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媒体报道

中国工程院院士王浩谈生态流域建设:任何一片国土都要“自律式发展”

更新时间:2017-12-22 08:40:17点击次数:1261次字号:T|T

中国工程院院士王浩谈生态流域建设:任何一片国土都要“自律式发展”


11月3日下午,在“2017中国城市及区域环境发展论坛”举办前一天,中国工程院院士王浩与中信环境技术有限公司、江?#25214;?#20852;环保科技工业园,在北京举行了三方合作共建院士专家工作站签?#23478;?#24335;。王浩院士钻研流域治理多年,他构建了“生态流域”的理念,提出水环境治理需从“生态流域”?#30446;?#23398;内涵出发,加强8个维度的顶层设计,实现三大平衡为根本目标的治理方略。当天,王浩院士在接受《环境与生活》杂志专访?#20445;?#23601;“生态流域”相关理念做了深入浅出的阐述。


中国工程院院士王浩接受《环境与生活》杂志采访。 刘军民/摄


特殊国情催生“生态流域”理念

说起“生态流域”这一理念的提出,王浩院士解释,该理念是基于中国国情逐步形成的。我国的一大基本国情就是人口多,形成的污染物多,因此城市水问题有特殊?#38498;?#22797;?#26377;浴?#25343;中美相比,两国国土面积差不太多,但美国国土60%~65%是平原区,它有600多个城市分布在广大的区域,比较稀疏,人口比较少,只有3亿多。而我国平原区只占国土面积的12%,我国也有600多个城市,可大多集中在这些平原上,在城市生活的人口有七八亿,比美国总人口还多几倍。从人口密度上看,美国城市一平方公里建成区约居住3000人,我国则是一两万人,一线城市省会城市核心区域一平方公里甚至超过4万人,按一个人一天排放1公斤到1.5公斤的垃圾计算,相当于每人每年丢弃450公斤的垃圾,再加上不像有的发达国家产业空心化,我国的产业都是实体经济、制造业,排放的污染负荷多。这种密集型的特点造成中国城市水问题的特殊性。


高密?#28909;?#21475;产生的垃圾,对江河流域扰动很大。



王浩院士特别强调了我国农业生产中的面?#27425;?#26579;?#20309;?#22269;以世界6%的淡水和9%的耕地养活着世界19%的人口,成绩斐然,但高单产的背后是高强度的农业投入,耗水量、化肥用量惊人。他以江?#25214;?#20852;市种植茭白为例,一亩地就要使用400公斤化肥,国内东部各省耕地每公顷化肥用量约400~1600公斤,每公顷使用农药35~40公斤。农业面?#27425;?#26579;和工业固废液体污染等结合起来,加上高密?#28909;?#21475;产生的垃圾,对江河流域扰动很大。

基于上述高强?#20219;?#26579;对流域水量和水?#24066;?#25104;了很大干扰的现实,王浩院士提出了“生态流域”的理念。他认为流域早已不再是没有人类活动时那种自然的、只发挥生态功能的水循环,而是演变成了“自然+人工”的二元水循环,流域水的属性增加了:原来单一的生态属?#26434;?#20110;人类介入后新添了“环境属性”。流域的经济属性、资?#35789;?#24615;也变得突出,例如多年来太湖流域的年平均水资源量为177亿方,但是该地区经济发展需要370亿方水,就得从别处调水。流域水环境由此产生了两方面的问题:一方面人类从自然水循环过程中取水,使自然水量越来越少,影响了原有水体的生态功能;另一方面,排出的水造成新污染,水环境就越来越差。



任何一片国土都要“自律式发展”

王浩表示,建设“生态流域”的核心就是要保持自然水循环?#30446;?#20877;生性,以流域水循环、物理、化学、生态多过程为主线,充分发挥流域对水循环的天然调节作用,规范人类水土资源开发活动,减少对自然水循环的扰动。“也就是自律式的发展,高效利用,社会水循环少向自然水循环排污,要优先布局绿色基础设施(如山水林田湖草),和蓝色基础设施(河流、湖?#30784;?#28287;地等),优先利用土壤水库和地下水水库,合理布局地表灰色基础设施(即人工兴建的水库、堤?#39304;?#27893;站、污水处理厂),融合现代信息技术的新进展,实现地表、土?#39304;?#22320;下多过程的水量、水?#30465;?#27877;沙、水生态联?#31995;?#25511;,最大限度实现去‘极值化’(最大化地减少干旱与洪涝的产生),系统解决水问题。这样的指导思想下的流域就是‘生态流域’。”


