东莞运河生态重建初探
1 广东东莞运河的环境背景及现状
东莞运河是随东莞市的经济快速发展而被迅速污染的河流之一。东莞运河于1958年开工建设，1970年建成，是东莞市的骨干水利灌溉工程。从桥头镇建塘口至长安水闸，全线途经14个镇，全长102.6km，流域面积为1098.4km2。运河全线呈“C”字形，环抱半个东莞市。运河建成初期，水生生态系统类型齐全，河水清澈见底，水生植物繁多，鱼虾可见。自20世纪80年代开始，随着东莞市第二、三产业的迅猛发展，沿岸工厂和人口急剧增加，加之东江河床下切、水位下降，运河水质遭受到严重污染，昔日清澈的运河水变得又黑又臭，严重影响了城市环境和市民生活。虽然市区内10多公里长的运河两岸进行了灯光夜景和景观整治工程建设，但由于污水大量排入，被污染的运河仍然是黑色污浊，河底污泥淤积，河岸垃圾堆放，使这条昔日集景观、农灌为一体的人工河严重污染，不堪重负。
2 东莞运河的环境问题及原因分析
2.1 主要的环境问题
（1）生态系统破坏殆尽，水质急需改善
目前，东莞市2/3的生活及生产污水排入东莞运河。运河呈现出黑臭的现象，水质很差，低于国家V类标准，被污染的河水不仅严重影响了城市环境和市民生活，而且也威胁着东江流域饮用水源的安全。实际上，被污染的不止东莞运河，东莞的其它河流，如石马河、寒溪河、南畲郎排渠等河流的污染情况也很严重，河水腥臭难闻。
调查表明，东莞运河干流各河段河水中氮磷超标最为严重。东莞运河目前的生态系统已经被完全破坏，生物绝迹，环境容量几乎为零。东莞运河2005年的水质调查结果见下表；部分河段的污染状况见下图。
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（2）排洪和调污矛盾突出，东江饮水安全受到威胁
近年来，东江河床下切，上游来水减少、水位下降、取水困难，直接影响了东莞的主要供水水源地。为确保东江供水水质，峡口水闸长期限泄，已使寒溪河长期高水位运行，严重影响了堤围防洪安全和水环境，使得东江峡口以上的寒溪河在一定意义上成为悬河。由于东莞市乃至整个珠江三角洲地区的水源单一，一旦东江上游发生突发污染事件，当地人民的生活将受到严重影响。如2005年4月，峡口水闸因泄洪开闸，导致污染严重的运河水排放至东江，影响了5个自来水厂正常取水，万江水厂停止供水7小时，6万人用水受到影响。而且当东莞运河流域发生暴雨时，运河的排洪压力也很大，污水下泄就成为必然，将对东江饮用水的安全造成威胁。
（3）流域经济发展与环境污染的矛盾仍在加剧
东莞运河流域经济发展需要占用大量的土地，而东莞运河水体生态系统重建、水体修复也需要占用土地。这种经济发展与防止环境污染的矛盾不仅尚未解决，而且日益加剧。如果目前取得的经济效益小于以后的环境处理成本，这种发展就不可取，也不可持续。而且以后治理被污染的河流会面临更加复杂的问题，为治理污染付出的代价会非常昂贵。因此，东莞运河流域治理仍然需要唤醒决策者对经济发展与环境治理矛盾协调解决的认识。
2.2 东莞运河水生环境恶化原因分析
东莞运河流域大量的污染物排入水体是运河水生环境恶化的主要原因。东莞运河主要污染源有：
（1）生活污水污染
2006年，运河流域居住人口728.22万人，平均日产污水量264.77万吨。其中日排COD、BOD、SS、TN、TP分别约为660t、396t、370t、106t、10t。目前，这些污水大部分未经处理就排入东莞运河，对河流水体造成了严重污染。
（2）工业废水污染。
运河流域内污染企业共有1062家，占全市污染企业总数的84.8%，日产生废水量达150.9万吨，达标排放量较少，达标率不高。重污染企业废水排放达标率更低，尤其是电镀、线路板行业排放达标率较低。这些不达标排放的工业废水对东莞运河水质恶化负有主要责任。
（3）生活垃圾渗滤液污染
运河流域目前日产城市垃圾10,000吨以上，已建成的城市垃圾无害化处置工程（垃圾焚烧发电厂）仅有3座，日处理规模为2800吨，其余5000多吨目前只能简易填埋。东莞现有城市垃圾简易填埋场100多个，垃圾堆填总量累计达800万吨以上。这些垃圾填埋场每天可产生垃圾渗滤液一万多吨，这些未经处理、通过不同方式排入水体的垃圾渗滤液相当于上百万吨的生活污水所排放的氮类污染物。因此，垃圾渗滤液也是东莞运河的重要污染源之一。
