基于中國南方省份城市河流污染治理案例的共性技術(shù)集成與工程績效評估
【摘要】 嚴(yán)重的城市水環(huán)境污染問題不僅成為制約中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要問題,還直接危害到城市居民健康和城市生態(tài)安全。近年來,國家十分重視城市河流污染問題,在“水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)”等的資助下,投入大量經(jīng)費(fèi)開展城市河流污染綜合治理,在治理技術(shù)研發(fā)與技術(shù)示范工程等方面取得了重要成果,但還存在著些許不足,總體表現(xiàn)為三個(gè)方面：城市河流污染治理技術(shù)類型多但缺乏系統(tǒng)梳理,技術(shù)示范工程不斷增加但缺乏治理績效評估,技術(shù)應(yīng)用和推廣的信息化較為落后。基于這些問題,本論文以國家水專項(xiàng)課題“城市黑臭河道外源阻斷、工程修復(fù)與原位多級生態(tài)凈化關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”子課題四“城市黑臭河道治理共性技術(shù)集成與服務(wù)平臺構(gòu)建研究(2009ZX07317-006-04)”為依托,系統(tǒng)開展了城市河流污染治理共性技術(shù)集成體系、污染治理工程績效評估體系、污染治理管理信息系統(tǒng)等研究,研究成果對我國河流污染治理技術(shù)的推廣,河流治理工程績效評估與信息化具有一定的科學(xué)和現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。主要研究成果包含：(1)構(gòu)建了適合我國南方城市河流污染治理的共性技術(shù)體系。在對我國南方城市河流污染與治理效果調(diào)查,系統(tǒng)梳理我國南方城市河流污染治理技術(shù)與應(yīng)用情況,并查閱大量國內(nèi)外城市河流污染治理技術(shù)研究文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,論文對目前國內(nèi)外使用的常用城市河流污染治理技術(shù)進(jìn)行了梳理,凝練篩選出四大類18項(xiàng)適用于我國南方城市河流污染治理的技術(shù)體系。該技術(shù)體系包括5項(xiàng)點(diǎn)源污染治理共性技術(shù),5項(xiàng)面源污染治理共性技術(shù),3項(xiàng)底泥污染治理共性技術(shù)和5項(xiàng)水污染治理共性技術(shù)。論文對18項(xiàng)共性技術(shù)的研發(fā)背景與國內(nèi)外研究進(jìn)展、技術(shù)原理與特點(diǎn)等進(jìn)行了歸納和總結(jié),著重揭示技術(shù)研發(fā)的背景、國內(nèi)外應(yīng)用實(shí)踐情況、技術(shù)的基本原理、技術(shù)的操作流程、關(guān)鍵參數(shù)以及技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)等方面的共性特征,為該技術(shù)體系在我國南方城市河流污染治理中的應(yīng)用提供技術(shù)信息參考與指導(dǎo)。(2)設(shè)計(jì)了適合我國南方城市河流污染治理工程績效評估體系。在系統(tǒng)分析我國部分南方城市河流污染治理工程實(shí)施狀況與治理特點(diǎn),并全面調(diào)查國內(nèi)外工程績效評估理論與方法基礎(chǔ)上,依據(jù)可持續(xù)發(fā)展理論、城市生態(tài)學(xué)理論和健康河流理論,建立了城市河流污染治理工程績效評估的“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”(P-S-R)概念模型。依托P-S-R模型,從工程實(shí)施的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)環(huán)境效益和社會(huì)民生效益三方面出發(fā),建立了包括3個(gè)子系統(tǒng)、9個(gè)評價(jià)主題和23個(gè)具體指標(biāo)的評估指標(biāo)體系；通過發(fā)放調(diào)查問卷、邀請17位專家打分和專題會(huì)議現(xiàn)場咨詢方式,采用層次分析法(AHP)確定了績效評估體系中各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重;參考國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),確定了各項(xiàng)指標(biāo)評價(jià)等級劃分與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。最終形成了適合南方城市的河流污染治理工程績效評估體系。(3)開發(fā)了城市河流污染治理管理信息系統(tǒng)。