滇池草海流域水污染系统防治与景观建设规划研究

中国环境学会  2011年 03月31日


  董云仙  陈静  杨逢乐      (云南省环境科学研究院,云南省昆明市,650034)


  摘要:本文在对草海流域水环境现状和主要环境问题分析的基础上,提出草海流域水污染系统防治和景观建设规划的总体框架和方案,并对该方案的环境效益和景观效益进行了分析评价。
  关键词:水污染,系统防治,景观建设,滇池草海流域


  昆明是云南省唯一的特大城市,位于云贵高原中部,高原明珠—滇池湖畔,由于海拔高,纬度低,阳光明媚,“天气常如二、三月、花开不断四时春”,昆明以“四季如春”的气候和滇池秀丽的湖光山色闻名于世。草海是高原明珠—滇池的有机组成部分,其面积占滇池面积3.6%,蓄水量占滇池总蓄水量的1.5%,地处滇池北部、昆明主城区西南郊的海拔最低处,东经102°28′~102°24′,北纬25°~24°57′,西临西山国家级风景名胜区,北及西北沙河水库区,南以船闸大堤与滇池外海相通。
  草海流域面积195 km2,入湖河道有船房河、西坝河、大观河、乌龙河、老运粮河、新运粮河、王家堆渠等7条,多年平均径流量8640万m3。草海湖面面积10.8km2,平均水深2m,湖岸线长23km,蓄水量约2000万m3,草海的出水主要经西南部的西园隧洞排入沙河后流入螳螂川,最终汇入金沙江。草海流域涵盖昆明市主城区西南部的西山区和五华区,13个街道办事处、2个乡镇,总人口117.65万人,其中常住人口数为106.95万人,流动人口为10.7万人,是昆明市人口最密集,经济最发达的区域,又是昆明市未来发展的重要空间资源,也是昆明市可持续发展的基础保障。研究草海流域水污染系统防治及其景观建设战略,对于保护昆明地区自然、社会、经济可持续发展具有极其重要的现实意义。
  本文在草海流域水污染现状和主要环境问题分析的基础上,提出草海流域水污染系统防治方案和景观建设规划总体框架和方案,并对该方案的环境效益和景观效益进行了分析评价。


  1.草海流域水污染现状与主要环境问题


  1.1草海流域水污染现状
  1.1.1草海流域水污染负荷
  草海流域是滇池地区水污染最为严重的区域,有流域区117.65万人的生活污染,几百家不同规模的工业企业废水污染和流域区广大区域的面源污染,区域内污水通过排污河道及沟渠最终流入草海。依据昆明市环境监测中心站调查结果,草海流域水污染负荷总量为:CODcr26074 t/ a,TN4780t/ a,TP374t/ a,主要来源是城市生活污染源和工业企业污染源,二者分别占CODcr、TN和TP总量的84%、95%和83%;面源污染则分别占总量的16%、5%和17%。经过各种污染治理措施治理,污染负荷削减率分别为CODcr50.9%,TN42.7%,TP64.2%,实际入湖量达CODcr12796 t/ a,TN2738t/ a,TP134t/ a,已远远超过流域水环境可容纳总量。
  1.1.2草海入湖河流水污染现状
  依据昆明市环境保护局2007年水环境质量公告,草海七条河流水质现状均为GB3838-2002《国家地表水环境质量标准》中的劣Ⅴ类水质,主要污染物是COD、BOD、TN、TP、NH3-N,达不到《云南省地表水水环境功能区划》中的Ⅳ类水要求。如按BOD和COD污染程度轻重排序,由重至轻序列为:乌龙河>新运粮河>老运粮河>船房河>西坝河>大观河>王家堆渠;TP从重至轻序列为:乌龙河>老运粮河>新运粮河>船房河>西坝河>大观河>王家堆渠;TN和NH3-N由重至轻序列为:新运粮河>乌龙河>老运粮河>船房河>西坝河>大观河>王家堆渠,其中,乌龙河、新运粮河、老运粮河污染最为严重。
  1.1.3草海湖体水污染现状
  二十世纪60年代,草海水质为地表水Ⅱ类;70年代初发展成Ⅲ类水质,进入80年代,水质迅速恶化为Ⅴ类,90年代后,水质长期处于劣Ⅴ类状态。根据昆明市环境监测中心站水质常规监测表明,草海主要污染物是:BOD、COD、TN、TP、NH3-N,与入湖河流污染物一致。


