【原】楊樹清：“先污染、后治理”是湖泊污染治理失敗的根本原因

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“先污染、后治理”是湖泊污染治理失敗的根本原因

楊樹清

摘要：我國湖泊污染嚴重，國家投入巨資治理，采用了種種治污方案，然而包括國家限時治理“三江、三湖”在內的治理先后均宣告失敗，導致數百億的治污資金打水漂。本文歸納總結了這些治污方案，發現具體措施雖千差萬別，但無一不遵循先污染后治理的技術路線，亦即先放手讓污水進入湖泊，污染混合其中清水，然后再用種種技術治理之。技術路線上的錯誤導致湖泊治污失敗。本文進而提出：必須調整湖泊治污技術路線，采取'清污分流、蓄清排污和流水不腐’的新路線，才能根治湖泊污染。本文以太湖和滇池為例，分析了新方案的工程布局、工程投資和效益，結果表明：采用新方案只需原方案1% 的治污資金，就可以徹底根治湖泊污染。

關鍵詞：三江三湖治污、先污染后治理、清污分流、蓄清排污、流水不腐

一、我國湖泊污染總況

我國是個多湖泊的國家，大于一平方公里的天然湖泊共2300多個，湖泊總面積為70988平方公里，總貯水量達7077億方，其中淡水為2250億方¹。表1為我國有污染的主要湖泊。

表1，我國有污染問題的主要湖泊一覽表

其他大型湖泊，巢湖西半湖處于中度富營養狀態，東半湖處于中營養狀態。洞庭湖、達賚湖、洪澤湖、興凱湖、南四湖、博斯騰湖、白洋淀、洱海、鏡泊湖和洪湖10個淡水湖泊中，僅洱海、興凱湖、博斯騰湖和洪湖水質良好，湖體水質均達到III類標準；洞庭湖、鏡泊湖和洪澤湖水質達到IV類標準；白洋淀、達賚湖和南四湖污染嚴重，均為劣V類水質。

城市內湖中，僅北京昆明湖為III類水質，杭州西湖、南京玄武湖、武漢東湖和濟南大明湖均為劣V類水質。

湖泊的水環境問題不僅體現在水質不佳方面，也體現在泥沙不斷淤積、湖面萎縮直至消亡方面。以千湖之省的湖北為例，1949年尚有湖泊1000多個，目前僅存百多個；再以洞庭湖為例，１９４９年以來洞庭湖容積減少量相當于三峽工程總庫容（２３５億立方米）的５０．６％，與此相應，洪水削減調蓄能力僅相當于５０年代的５０%。由于湖泊萎縮消亡，導致濕地減少，調洪能力減弱，直接惡化動植物生態環境和人類居住環境。

由此看出大面積水體的湖泊存在著非常嚴重的水環境問題，如何解決，是對水利、環境工作者的一個巨大挑戰。由于湖泊在洪水期負有調蓄洪水的重要作用，所以湖泊治污不僅僅是一個環境工程問題，也是一個水利工程的問題。任何解決措施和方案都必須有一個水利、環境'雙贏’的局面，而且必須具有可操作性。否則，決難在實踐中實施。

要解決上述種種水環境問題，歸納起來就是要如何防止污染水體或者含沙水體對大面積清潔水體的擴散，給予出路，防止一粒老鼠屎，打壞一鍋湯。而有效的措施就是：對清污(渾)水體進行隔離，增大污(渾)水流動速度，從流水不腐、流水不淤的角度，利用污染物在流動過程中可自我凈化的功能，沖刷功能，解決面源污染及泥沙淤積的問題，對性質不同的水體進行人工隔離，防止相互擴散、對流和交換。

2004年，作者針對目前只知泄洪不知蓄水；蓄水時又不分清污的現狀，提出了'清污分流、蓄清排污、流水不腐’的治污思想，也就是設植污水流動帶，隔絕清污水的相互摻混(見圖一)。湖泊水體大，流速緩，引起泄洪不暢、泥沙沉積，水質不佳等問題。

圖一、湖泊內設置導洪、導污、導沙的'蓄清排污’新方案         

含沙水流、污水水流均有一個共同的特征，即密度高于清水，底部濃度高于水面，因此可筑污(渾)水體流動帶，引底部水流至湖泊出口，直接泄出水庫、湖泊，可達到有效減淤、減污的目的。通過機械清淤筑潛堤，可一方面通過挖泥增大水體容積，另一方面利用淤泥形成直達出口的堤防，使清污(沙)分流，污(渾)水快速下泄，清水緩慢流動；最終達到徹底防淤、防污的局面。這種格局再加上湖泊的防洪泄水系統，又可有效防洪。

因而在湖泊內形成隔水體的治理方案³可一石多鳥，同時達到多個目的。隔水體有鋼性(傳統的土堤)和柔性(如柔管隔水墻⁴和柔性隔水幕⁵)兩種。較之于現在所采用的分而治之方式：挖泥擴容(如洞庭湖)、外客水稀釋污水(如太湖)，污水截流(如滇池)，添加生物、化學試劑。這種新方法成本低，經濟效益高，工程量小。清污(渾)分流，蓄清排污(渾)應成為湖泊防旱澇災害及水污染的指導原則。

二、太湖治污的己有方案和效果

2.1) 太湖水質的歷史變遷及現狀

太湖流域位于長江三角洲的南緣，呈周邊高、中間低的地形，西邊為山區，屬天目山區及茅山山區的一部分，中間為平原、河網和以太湖為中心的洼地及湖泊，北、東、南三邊受長江口及杭州灣泥沙堆積的影響，地勢稍高。流域土地總面積36895平方公里，總人口3611萬。行政區劃包括上海市（崇明縣除外），江蘇省的蘇州、無錫、常州三市、鎮江市的丹陽市（縣級市）、浙江省的嘉興、湖州市全部和杭州市及部分縣，共有9座特大、大、中城市和近30個縣。