結(jié)合當(dāng)前環(huán)境治理領(lǐng)域的信息化建設(shè)需求,在構(gòu)建“城市河流污染治理共性技術(shù)集成體系”和“城市河流污染治理工程績效評估體系”基礎(chǔ)上,基于地理信息系統(tǒng)(GIS)和SQL Server2005數(shù)據(jù)庫技術(shù),采用Microsoft Visual. Studio2008C#,開發(fā)了城市河流污染治理管理信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含四個(gè)子系統(tǒng),分別為：可用于對四大類18項(xiàng)城市河流污染治理共性技術(shù)信息的瀏覽與查詢子系統(tǒng),可用于提供河流污染治理技術(shù)優(yōu)化服務(wù)的綜合技術(shù)服務(wù)子系統(tǒng),可用于對城市河流污染治理工程績效評估子系統(tǒng),以及用戶管理與技術(shù)數(shù)據(jù)更新維護(hù)子系統(tǒng)。(4)開展了城市河流污染治理共性技術(shù)與工程績效評估的實(shí)證研究。選取我國南方典型城市河流溫州市九山外河和昆明市盤龍江(南壩村段)為示范河段,對兩個(gè)示范河段污染治理共性技術(shù)應(yīng)用情況進(jìn)行細(xì)致分析,并通過實(shí)地考察、調(diào)查問卷、現(xiàn)場監(jiān)測、實(shí)驗(yàn)室分析、調(diào)研走訪、文獻(xiàn)查閱等形式獲取兩個(gè)示范河段工程治理信息。依托所建立的“城市河流污染治理管理信息系統(tǒng)”,對兩個(gè)示范河段污染治理所實(shí)施的工程績效進(jìn)行了評估。績效評估結(jié)果顯示：溫州市九山外河污染治理工程屬于有效水平(E=6.22),已產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟(jì)效益(E=6.91)和生態(tài)環(huán)境效益(E=6.97),然而社會(huì)民生效益還需加強(qiáng)(E=4.81)；盤龍江南壩村示范河段污染治理工程績效指數(shù)E為7.36,屬于有效水平,所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益(E=7.09)、生態(tài)環(huán)境效益(E=7.67)和社會(huì)民生效益(E=7.12)均較為顯著。本論文的主要特色與創(chuàng)新點(diǎn)如下：(1)城市河流污染治理共性技術(shù)集成體系的建立,為我國南方城市河流污染治理提供了技術(shù)信息的參考與指導(dǎo)。論文系統(tǒng)歸納了中國南方城市河流污染治理技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀,結(jié)合國內(nèi)外城市河流污染治理的成熟技術(shù),根據(jù)河道治理技術(shù)的普適性、新穎性、綠色性、成熟性、可靠性、推廣性等六大篩選原則,開展了面向我國南方城市河流污染治理需要的共性技術(shù)集成,建立了適合我國南方城市河流污染治理的四大類18項(xiàng)共性技術(shù)集成體系,可為我國南方城市河流污染治理提供系統(tǒng)參考。(2)城市河流污染治理工程績效評估體系的建立,為我國南方城市河流污染治理工程效果的定量評估提供了便于操作的方法。論文系統(tǒng)分析了國內(nèi)外工程績效評估理論與方法,充分考慮了我國工程績效評估的可操作性,構(gòu)建了包括河流污染治理工程績效評估指標(biāo)、指標(biāo)權(quán)重確定方法、綜合評估模型等為一體的適用于我國南方城市河流污染治理工程績效評估的方法體系,可用于對我國南方城市河流治理工程帶來的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)環(huán)境效益和社會(huì)民生效益進(jìn)行定量評估。(3)城市河流污染治理管理信息系統(tǒng)的研發(fā),為城市河流污染治理技術(shù)的瀏覽與查詢、工程績效評估等提供了便于操作的工具。論文在開展共性技術(shù)集成體系和工程績效評估指標(biāo)體系研究的基礎(chǔ)上,利用GIS技術(shù),研發(fā)了綜合城市河流污染治理共性技術(shù)和工程績效評估功能的管理信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)可用于對適用于南方城市河流污染治理的共性技術(shù)瀏覽與查詢、重要示范工程治理效果的展示、治理技術(shù)優(yōu)選與推薦以及治理工程績效評估等輔助決策。
第一章緒論
1.1研究背景與研究意義
1.1.1城市河流污染治理刻不容緩
都會(huì)河道是承載都會(huì)文明與生長的緊張載體，現(xiàn)在多功效景觀都會(huì)河道已成為人們新的精力文化需求，是生態(tài)型調(diào)和都會(huì)設(shè)置裝備部署的緊張構(gòu)成部門，更是一個(gè)都會(huì)品格的標(biāo)記之一。然而，隨著環(huán)球產(chǎn)業(yè)化和都會(huì)化的迅猛生長，都會(huì)河道污染日益嚴(yán)峻，污染變亂反復(fù)產(chǎn)生，都會(huì)河道污染題目成為天下廣泛題目。比年來，隨著中國經(jīng)濟(jì)騰飛，都會(huì)化步調(diào)的不停加速，都會(huì)排污量的不停增長，再加上都會(huì)河道自身情況容量小等緣故原由，很多都會(huì)河道已受到嚴(yán)峻污染，黑臭題目嚴(yán)峻。據(jù)2005年統(tǒng)計(jì)資料表現(xiàn)，天下90%以上都會(huì)河道受到差別水平的污染，此中50%以上存在嚴(yán)峻污染。