  1.2草海流域主要环境问题
  1.2.1水环境污染负荷重,流域人口、资源、环境承载力已不堪负重
  草海流域污染负荷重,入湖污染物总量已超过其环境容量6倍,流域人口、资源、环境承载力已不堪负重。污染源主要来自城市生活污水和工业废水污染。草海流域水环境质量长期处于劣Ⅴ类状态,造成河流和湖泊生境条件恶化,敏感种类消亡,生物多样性严重流失,而一些适生种类(如蓝藻、凤眼莲、大漂)泛滥成灾,生态安全受到严重威胁,乌黑发臭的城市水环境严重影响居民的生活和身体健康,影响城市形象。
  1.2.2流域土地资源开发导向性差,功能混杂
  近30年来,昆明市城市人口迅速增加,城市规模迅速扩张,然而,土地资源开发缺乏科学合理规划,导向性差,未考虑流域区生态功能保护的客观要求,也没有与草海保护紧密结合,城市布局随意性大,城市建设呈“摊大饼”式发展。目前,流域总土地面积中,居民地和工矿用地已占30.7%;灌木林地占28.2%;有林地占20.3%;耕地占13.2%;菜地占3.2%;荒草地占1%;湖泊水面占0.9%;其它2.5%。流域内生态用地、居民地、工矿用地、商业用地、农业用地、旅游区、休闲区混杂,处于无序开发的混乱局面,造成许多难以从根本上解决的结构性污染。
  1.2.3天然湖滨带消失,高原湖泊景观破坏严重
  草海曾以高原湖泊秀丽风光闻名海内外,著名的大观楼长联即是例证。进入二十世纪,草海湖滨带历经了三次大的破坏,特别是“围海造田”和“修建防浪堤”,原来的水陆交错带湖滨湿地生态系统转变为农业生态系统,之后,随着人口数量的增加,城市规模扩张和流域区社会经济繁荣发展,草海湖滨区土地利用类型又由农业用地转化成建设用地,目前,原湖滨地带农田、鱼塘、住宅区、仓储区、道路、休闲度假区、工矿用地、商贸区、旅游观光区等等交织在一起,湖滨带环境发生彻底变迁,湖滨生态系统严重退化,景观单一混乱,高原湖泊秀丽景观淡然无存。 
  1.2.4水污染防治尚未系统化,治污效率低下
  草海流域水污染防治缺乏一个长远的规划和治理思路,长期停留在就治理而治理的层面上,近年来,围绕滇池和草海污染,虽开展了大量工作,但多关注末端治理,而对于源头控制、过程减污缺乏适当的引导和政策激励,未形成从源头到末端的水污染防治体系。另一方面,城市快速扩张过程中基础设施建设严重滞后,城区多以地下暗沟、渠道和天然河道排放污水,大部分区域仍然使用雨污合流系统,虽后期建成第一、第三污水处理厂及其部分污水配套管网,但远不能发挥应有的污水收集和处理作用。目前为止,污水处理厂仍以河道取水为主,污染物处理效率低,特别进入雨季,河流水量超过污水处理厂处理能力,雨水的稀释作用,河道污染物浓度低,污水处理厂去污效果更差,大量污染物集中进入草海,急剧增加草海污染负荷,流域区城市污水管网不配套、治污效率低下等现象十分突出。
  1.2.5流域区生态系统遭受破坏,人居环境质量下降
  长期以来,草海流域生态环境未得到应有的保护,由于错误的政策引导,人们一味向自然索取而从未着力维护自然环境。目前,草海流域森林覆盖率仅有22.5%,现存植被大部分是云南松幼林,萌生灌丛和灌草丛分布面积较大,陆生植被逆行演替问题突出,植被地域特色丧失;城市建成区绿化覆盖率仅26.8%,绿地率25.7%,人均公共绿地仅有6.04 m2/人,城市中心区的人均公共绿地仅1.55 m2,而且从绿地空间分布来看,公共绿地主要集中于西山国家级森林公园,缺乏大型绿地和以高大乔木为主的质量较高的公共绿地,城市绿地高度破碎,不能连接形成系统,又无发展空间;河流在城市环境整治过程中被“裁弯取直”,改变了河流自然形态的多样性,河段内堤修成“三面光”,其上水泥盖板覆盖,违章建筑直接盖于其上,有的河流甚至被填平,河滨区生态空间被无度侵占,原城市重要景观区演变成为生态环境问题最集中的区域。生态系统的破坏致使人居环境质量下降,与“昆明春城”的美誉极不相称。


