爱尔斯微课堂|黑臭河道治理关键技术与实践（一）

从流域视角看，要治理黑臭河道，有效削减陆域污染来源是治污之根本，治污思路需要从传统的末端治理向重构经济发展模式、多尺度构建反馈系统转变，从而最大化减少污染排放。流域水污染全过程防治可以大致分为源头减排、过程阻断以及末端治理三大部分，其中每一部分均有其相应的系统设计方案以及关键技术支撑。

源头减排指的是通过污染溯源，确定污染物种类及产污排污规律，科学制定排污标准，同时推动清洁生产技术和工艺的使用，调整产业结构和产品结构，从源头减少污染物的产生和排放。

源头减排过程中涉及诸多关键技术，首先是针对排污标准提出的水环境目标倒逼核算技术。水污染的问题及其现象发生在水里，其根本原因都在岸上。所以应以流域为单元，进行水污染问题的诊断，识别点源、面源、内源和外源的共性，评估河流的承载能力，确定水污染排放控制的总量，将排污总量层层分解，确定流域内区域准许排放的污染负荷量，最大程度减少对流域自然水循环过程的干扰或冲击。

要做好水环境的目标倒逼核算首先要做污染源分布的调查，对各产污的节点、污染物流过的路径、各种排污的节点和受纳水体都要做精细的调查。点源包括城镇生活污水和工业废水两大部分，非点源包括农村生活、畜禽养殖、农田径流、城镇径流、垃圾填埋场等几个方面。面源包括渔业的水产养殖，底泥属于内源污染。

其次要做污染源和产污规律的识别。对生活污染而言，要分特大城市、大城市、中等城市、县、乡、村等不同类型的面域，将废水排放量、COD、总氮、总磷、有毒有害物质、恒量微量的重金属物质、抗生素、生物激素等要素排列成矩阵，定量识别不同类型来源的产污强度、产污时段和产污种类。对工业污染而言，要将电镀、皮革、造纸、制药、印染这些高污染的产业所排放的污染物全部分类，将高污染行业及分类污染物并排成一个矩阵，对产污规律进行识别，以便针对性地进行处理。对农业污染而言，包括水浇地、水稻、旱田及蔬菜地、塑料大棚等也要做好产污规律识别，基于前述矩阵进行水污染排放标准的核定。

最终标准核定工作应先确定河段生态服务功能，在此基础上确定河段的水质等级并确定河段的水环境容量及污染物入河量，再将污染物入河量分解到各河段排污口，进一步分解到共享这个排污口的陆域上的各排污企业。通过层层分解，确定合适的排污标准，最终才能够起到修复水环境、保护水体健康功能的目的。

污染源的诊断是流域综合治理的根本，需要多尺度、多层面水污染源的分析和溯源技术。目前可以利用数学模型水质水量联合模拟的技术进行整个黑臭河流的诊断和流域的诊断，如流域分布式水质水量模型WEP－Urban。

根据水循环过程的原理，把流域分成几十、成百上千乃至上万个小单元，每个单元可以小至0.5km2，大至2～3km2。所有空间结构按流域上下游和左右岸的关系拓扑形成模型的平面结构，构成了多个小单元上下左右的互联互通。从天上的云层降雨，到冰山融雪入流，到地表农作物、建筑物、植被及地表的截留、填洼，从坡面漫流、河道产汇流、土壤分层入渗、饱和浅层地下水分类运动，到深层地下水承压的运动，用偏微分方程将其一层一层连接起来，使边界条件共享。那么流域中的每一滴水，从天空中如何降水，到下层如何流动，无论在何处，全都被描述得非常清楚。

目前的海绵城市也是划分为综合管廊层、河道排水层、湖泊的储蓄层、下渗层、滞留层、屋顶花园层、地下深隧层，将其中每一层的水是如何流动、地面如何下渗、蒸 发、产流，全部都描述清楚。水污染机理识别也是同样的道理: 伴随水动力条件，先使用分布式水文模型将污染物迁移转化路径和原理都模拟出来；之后还可以描述出污染物之间化学物质的二次化学反应；最后列出水污染消减技术的清单，构建生态海绵流域水污染消减的精准模型。每一项技术能够消减多少污染物，对应工程应用需要多少投资，计算出单位投资所消减的污染物，用模型对上百项技术进行处理，就可以得出单位资金消减污染物率最高或最低的技术，并在此基础上进行进一步分析应用。