新的水文化就是“山水林田湖草?#20445;?#32511;色发展、绿色生活、人水和谐。



王浩院士进一步阐述了“生态流域”?#30446;?#23398;内涵,?#30784;?#29983;态流域”建设要通过一系列措施,实现良性的水循环,使水与人类社会相适应,实现洪涝的海绵化、黑臭水的清洁化、雨水的资源化。城市要建设成海绵城市,农田要建成海绵农田,进行山水林田湖草系统治理。城市是这样,流域也是这样,任何一片国土都要这样,人自律发展、和谐发展、绿色发展,“生态流域”也就建成了。

王院士还强调,应?#23186;?#21512;21世纪以来的大数据、云计算和物联网等技术手段,配合河长制,方方面面配合好,建设“智慧流域”。



顶层设计的8个维度

采访过程中,王浩院士谈起了我国流域水量的不均衡性:十大一级流域中的珠江流域、长江流域、东?#29616;?#27827;和西?#29616;?#27827;4个流域只占国土面积的36%,水量却占了全国的81%;相比之下,其他6个一级流域(淮河流域、黄河流域、海河流域、辽河流域、松花江流域和内陆河流域)占了国土面积的64%,水量却只占19%。南方水多,一排了之;北方水少,?#25200;?#26097;?#25165;?#28061;,调整工作必须更精细,?#35759;?#36828;大于南方,此时从宏观上掌控全局显得?#20219;?#37325;要。

王院士引述习近平总书记在“十九大”报告中的说法来说明“生态流域”建设的必要性,?#30784;?#20154;与自然是生命共同体,人类必须尊重自然、顺应自然、保护自然。坚持节?#21152;畔取?#20445;护优?#21462;?#33258;?#25442;指次?#20027;的方针。”“生态流域”建设要想更快更好地改善环境,王浩表示还得从顶层设计入手,为此他将“生态流域”的顶层设计?#27835;?个维度:第一是“水安全?#20445;?#35201;保障?#20064;?#22995;的生命财产安全;第二是“水资源?#20445;?#21363;社会、经济可?#20013;?#21457;展,做到水的供需平衡,饮用水要健康;第三是“水环境?#20445;?#21363;治理黑臭河流,提升水质;第四是“水生态?#20445;?#21363;水生植物系统、动物系统、微生物系统要均衡,做到生生不息;第五是“水景观?#20445;?#35201;把滨河、滨湖所有滨水的地方建设成产业高地、人才高地,变成城市“橱窗”和城市景区;第六是“水文化?#20445;?#20256;统的水文化如长江、黄河是母亲河,或老子《道德经》所述“上善若水?#20445;?#26032;的水文化就是“山水林田湖草?#20445;?#32511;色发展、绿色生活、人水和谐;第七是“水管理?#20445;?#21363;智慧水务、智慧流域,利用大数据、云计算、物联网等技术进行精细化管理;第八是“水经济?#20445;?#22914;特色小镇,各种水景区的旅游,把傍水变成产业高地。

王浩强调,这8个维度分别对自然、人工的二元水循环进行综?#31995;?#25511;。“对于自然水循环的调控,我们做到两条:保持它的产水量,保持先天的生态水文节律;把水的自然过程极值化给坦化,适合人类的需要。社会水循环的调控也要做到两条:要自律式地发展,尽可能少地从自然水循环中取水;用水、排水都不要把更多的污染排到自然水循环中,而是再生循环、污水处理。”



根本目标是实现三大平衡

王浩院士介绍说,西方走了200多年的工业化之路,一般一个特定时期以一种突出污染为主,人们便以一种主打技术应对。相比之下,我国改革开放40年来,要应对的污染在多样化程度和时间的集中程度上,要远高于西方国家,因此治理?#35759;?#35201;大得多。

他认为城市水环境治理的根本目标是实现三大耦合平衡:第一个平衡是洪水水量的平衡,做到水量的下泄和分散?#22303;?#24179;衡;第二个平衡是单元、区域、流域的水污染产生和消减平衡;第三个平衡是雨水?#30446;?#21046;量和城市乡村的利用量、回用量相平衡。



