恶化。

　　1.2 污染源分析

　　据调查，目前郑州市地表水污染物主要来源于生活污水、工业废水以及雨污水的无序超标排放。部分河道长期流淌各类污水，导致河床底泥受到污染，易产生二次污染，加重水体恶化。

　　1）生活污水

　　郑州市辖区河流所经过区域人口密度较大，由于历史原因，临近河道的一些居住区的生活污水未进行集中收集处理而直接排入河道，部分河段两岸生活垃圾随意堆放，对水体环境造成严重影响。

　　2）工业废水

　　据现场考察，部分河段周围分布有造纸、印染、纺织等高污染小型企业，其中一些企业未对生产废水进行处理或处理深度不够，直接排入河道，致使河道水体长期处于严重恶化状态。

　　3）雨污水

　　初期雨水通过地表径流进入河道，其携带的泥沙、垃圾、尘埃、路面污染物等进入河道后会直接对水体造成污染，并产生大量污泥造成内源污染。雨污已成为城市河道的主要污染源之一。

　　1.3 水功能区划及目标

　　1)水功能区划原则

　　（1）可持续发展的原则；

　　（2）统筹兼顾，突出重点的原则；

　　（3）不降低现状功能；

　　（4）便于管理，实用可行的原则；

　　（5）水质水量并重原则。

　　2)水功能区划及保护目标

　　该规划区域属于水资源开发利用区，所以只进行二级水功能区划分。按照《河南省水功能区划报告》规定，根据郑州市社会经济发展现状及本次规划的要求，结合环境发展趋势与水资源配置对水功能区的要求及技术经济条件，分段细化规划河段的功能区及规划水平年（2010年）的水质保护目标。

　　具体划分为：饮用水源区、农业用水区、城市景观娱乐用水区、渔业用水区及排污控制区。基本分布格局为：城区以西为饮用水源区，环城南、北部为农业用水和渔业用水区，城区内为景观娱乐用水区，贾鲁河城区段为排污控制区。水质目标制定依据郑州市“十一五”环境保护规划所提出的水环境治理目标，遵循水质改善的原则，确定各功能区具体的水质保护目标见表2、表3。

　　2 水质保护措施的制定

　　水质保护的基本思路为：防治结合，保护优先，深化治理，中水回用。主要保护措施分为城市河道水污染治理、农村面源污染治理以及初期雨污水防治等三个方面。

　　2.1 城市河道水污染治理

　　城市河道污染形式比较单一，其污染的根本原因是未达标污水的排放。此外，河道缺少天然水的补充，以及管理措施不到位，所以对河道水环境保护来讲，必须按截污—治污—补水—保护的思路。具体可从以下四个方面进行：

　　1）严格控制污水排放量，全面实施达标排放

　　封堵所有污水排放口，建立污水收集系统，将污水统一送入污水处理厂进行分级处理，达标排放。

　　2）深入做好河道疏浚清淤工作将受污底泥进行清理，清除河道内固体垃圾，有条件时可进行河底换土，做好受污底泥的处理工作。

　　3）加强中水的回用，补充河道用水

　　由于城市河道缺乏天然水体，要保持河道常流水，维持水面景观，必须对河道进行补水。目前郑州市清洁水资源量非常有限，要恢复河道功能，需要寻找其它水源，城市再生水已成为一种新的替代水源。因此，必须加强再生水的回用，为河道用水提供水资源保障。

　　4）完善雨污分流体系，落实监管措施。

　　对现有污水管网进行深入细致的调查，对错接、乱接、雨污合流的管道进行整改，建立独立、完善的雨水和污水管网，彻底实行雨污分流制。建立相应的监督管理措施，定期对河道进行巡视检查，坚决杜绝偷排、乱排、暗排现象发生。并与河道两岸的排污单位签订污染治理责任书，严格执行“谁污染，谁付费”的原则，将污水处理统一化。