  2.草海流域水污染系统防治与景观建设规划


  2.1规划思路
  以落实科学发展观为纲领,以从根本上根治水环境污染,改善生态环境质量,建设风景优美、人与自然和谐发展的人居环境为目标,从草海流域生态系统整体角度出发,按照目标导向、因地制宜、突出重点、统一规划、分步实施的方针,采用系统工程的方法统筹规划流域水污染系统防治与城市景观建设,将草海及其流域建设成为污染有效控制、生态结构完整、生态类型丰富、景观多样的城市建成区,从整体上促进昆明湖滨生态城市建设进程。
  2.2总体框架
  依据草海流域自然地理环境特征,将整个流域水污染控制划分为面山控制区、城市径流控制区、河道恢复控制区和湖滨带恢复控制区,针对流域水环境污染负荷重、河滨、湖滨带破坏严重、生态系统的连续性和完整性破坏、面山森林植被退化现状,共设置了两个类4大项21项工程,配合有关非工程措施,实行源头水源涵养、过程减污、雨水截留再利用、末端清污和生态建设等流域水污染系统防治,与此同时,完成森林公园、主题公园、景观公园、防护林、绿色廊道等景观建设,最大限度地提升环境质量,建设宜居城市,其总体框架见图1——草海流域水污染系统防治与景观建设规划框架图。
  2.3规划方案
  2.3.1非工程技术方案
  “节流优先”是昆明市水资源匮乏这一基本水情的客观要求,也是提高用水效率,减少污水排放的最佳途径。采用非工程措施,实施厉行节水、中水回用,提高水资源利用率,创建节水型城市,从源头减少污染;实行清洁生产、循环经济战略,逐步淘汰高能耗、高污染企业,将布局不当的冶金、化工、建材等工业
  企业逐渐搬迁至卫星城市工业园区;落实环境影响评价制度、污染物量控制和排污许可证制度、清洁生产审核、环境联合执法以及环境目标责任制度和行政问责制,这些非工程措施是流域水污染系统防治不可或缺的组成部分。
  2.3.2工程技术方案
  2.3.2.1面山控制区
  面山控制区总面积99.1 km2,规划内容主要有水源涵养林建设工程、水土流失治理工程、矿山迹地治理工程、主题公园建设工程、裸岩石砾地景观建设工程5类。工程建设中首先全面取缔马街大箐沟片区、黑林铺玉案山片区、大普吉片区开山取石、挖砂取土作业,有关企业单位负责土地整治、改善土壤结构、增加土壤肥力、使用本地种绿化。对桃源村、西北沙河水库上游、姚家冲、大箐沟、海湖石场、马掌口石场、春建司采石场矿山迹地,根据“谁破坏谁负责”原则进行治理。全面实施封山育林、植树造林、水源涵养林改造工程,提高流域区水源涵养能力。在水土流失重点区域,实行水土流失治理工程,在土壤条件较好的地方采用先种植先锋树种,再种植抗逆性强的观赏植物的方法;在土壤条件较差的地段可以使用挖种植槽,客土种植的方法;一些土壤较肥沃的山地,可营造特色果园、竹园作为增加山林经营发展的途径;特别是山脚、陡坡等要进行工程措施与生态措施重点绿化。对于青山、团山、锅盖山、荷叶山、明波公园、小屯山、金鼎山,实行富有特色的主体公园建设工程;对于黑林铺面山、龙院村面山裸岩石砾地,通过新颖策划,实施以城市雕塑群为主体的景观建设。通过上述5项工程措施,全面改善草海流域面山生态环境质量,形成绿色的城市背景。