據(jù)2010年中國情況狀態(tài)公報(bào)表現(xiàn)，天下七洪流系設(shè)立的409個(gè)監(jiān)測斷面中有近40%河道水質(zhì)為V類或劣于V類地面水尺度。同時(shí)，都會(huì)河道作為都會(huì)各種污染物的主要受納體，其污染河水及底泥是卑鄙水體（包羅干流水系、湖泊、近海水域及地下水等）的緊張污染源。都會(huì)河道污染帶來的水情況題目不但成為制約中國經(jīng)濟(jì)生長的緊張題目，更為嚴(yán)峻的是危害到都會(huì)住民康健和都會(huì)生態(tài)寧靜。因此，防治都會(huì)河道污染，改進(jìn)都會(huì)水情況質(zhì)量，對保障都會(huì)人居康健、促進(jìn)社會(huì)調(diào)和與經(jīng)濟(jì)連續(xù)生長具有極其緊張的實(shí)際意義。
...........................................
1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與進(jìn)展
1.2.1城市河流污染治理技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.1.1國外河流污染治理理念的轉(zhuǎn)變
西北歐、北美和日本等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的城市水污染控制與治理、河流生態(tài)修復(fù)等起步較早。1938年Sdfert首先提出近自然河溪治理的概念，是指能夠在完成傳統(tǒng)河道治理任務(wù)的基礎(chǔ)上達(dá)到近自然、經(jīng)濟(jì)并保持景觀美的一種治理方案。德國早在20世紀(jì)50年代就提出近自然河道治理理念，認(rèn)為河道整治要與生物充分結(jié)合，特別是用植物作為工程材料來治理污染河道。之后，歐美一些國家相繼提出了用生態(tài)工程治理污染河流的新理念(胡洪營，2005)。1997年，日本河流研究者將河流水體、河岸帶空間及兩岸居民社區(qū)當(dāng)作一個(gè)有機(jī)的整體，認(rèn)為污,染河流整治內(nèi)容應(yīng)該包括河流水量、水質(zhì)、生態(tài)系統(tǒng)、河岸帶、河流與兩岸居民的關(guān)系等內(nèi)容。特別重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)使用生物生態(tài)治理工程^■法來改善河流水質(zhì)，恢復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)，尤其是景觀多樣性和生物多樣性的維護(hù)。1998年美國出版了《河流廊道恢復(fù)的原理、過程和實(shí)踐》用于河流生態(tài)治理。目前，這些發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的城市河道治理已經(jīng)進(jìn)入“生態(tài)水利”和“環(huán)境水利”階段，基本普及了 “多自然河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)”，以實(shí)現(xiàn)和再生“人與自然的和諧共處”的生態(tài)環(huán)境，并有許多成功的案例（中國環(huán)境科學(xué)協(xié)會(huì)，2009)。
......................................
第二章中國南方城市河流污染治理共性技術(shù)集成
針對當(dāng)前城市河流污染治理技術(shù)眾多但缺乏體系的現(xiàn)實(shí)狀況，特別是隨著中國南方城市河流污染治理工程的不斷推進(jìn)，迫切需要系統(tǒng)梳理在河流污染治理實(shí)踐中逐步成熟的技術(shù)，形成共性技術(shù)體系。論文在對我國南方城市河流污染與治理效果調(diào)查，系統(tǒng)梳理我國南方城市河流污染治理技術(shù)與應(yīng)用情況，并查閱大量國內(nèi)外城市河流污染治理技術(shù)研宄文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建中國南方城市河流污染治理共性技術(shù)體系，并對各項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)背景、國內(nèi)外研究進(jìn)展、技術(shù)概況（對技術(shù)名稱的解釋和主要特點(diǎn)的概述，文字+實(shí)物圖片）、技術(shù)流程（框架圖或工藝流程圖）、技術(shù)原理（對技術(shù)流程的說明和解釋）、技術(shù)指標(biāo)（關(guān)鍵性技術(shù)指標(biāo)的論述）、技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)（技術(shù)環(huán)境性、優(yōu)點(diǎn)以及存在的問題）等進(jìn)行闡述，以期為今后城市水污染控制工程中關(guān)鍵性技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用提供服務(wù)與參考（圖2-0-1)。
......................................