　　2.2 农村面源污染治理

　　农村居住地分散，污染源不集中，排放方式散而乱，面源污染问题比较复杂，污染防治难度大。且村镇生活污水自然排放、蒸发与下渗的损失量较大。村镇生活污水还具有分布广、日变化系数大(一般在3.0～5.0 之间)、间歇排放等特点。根据以上特点，可采用分散处理技术以及人工湿地处理技术。

　　1) 分散处理技术

　　分散处理技术具有造价低，操作方便，效果实用的特点。

　　根据郑州市实际，采用微动力生活污水处理装置［1］，微动力生活污水处理装置由厌氧挡板反应区、接触氧化区和沉淀区组成。处理工艺为生活污水经栅格沉砂池除去密度较大的无机颗粒和尺寸较大的物体后进入调节池，由泵提升至一级微动力处理装置进行净化处理，然后进入二级微动力污水处理装置净化后达标排放。两级微动力污水处理装置中的剩余污泥定期排入污泥浓缩池，上清液排入一级微动力污水处理装置进行再处理，剩余污泥运走进行专门焚烧处理。

　　本工艺所有设施均采用地埋结构，地表可作为广场或存储用地，废水处理站不占地表面积，不需盖房，也不需保温，装置为全封闭式；运行可靠、操作简单，基本实现自动化，无人操作，并可根据进水水质、水量调整曝气时间；该方法费用较低，符合郑州市经济发展水平。

　　2) 人工湿地系统处理技术［2］

　　人工湿地是模拟自然湿地的人工生态系统，人工湿地系统水质净化技术是一种新的生态工程处理方法。其构造较为简单，将石、砂、土壤、煤渣等一种或几种介质按一定比例构成基质，并有选择性地植入植物的污水处理生态系统。包括不透水层、进水管、出水管、透气管和过滤层。不透水层设于底部，采用不透水材料以防止污水渗漏；进水可采用多点进水以利于配水均匀；出水可采用沟排、管排、井排等方式；过滤层可选用砂、砾石、石灰石、石英砂、煤灰渣、高炉渣等填料，在此基质上植入水竹、芦苇、美人蕉等植物，通过自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化作用。缺点是须占用宝贵的土地资源，对需处理水的水质也有要求。

　　根据经济发展状况以及环境现状，在农村采用工艺较为简单的“分组分户”人工湿地处理法，该处理方法过程简单、成本低，且处理能力较高，每个“人工湿地”每天可处理60～320L的生活污水。

　　3) 污染物资源化处理利用

　　污染物资源化处理主要是建沼气池［3］，利用家庭人畜粪便和农业废弃物等有机物厌氧发酵技术产生沼气，提供炊事照明用能源。厌氧发酵沼气池建造收集家庭人畜粪便，可解决粪便的环境污染。

　　郑州市地处暖温带半湿润季风气候区，考虑到南北不同和地区差异，结合农业和地区特点，充分发挥沼气池优点，采用“四位一体”的沼气系统。通过增温提高沼气池运行的连续性；合理利用沼渣沼液，变废为宝，解决了剩余废弃物处理处置问题，形成以沼气纽带的循环经济模式。

　　此外，引导养殖户采取“雨污分流，干湿分开，饮污分离，种养结合”等一系列经实践证明行之有效的治理措施，实行畜禽粪便的资源化、减量化、无害化，形成布局合理，设施先进，清洁生产，达标排放的畜牧业生产新格式，以减少畜禽粪便对水体的污染。

　　总之，农村面源污染首先从预防上来进行控制，其次可根据具体的状况和特点制定相应的措施。大力发展生态农业，推广农业新技术来实现对N、P污染源的控制。鼓励、引导农民通过改进施肥方式，灌溉制度，以及合理种植农作物、推广新型复合肥等措施，最大限度地减少农药、化肥的使用量，既节约农业成本，又减少农业径流磷肥等的损失，降低农业面源污染对水库水体的营养负荷。