  2.3.2.2城市径流控制区
  该区域是草海水污染控制的核心区域,总面积78.2 km2,这个区域内又划分为源头分散控制、径流收集控制、廊道体系削减三个区域,其中,在源头分散区控制规划有小区污染控制工程、透水地面铺装工程、集雨示范工程;径流收集控制区规划有排水管网配套建设工程、污水处理厂扩建工程;廊道体系削减区规划有:高速公路绿色廊道建设工程、铁路绿色廊道建设工程、立交桥穿越区大型绿地建设工程、工业园区卫生防护林建设工程、环湖公路大型森林绿地建设工程。通过上述工程建设,近期实现城市排水管网覆盖率70%,城市污水收集率65%,污水再利用率15%,污水处理厂运行负荷87.4%;远期实现城市排水管网覆盖率90%,城市污水收集率90%,污水再利用率50%,污水处理厂运行负荷100%,污染物排放总量控制在流域区环境容量之内。重建建成区或缺的生态系统结构,增加生态系统的连续性,为城市仅存的动植物生存、迁徙、筑巢、觅食、繁殖提供必需的空间,有利于动植物基因交流,并软化建成区单调的水泥景观,增加市民娱乐、休闲、观光空间,重塑城市景观形象。
  2.3.2.3河道恢复控制区
  河道恢复控制区穿插于城市径流控制区和湖滨带恢复控制区两个区域,之所以单独列出来,是基于草海流域区天然河道及其支流生态用地侵占严重,水质普遍处于劣Ⅴ类,经过历年来沉积,积累了大量的污染物质,淤积的污染物既降低城市防洪标准,又形成草海水体污染的“点源”,需要“偿还旧债”。大量科学研究和环境监测数据显示:城市初期雨水污染物浓度特别高,所冲刷进入草海的污染物是构成草海污染的重要来源之一,因此,该区域作为城市景观建设的主要对象,规划有河道清淤工程、河道生态用地土地整理工程、河堤改造工程、滨水空间建设工程4项工程,通过这些工程建设,形成7条集自然环境、历史文化、交通功能、休闲功能、娱乐功能于一体的河滨生态景观走廊。
  2.3.2.4湖滨生态恢复控制区
  本区域是人为开发过度的区域,又是草海水污染控制最后一道防线,必须留有足够空间,重点建设。湖滨生态恢复控制区总面积12.1 km2,规划有湖滨土地整理工程和生态修复建设工程,其中,土地整理工程面积1334.04hm2,涉及企业109家,居民5304户,17176人,建筑面积513.76万m2;生态修复建设工程的内容主要有:湖岸改造、基底修复、生态恢复、路网、桥、木栈道建设、园林造景工程、旅游服务设施建设等。通过工程建设,退出对湖滨区域的不合理侵占,恢复湖滨生态用地,建设由湿生乔木、湿生植物、挺水植物、浮叶植物、沉水植物带组成的连续生态系统,完善生态系统结构,增强生态系统功能,总体上形成对上游暴雨径流拦蓄、面源污水净化、污水处理厂出水再净化的湖泊保护屏障,并集生态公园、民俗文化、科学艺术、体育运行、科普教育、休闲度假为一体,建成昆明市重要的湿地景观区。