（4）初期雨水污染。
雨水经过对大气、地面的洗涤过程之后汇流入河。
由于大气及地面的污染，被雨水洗涤之后形成的初期雨水，比一般的生活污水中的污染物含量高，流入河道后会对水体造成冲击性污染。因此，对初期雨水的污染防治也是东莞运河水体修复的内容之一。
（5）外源污染
深圳市观澜河每日排放未经处理的生活污水约40万吨，流入东莞运河的上游石马河，对东莞运河造成了严重污染。
（6）面源污染
无序倾倒垃圾、河道两岸搭建临时建筑、河道边修建厕所、河道两岸分散的家禽养殖都直接排放大量污水进入东莞运河，造成面源污染。这也是东莞运河主要的污染源之一。
综上所述，东莞运河水体污染的主要原因来自上述六个方面。正是由于这些污染导致了东莞运河生态功能丧失、水质恶化、环境容量急剧下降、生物多样性消失、自然景观消退，同时威胁着东江饮用水安全。对上述六个方面的污染进行治理绝非易事，东莞运河生态重建的特点可以归纳为：工程浩瀚、投资巨大、技术复杂、任重道远。
3 东莞运河生态重建的特点及措施
3.1 东莞运河生态重建的特点
（1）技术复杂性
污染河道的综合整治工程涉及规划、环保、水利、市政、国土、电力等多部门的协作，仅靠一个专业或一个部门无法做好河道的综合整治工作。
（2）治理的长期性
被污染的河流的修复需要几十年甚至上百年的时间。如：英国泰晤士河整治从上世纪60年代开始至今，经历了长达几十年的时间；欧洲莱茵河的整治从1958年成立“防治莱茵河污染国际委员会”开始，直到1984年水环境才初建成效，历时26年；上海苏州河的整治工程从1988年开始，历经了合流污水治理一期工程、苏州河环境综合整治一期、二期工程，到现在综合整治三期工程仍在进行。这些国内外河流整治工程都说明了河流治理是一项长期性的工作。
（3）工程投资巨大
根据国内外河道、湖泊水体修复的经验，综合整治每公里的城市重污染河道，工程投资大约1亿元人民币。以此推算东莞运河综合整治所需工程投资至少100亿元人民币。由此可见该工程投资巨大。
3.2 东莞运河生态重建工作思路
东莞运河的综合整治，应在满足东莞运河防洪功能、生态功能与景观功能的基础上，从全流域出发，按照“截污-清淤-活源-治堤”的思路，立足于长远，建立长效机制，通过多年的努力，使东莞运河恢复原有的生态功能。
东莞运河的水体修复、生态功能重建必须遵循以下的工序原则：“先截污后修复，先支流后干流，先上游后下游，先净水后景观”。根据国内外河道、湖泊水体修复的经验，被重污染后的河流，“一年污染需十年修复”。因此，东莞运河的综合整治必须克服急功近利、急于求成的思想，必须在科学规划的统一指导下，扎扎实实从截污开始，立足长远，经过长期不懈的努力，最终实现东莞运河流域山清水秀的目标。任何操之过急、急于求成的做法都不可取。
东莞市政府目前应以外源污染的截污为重点，结合内源清淤、生态堤岸建设、河水生态修复工程与引清补源工程等措施，渗透景观理念，形成东莞运河生态环境综合整治的完整体系。
（1）截污
东莞运河目前接纳了流域内21个镇街的大部分工业废水和生活污水。据统计，受纳的污水量枯水期为260多万吨/日，丰水期达到360万吨/日以上，这些污水是造成东莞运河黑臭的主要原因。东莞市于2005年开始投入几十亿资金，新建城市截污管网系统，并以BOT形式新建了36个生活污水处理厂，其中26个属于东莞运河流域，这些项目的实施为东莞运河的生态重建提供了条件。
（2）清淤
由于污水中的污染物在河道中不断沉淀，形成了大量的底泥。在这些底泥中积累了大量的有机物和重金属物质，如果不加以处理将会长期影响河流水质。目前，清淤工程的难点是如何处置从河道内挖出的淤泥。为此建议可先选取部分河道进行试点，摸索清淤及淤泥脱水的方法、二次污染防治及淤泥处置方法的工程实施经验，为全流域清淤奠定基础。在有条件时，最好能采用河道污泥就近处置的方案，以减少运输及处理成本。特别是利用国内已经采用的污泥固化技术将污染污泥固化后用作路基材料、绿地基材。总之，应根据试点结果，确定东莞运河的清淤及其淤泥处理方法。不能盲目地实施大规模清淤工程。
（3）活源
活源是指综合运用各种水质改善工程措施，配合河涌冲洗及补水、调蓄，使河道水质明显改善、水生生态得到恢复。具体包括东莞运河采用除黑除臭技术、河道砾石床净化、生态浮床和浮岛等水体修复技术措施。通过这些技术措施增强河道水体的自净能力，在短期内实现主要河道水体不黑不臭。