　　2.3 雨污水防治

　　初期雨水携带从大气、房屋屋顶、墙面、地面、路面等处冲刷的多种污染物，具有一定的污染性。水系生态治理需要对入河雨水采取一定防治措施，降低雨水污染的冲击负荷，以最大程度保护水体水质。可利用分散处理与集中处理相结合的方式，处理工艺可采用物理法、化学法、生物法及多种组合方法。具体为：

　　1）植被浅沟技术［4］：在地表沟渠中种植植被，当雨水流经浅沟时，在沉淀、过滤、渗透、吸收及生物降解等共同作用下，径流中的污染物被去除，达到雨水净化的目的。

　　2）溢流井与生态雨水口：对入河的雨水管路进行改造，设置溢流井，拦截部分初期雨水就近汇入污水管道，超出的部分溢流排入河道。在集中的雨水入河口处设置卵石区和滞水区等生态雨水口，对入河雨水进行过滤。

　　3）建立堤坡过滤带［5、6］：对部分没有收集而直接进入河道的雨污水，可以利用河道进行就地处理。将河道分为两个纵向区域，在河道中央留一部分区域作为河槽，再根据丰枯水位线的横向辐射范围，划定两条滤水带，在滤水带上种植亲水植物，如芦苇，水竹等能较好吸收氮、磷的植物。当下雨时进入河道的雨洪漫过此区域时，植被将会延长雨洪的滞留时间，植物的根系会对污水中的有机物等进行吸收、净化。对于可能出现在河道中的淤积物，可以利用自动疏竣系统进行局部清理。

　　2.4 讨论

　　以上主要探讨了各种生物处理技术，以及污水资源化利用，并运用生态设计原理，利用河道对城市雨污处理等水质保护措施。这些水质保护措施，部分在河南省其他地区得到了实践验证，一些还需要做一些尝试。除了从技术上保护水质外，还必须从管理上进行保护，一方面，引导广大居民积极保护环境，培养环境意识；另一方面，建立科学的环境保护管理体制，为城市水环境提供良好的保障。

　　3 结论与建议

　　本文以郑州市生态水系规划为例，分析了城市生态水系规划中水质保护的有关问题。通过分析，确定了郑州市城区以及周边范围水系功能区划以及水质保护目标，为水质保护措施以及水环境管理措施的制定提供了依据。并提出了具体的水质保护措施，重点从城市河道水污染治理、农村面源污染治理以及雨污水的防治进行了分析讨论，并介绍了几种新的生物处理技术，对城市水系水质保护具有参考意义。

　　水质保护不仅要运用先进的水处理与保护技术，而且必须有先进的管理手段作为保障。为此提出以下三点建议：

　　(1）水务管理实行城乡一体化，即从城市水管理“政出一门”的需求出发，打破城乡之间、地区之间、部门之间的水管理界限，建立起城市和农村、水源和供水、供水和排水、用水和节水、治污和回用一体化管理的城乡水务综合管理体制，真正保障水资源的可持续发展。

　　(2）完善排污收费制度，将所有污水引入污水处理厂集中处理，达标排放，并严格执行“谁污染，谁付费”的原则，使得环境保护真正走上社会化、市场化、企业化、专业化的轨道。

　　(3）建立水环境监测与管理系统，对城市水环境进行适时监测，及时掌握水质变化信息，并编制水污染防治应急预案，保护水环境，保障水安全。

　　参考文献

　　［1］ 郭琳　微动力生活污水处理装置在废水处理中的应用，企业技术开发，2003年11月

　　［2］ 刘玲.人工湿地污水处理技术，襄樊职业技术学院学报，2004年10月

　　［3］ 曹冬梅，刘坤　城市污泥厌氧消化产沼气资源化研究，工业安全与环保，2006年11月

　　［4］ 张炜，车伍，等　植被浅沟在城市雨水利用系统中的应用，给水排水，2006年11月；

　　［5］ 李怀恩，张亚萍，蔡明，等．植被过滤带定量计算方法，生态学杂志，2006年25期；

　　［6］ 高鹏，于素荣．荷兰有关利用植被过滤带控制径流中污染物的研究，水土保持科技情报，2002年第3期