  3.环境效益和景观效益评价


  3.1减轻流域区水环境负荷,改善水体景观
  本规划综合应用工程措施和非工程措施进行流域污染物源流汇的全过程系统控制,通过工程实施,将能从源头削减污染物的产生,实现污染物减量化;将在过程中实现城市污水截污率将达到90-100%,流域污染物削减总量可达80—95%;在河滨和湖滨区实现污染物再削减、再净化。本规划污染防治体系的建立,极大减轻流域区水环境负荷,提高水体透明度,显著改善城市水体景观。
  3.2完善生态系统基本结构,丰富自然生态景观
  草海流域面山矿山迹地整治、水源涵养林建设和水土流失治理,增加植被覆盖率,使森林结构复杂化,森林景观多样化;通过河道清淤、河堤改造和河滨亲水空间建设,重建河道生态系统;通过城市廊道体系建设,可将防护林、森林公园、景观公园、城市绿地连接成为一个有机整体,从整体上提高生态系统的活力和质量;通过湖滨区土地整理和生态修复工程,村落、工厂等搬迁,减少了湖滨地带点污染源的排放,根治草海湖滨带土地利用混杂、脏、乱、差现象;湖滨湿地、河口湿地生态系统建成后,不仅形成净化带进一步削减污染物,还将成为流域区生物多样性最为丰富的地带之一,滨岸带独特的地貌、水文特征和生物类群,将形成错落有致、景色各异的自然生态景观,是人类理想的休闲、娱乐、旅游、科教场所,也是昆明市人与自然走向和谐的重要标志。
  3.3维护城市环境质量,保护居民身心健康
  本规划完成后,流域面山森林覆盖率将由目前的22.5%提高到35%;城市建成区绿化覆盖率将由目前的26.8%提高到36%,绿地率将由目前的25.7%提高到33%,人均公共绿地由6.04 m2/人提高8.1 m2/人;湖滨带绿地覆盖率将由目前的10%提高到60%;原来乌黑发臭的7条河流转变成水体清亮,亲水空间优美的生态河道,能够较好地维护城市环境质量,极大地加快了昆明市山水园林湖滨城市建设步伐。总之,本规划的实施,从根本上改变草海流域区生态环境,改变昆明城市面貌,营造出良好的人居环境,最大限度地保护居民身心健康。
  3.4恢复高原湖泊草海秀丽景观
  切实落实本规划各项工程和非工程措施后,进入草海的污染物将逐年得到削减,水环境质量逐步得到改善,随着草海及其湖滨带生物多样性丰富、生物食物链的修复和生态功能增强,草海物质循环和能量流动将逐渐通畅,此时,湖泊水体富营养化进程将得到控制,蓝藻水华的发生将得到抑制,水体透明度将逐步提高,水质逐渐趋向好转,滇池人民从此可以告别守着一池污水而无可奈何的尴尬境地。流域区又重新步入环境清洁、生态美好的行列,秀丽的高原湖光山色可望重新回到人民的生活之中。


  参考文献
  [1]. 刘鸿亮,治理滇池草海水环境的成套技术,1997,10(1):1-6.
  [2]. 俞孔坚等,生物多样性保护的景观规划途径,生物多样性,1998(3).
  [3]. 黄宣伟,论《太湖流域综合治理规划》的得失,湖泊科学,2004,14(3)203-208.
  [4].李伟峰,欧阳志云等,城市生态系统景观格局特征及形成机制,生态学杂志,2005,24(4)428-432.
  [5].中国科学院南京地理与湖泊研究所,太湖流域水污染控制与生态修复的研究与战略思考,湖泊科学,2006,18(3):193-198
   
   

 
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