2.1中國南方城市河流污染現(xiàn)狀及污染特征
我國南北方天氣條件差別性大，使得天然情況和水情特點(diǎn)各不雷同，加之各地區(qū)經(jīng)濟(jì)生長程度的差別，導(dǎo)致南北方都會(huì)河道污染有著顯著的地區(qū)分異性。與北方差別，我國南邊具有河道浩繁，河網(wǎng)麋集，航運(yùn)方便；降雨富厚，降雨期長，訊期水勢比北方大；河水徑流量大、無結(jié)冰期且含沙量小，流域面積廣等特點(diǎn)。
本文以中國南北方的天然分界線秦嶺和淮河為分界，涉及的南方省市包含上海市、重慶市、浙江省、廣東省、廣西省、江西省、四川省、貴州省、湖北省、湖南省等14個(gè)省和兩個(gè)直轄市。根據(jù)區(qū)位順序，以“東、中、西”三個(gè)片區(qū)城市中心河流為例，簡要介紹南方城市河流污染狀況及其特點(diǎn)。南方城市作為中國經(jīng)濟(jì)率先發(fā)展起來的區(qū)域，其河流污染具有明顯的特征，具體如下：
.................................................
第三章 城市河流污染治理工程績效評估體系研究 ....................129-165
3.1 城市河流污染治理工程績效評估指標(biāo)體系的構(gòu)建 ...........................130-145
3.1.1 績效評估指標(biāo)的篩選原則 .......................130-131
3.1.2 績效評估指標(biāo)體系構(gòu)建的理論依據(jù)..................... 131-134
3.1.3 績效評估指標(biāo)體系的建立......................... 134-145
3.2 城市河流污染治理工程績效評估方法 ......................145-164
3.2.1 績效評估指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算方法 .......145-149
3.2.2 基于層次分析法的績效評估模型構(gòu)建 .........149-157
3.2.3 績效評估指數(shù)分級與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)............................... 157-164
3.3 本章小結(jié) .........................164-165
第四章 城市河流污染治理管理信息系統(tǒng) .........................165-191
4.1 管理信息系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境.................... 166
4.2 管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)........... 166-168
4.2.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)思路................ 167
4.2.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概念設(shè)計(jì) ......................167-168
4.2.3 數(shù)據(jù)庫物理儲存的實(shí)現(xiàn).................... 168
4.3 管理信息系統(tǒng)的功能模塊設(shè)計(jì)與主界面介紹................ 168-190
4.3.1 管理信息平臺的系統(tǒng)框架...................................... 168-169
4.3.2 管理信息平臺的登陸界面和主界面介紹 ........................169-170
4.3.3 城市河流污染治理共性技術(shù)查詢功能模塊與技術(shù)實(shí)現(xiàn) .................170-173
4.3.4 城市河流污染治理工程示范區(qū)服務(wù)功能模塊與技術(shù)實(shí)現(xiàn) ..............173-180
4.3.5 城市河流污染治理工程績效評估功能模塊與技術(shù)實(shí)現(xiàn)................. 180-183
4.3.6 管理信息系統(tǒng)的用戶管理功能模塊與技術(shù)實(shí)現(xiàn) ...................183-190
4.4 本章小結(jié) ...........................190-191
第五章 城市河流污染治理共性技術(shù)與工程績效評估實(shí)證研究
我國都會(huì)水體污染控制與管理技能的研究與開辟取得了長足希望，都會(huì)污染河道管理力度不停加大，都會(huì)內(nèi)河生態(tài)情況得到漸漸改進(jìn)。本章節(jié)以我國南邊典范都會(huì)浙江省溫州市(東南片）和云南省昆明市(西南片）為例，重要選取溫州市九山外河為重點(diǎn)研宄工具,選取昆明市盤龍江(南壩村段)樹模河段為觀察工具開展技能集成應(yīng)用與績效評估研宄（圖5-0-1)。根本的研宄思緒為：觀察河道表面和管理前河道生態(tài)情況狀態(tài)，在此底子上，參登科國南邊都會(huì)河道污染管理共性技能體系，計(jì)劃河道污染管理技能工程方案，闡發(fā)河道污染管理工程實(shí)行狀態(tài)和技能應(yīng)用表面，使用都會(huì)河道污染管理工程績效評要領(lǐng)和管理信息體系對河道污染管理工程開展績效評估（圖5-0-2)。
..............................