“原位生态修复”技术领跑世界

我国的“生态流域”建设和国外的流域治理哪些异同点呢?王浩表示,最大的不同点是中国的基本国情,包括上述自然环境和经济发展模式?#31995;?#24040;大差异。相同点很多,例如遏制自然水循环的极值性,增加水流?#30446;?#20877;生性,大力提倡清洁生产、循环经济和绿色生活等。

建设“生态流域?#20445;?#26377;哪些领域应做重点突破或研发呢?王浩认为,当下城市环境中的黑臭水体治理是一个难点和重点,为此需要过硬的技术手段进行?#24179;狻?#20182;回顾了城市黑臭河治理所采取的三代有代表性的技术手段。


“生态流域”建设要通过一系列措施,实现洪涝的海绵化、黑臭水的清洁化、雨水的资源化。



第一代技术是传统的疏通、种草和养鱼,动作大,成本高(平均约500元/平方米),造成的生态扰动极大。第二代使用的超级细菌吃脏东西很高效,但?#34892;?#32454;菌是外来物种,有造成失态失衡的隐患,而且为了达到更好效果还要经常补充菌?#28023;?#25104;?#22659;?#36807;200元/平方?#20303;?/span>

第三代就是王浩带领团队在江?#25214;?#20852;市开展的“原位生态修复”技术,这?#20013;?#22797;方法以“工具酶”促进水体中原有的二三百?#27835;?#29983;物大量繁?#24120;?#20197;消耗水中的氮磷钾等?#25381;?#20859;化物?#30465;?#36825;种方式的生态扰动最小,增加了水里的溶解氧,成本也比前两代技术便宜了一个数量级。“我们在全国进行的300多处?#23548;?#34920;明,修复过程中黑臭水体?#35813;?#24230;逐渐提高,阳光透进来了,底泥中的有机物?#27426;?#20943;少,水草开始扎根,一条河就像一个天然的污水处理厂,河水各项指标?#20013;?#21464;好,植物、动物、微生物系统相互?#26469;媯?#30001;此完成了河流水质的修复。这项技术可以说领跑世界。”王浩强调,在成本上该项修复技术也是最低的,仅45元/平方?#20303;?#29579;浩强调,万?#38470;?#26377;两面性,其技术在处理氮元素方面很突出,但在处理?#33258;?#32032;过剩问题上还有不足,所以从长期看,要降低水中的磷含量,仍需要借助清淤手段。

王院士还介绍了其院士工作站掌握的一些污泥无害化的先进技术。污水处理厂的污泥产量大,含水量高,完全脱水很难,是目前环保处理?#31995;?#19968;大难题。一些地区的处理方法甚至造成二次污染,如填埋后?#25381;?#27700;冲刷?#20013;?#28431;到环境中。王浩院士工作站正在研究将污泥放进高温釜中,经过90分钟处理后变成生物炭的技术。“这个‘釜’就是一个碳汇生成装置——在极短的时间里,完成了地球上需要千百万年才能完成的煤炭生成的过程,其成效堪比营造碳汇林。”

(如需转载请注明转自《环境与生活》杂志)

责编:郑挺颖

网编?#20309;?#29141;芳


王浩院士简介



王浩院士是水资源研究领域资深专家,长期从事水文水资源研究,1989年毕业于清华大学获博士学位。中国工程院院士,教授级高工,博士生导师。现任流域水循环模拟与调控国家重点实验室主任,中国水利水电科学研究院水资?#27492;?#21517;誉所长,享受政府特殊津贴。兼任中国可?#20013;?#21457;展研究会理事长、中国水资源战略研究会常务副理事长、中国自然资源学会副理事长、全球水伙伴(中国)副主席等。获联合国“全球?#21496;?#29615;境奖?#20445;?#34987;授予“全国先进工作者”、“中央国?#19968;?#20851;五一劳动奖章”?#28909;?#35465;称号。出版专著36部,申请专利90余项,发表学术论文450余篇,获国家科学技术进步奖一等奖1项,国家科学技术进步?#20493;?#31561;奖7项;省部级特等奖1项,一等奖21项,省部级其他奖励10余项。2016年10月被水利部聘任为水利部?#38382;?#21672;询委员会委员。其研究成果?#35328;?#27700;利、环保等领域得到了广?#27827;?#29992;,有力支撑了南水北调工程、三峡工程等规划与调度运行,取得了显著的社会经济与生态环境效益。
《环境与生活》杂志 (编辑:综合管理部)
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