除黑除臭技术主要可采用纯氧曝气技术以提高水体中溶解氧含量，抑制水体中厌氧微生物的生长，从而消除河道内的黑臭现象。此项技术在国外已有工程实例：
1）1982年，西班牙Murcia市采用纯氧曝气技术，对受到严重污染的Secura河实施了消除“黑臭”工程。该工程采用了2套纯氧曝气设备，在短时间内就彻底消除了河流的“黑臭”现象，河水由“黑”色转变为“绿”色，而且丰富的水生生物重新回到了Secura河。2）德国Emscher河曾经是一条污水走廊，后来沿河建设了10个纯氧充氧站，通过纯氧曝气，使河流水体溶解氧达到15mg/L以上，而且沿着河道持续7km，有效地消除了此段河道的臭味。随着河岸截污和污水处理厂建成运行，充氧站逐渐拆除，最后仅保留一个充氧站作为避免
由降雨引起河流污染的应急措施。一年来东莞市经过日流量5万吨的小型河流实验，结果表明：这种除黑除臭技术效果良好，经济实用。目前正在扩大实验，有望用于东莞运河治理。
（4）治堤
治堤的核心就是构建生态河堤和建设人工湿地公园。构建生态河堤就是避免钢筋混凝土结构的三面光河堤，利用木桩等表面粗糙的材料构筑河堤，为水生生物提供栖息的场所，从而有利于水生植物群落的形成。妥善处理人工湿地技术的运用与经济发展的用地需求，归还维持环境改善所必须的土地，把由于经济快速发展而过分挤占的空间退还给环境，这样才能达到人与自然的和谐。
4 东莞运河生态重建的目标及建议
4.1 东莞运河生态重建的目标
东莞运河生态重建的目标可以分为近期目标和远期目标。近期目标应该是河水不黑不臭，河内鱼虾重现；远期目标应是恢复到上世纪80年代初期的水体生态状况，水环境容量大幅度提高，生物种类增加，水体清澈，使东莞运河成为东莞市美丽的自然景观。
4.2 东莞运河生态重建工作建议
在东莞市政府领导下成立东莞运河整治领导小组，在领导小组的统一指挥下，成立东莞运河整治专家组（该专家组须由环保、水利、规划、国土、市政多学科有实际工程经验的专家组成）。通过对东莞市多年来关于河道及其两岸建设的众多规划进行汇总修编，重新制定出一套东莞运河生态修复规划方案。在总体统筹下，工程设计和工程建设可分期实施，以提高决策的科学性、前瞻性、可操作性和经济性。在总体规划的指导下，东莞运河的生态重建工作可分为4个阶段：
（1）第一阶段
主要是以污染源控制为核心的截污工程为主。主要包括截污管网的铺设、污水处理厂的建设、工业废水的长期稳定达标、周边垃圾收集处理等，这些工作的开展是河道生态重建的前提条件。
（2）第二阶段
主要是以面源污染控制和河道改造为核心的水质改善工程。面源污染控制包括垃圾处理场的综合整治、渗滤液的处理、河道清淤、河道整治、活源工程、生态河堤改造等。在第一阶段目标实现的条件下，通过第二阶段的努力使东莞运河河水不黑不臭。
（3）第三阶段
主要是以全面生态重建为核心的水体修复工程。主要依靠不同结构形式的人工湿地增加水生、陆生植物面积，提高水体环境容量；通过人工放养水生生物，丰富运河内的生物群落结构，增加生物多样性；通过人工浮岛、强制曝气复氧等手段，提高河水的自净能力；加强入河污染物总量控制，完善支次管网工程、提高污水收集率；通过建设污水处理厂尾水深度处理工程、河堤景观改造工程、两岸道路公路等，使整个东莞运河水质达到地表水Ⅳ类标准。
（4）第四阶段
主要是以提高水质为核心的水质改善工程。主要采用先进的综合技术对上述工程进行完善和技术集成，将东莞运河水质提高到地表水Ⅲ类标准，河水恢复昔日生态。
5 结束语
（1）东莞运河是目前国内污染最为严重的河流之一。运河生态重建的尽快实施，将大大改善东莞人民的生活环境，同时对我国其它河流的生态修复具有重要的借鉴和指导意义。
（2）东莞运河的水体修复，必需按照“截污-清淤-活源-治堤”的治理思路；按照“先截污后修复，先支流后干流，先上游后下游，先净水后景观”的治理程序；按照“始与现在，立足长远，循序渐进”的治理思想全面开展工作。
（3）东莞运河的生态重建工程难度大、技术复杂、费用昂贵、实施周期长，因此需要在市政府统一领导下，多部门、多学科协同合作，一次规划，分步实施，逐步实现东莞运河水体水质优良的目标。
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