結(jié)論
本論文通過大量的文獻(xiàn)閱讀、數(shù)據(jù)分析、考察研究等方法，全面分析了中國南方城市河流污染特征及其污染治理技術(shù)的應(yīng)用概況，梳理了國內(nèi)外城市河流污染治理的成熟技術(shù)，構(gòu)建了共性技術(shù)集成體系；設(shè)計(jì)了城市河流污染治理工程績效評估指標(biāo)體系，建立了工程績效評估方法；開展了城市河流污染治理信息化建設(shè)，研發(fā)了城市河流污染治理管理信息系統(tǒng)；并以典型的南方城市河流溫州市九山外河和昆明市盤龍江示范河段為研宄對象開展了實(shí)證研宄�，F(xiàn)總結(jié)如下：
(1)在廣泛查閱國內(nèi)外城市河流污染治理技術(shù)研宄文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，全面分析和考察了我國南方部分地區(qū)城市河流污染治理技術(shù)的應(yīng)用概況，依據(jù)普適性、新穎性、綠色性、成熟性、可靠性和推廣性等六大篩選原則，總結(jié)凝練篩選出了四大類18項(xiàng)城市河流污染治理的共性技術(shù)：①點(diǎn)源污染治理共性技術(shù)5項(xiàng)，包括混合截污管網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)、混合截污管網(wǎng)漏排水診斷技術(shù)、混合截污管網(wǎng)溢流污水阻控技術(shù)、分散點(diǎn)源污染河岸帶阻控技術(shù)、污水廠再生水深度處理技術(shù)等；②面源污染治理共性技術(shù)5項(xiàng)，包括雨水初期徑流污染調(diào)蓄池技術(shù)、雨水初期徑流污染下凹式綠地調(diào)蓄和凈化技術(shù)、雨水初期徑流污染人工濕地處理技術(shù)、雨水初期徑流污染生態(tài)濾岸技術(shù)、雨水初期徑流污染梯級生態(tài)阻控技術(shù)等；③底泥污染治理共性技術(shù)3項(xiàng)，包括底泥生態(tài)疏浚技術(shù)、底泥原位覆蓋和污染控釋技術(shù)、底泥生境修復(fù)技術(shù)等；④水體污染治理共性技術(shù)5項(xiàng)，包括人工曝氣復(fù)氧技術(shù)、生態(tài)浮床（浮島）技術(shù)、城市河流污染生物制劑原位凈化技術(shù)、封閉和半封閉河道控藻技術(shù)、城市河道外源優(yōu)化調(diào)水技術(shù)等。
...................................
參考文獻(xiàn)：
- [1] 魏俊,王銀龍,陶如鈞,杜運(yùn)領(lǐng),韓萬玉. 重慶市清水溪高灘巖生態(tài)修復(fù)一期工程設(shè)計(jì)[J]. 中國給水排水. 2013(02)
- [2] 鄭璐,錢鈞. 城市護(hù)城河水環(huán)境整治的思考——以南京秦淮河為例[J]. 水利科技與經(jīng)濟(jì). 2012(11)
- [3] 程曉波. 上海市蘇州河沿岸排水系統(tǒng)雨洪控制研究[J]. 中國給水排水. 2012(13)
- [4] 梁仁禮. 廣東某市污水管網(wǎng)系統(tǒng)一期工程設(shè)計(jì)實(shí)例[J]. 中國給水排水. 2012(12)
- [5] 李玲玲. 人工浮床技術(shù)[J]. 水科學(xué)與工程技術(shù). 2012(02)
- [6] 李東徽,宋杰,關(guān)文靈,董則奉,陳賢. 昆明城市河道河岸綠化建設(shè)探討[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2012(11)
- [7] 王永磊,李軍. 我國分散式中小型污水處理技術(shù)研究及應(yīng)用[J]. 水工業(yè)市場. 2012(03)
- [8] 黃薇,張勁,桑連海. 生物浮島技術(shù)的研發(fā)歷程及在水體生態(tài)修復(fù)中的應(yīng)用[J]. 長江科學(xué)院院報(bào). 2011(10)
- [9] 陸柏昊. 市政管網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)研究現(xiàn)狀與趨勢[J]. 廣西城鎮(zhèn)建設(shè). 2011(09)
- [10] 陸玉蘭. 城市沿江濱水地區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)及開發(fā)探索——以廣西南寧市邕江沿岸濱水地區(qū)為例[J]. 廣西城鎮(zhèn)建設(shè). 2011(07)
本文編號：9696
本文鏈接：http://www.wukwdryxk.cn/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/9696.html