太湖流域多年平均降雨量1141毫米，年降水總量414億方，陸面和水面蒸發量分別為764毫米、842毫米，當地多年平均水資源量為162億方，其中地表水資源量為137億方，年徑流最大值達253億方（1977年），最小值僅為16億方（1978年），流域用水量總量在290億方左右。以1999年為例，全流域用水總量285億方，其中農業用水約101億方，工業用水約42億方，生活用水不到35億方，火電用水約107億方。流域水資源總體之所以能夠保持平衡，一靠從長江引水，二靠水資源重復利用。

太湖是流域內一個天然調節水庫，據1966～1993年的資料，年平均入湖總量為40.9億方，其中汛期入湖水量25.9億方，占全年入湖水量的63.4％；非汛期入湖水量為15億方，占全年的36.6％。多年平均出湖水量為54億方，其中汛期出湖水量24.7億方，占全年的45.7％；非汛期出湖水量為29.3億方，占全年的54.3％。太湖換水周期約310天⁶。太湖水資源的70％經黃浦江入海，黃浦江被喻為上海的母親河。

20世紀60年代，黃浦江市區段由于污染出現黑臭，每年夏季30~50天，到80年代，黑臭達到150天。江南運河，在50~60年代還是沿河居民的日常生活水源，到70年代水質開始下降，80年代水質黑臭。從50年代到70年代，整個太湖水網都是清水悠悠。80年代開始，水質不斷下降，1981年太湖水域69%的面積為II類水，30%的面積為III類水，只有1%的面積為IV類水；83%的面積為中營養狀態，只有16.9%為富營養狀態，大部分湖體處于良好狀態。水質在IV類或劣于IV類的水域，1987年達到61%，1992年達到63%，1995年達到79%，1996年達到86%，從2000年度監測資料來看，太湖水域有71％已達到富營養水平，29%為中～富營養水平。１９９０年、ｌ９９２年、ｌ９９４年夏季，太湖流域干旱少雨，無錫附近梅梁湖、貢湖以及湖西北水域經常出現大面積“水華”，湖濱城鎮供水告急。２０００年７月，太湖藍藻再次大規模爆發，藍藻最嚴重的為梅梁湖，數公里湖面上浮著大面積藍藻，岸邊藍藻濃得象油漆，島洼里藍藻達到15厘米以上，綠油油的湖面惡臭陣陣⁷。

全流域污廢水排放量，在1985年為37億方，而1988年達50億方，1998年為43億方。2000年太湖流域每年直接排放入河湖水體的工業、生活污廢水達49億方。其中上海約占57％，江蘇約占30％，浙江約占13％。而污水處理率不足1／3，致使一半以上的河流(按長度計)遭受污染，其中上海市境內污染河長達80％，江蘇70％，浙江30％，蘇南運河達90％，黃浦江達75％，江南大運河83％的評價河段受到污染。據2000年對太湖流域82個主要河湖斷面監測，目前僅有19.4％的監測斷面水質，尚能達到地面水標準II或III類，其余80.6％的斷面則受到不同程度的污染，其中48％的監測斷面水質為IV類，14％為V類，23％為劣V類。太湖流域的水污染中，工業污染排放占4～5成；農業面源為主，占一半以上。

2.2) 太湖治污策略及效果

太湖治污，經歷了兩個階段：第一個階段以大規模興建污水廠、嚴格控制工業污染排放量為手段，期望2001年'零點’達到太湖水變清的戰略目標，但實踐表明：2000年太湖水質并沒有根本性的改善。第二階段將戰略方針改為：引長江水'透析’太湖，但試驗結果仍是強差人意。目前，太湖治污己投放資金120億元，續后治污資金將達2000億元⁸。

1996年國務院專項部署了太湖流域的水污染防治工作，并于1997年批準了《太湖水污染防治'九五’計劃及2010年規劃》。《規劃》將太湖治理工作分為近期和遠期，近期又分為兩個階段：第一階段到１９９８年底，全流域工業企業（包括鄉鎮企業）及集約化畜禽養殖場和沿湖的賓館、飯店等單位排放的廢水達到國家規定的標準；第二階段到２０００年底，集中式飲用水源地和出入湖的主要河流水質達到規定的水質標準，實現太湖水體變清。遠期到２０１０年，基本解決太湖富營養化問題，湖區生態系統轉向良性循環。

在國務院有關部門的督促下，蘇、浙、滬３省市積極組織實施規劃，做了大量艱苦的工作。流域內重點工業污染經１９９８年底“零點達標行動”后得到有效治理，流域內工業污水７０％～８０％得到了控制；環湖賓館飯店污水得到了有效控制；有一定規模的畜禽養殖場糞便處理得到了改善；無磷洗衣粉的禁用取得了成效；氮肥、磷肥和農藥的使用有了一定程度的改進；網圍養殖面積有所縮小；對太湖的船舶污染問題也采取了一些措施。

2000年太湖水質規劃目標為：總磷0.05mg/l，總氮1mg/l，高錳酸鹽指數3.2mg/l。但是，《規劃》要求的在２００0年太湖水變清的目標卻沒有實現，實測太湖總磷、總氮和高錳酸鹽指數分別為：0.1、2.54、5.28mg/l，超過水質目標要求的100％、154％、65％。《規劃》中24個環湖河流斷面，有79％劣于《規劃》水質目標，主要超標因子為總磷、高錳酸鹽指數。太湖湖區中，又以五里湖、梅梁湖水質最差，劣于V類水。

“九五”期間百多億元的巨大投入，卻沒有帶來當地政府和百姓翹首以盼的結果。國家宣布的2001年零點太湖水質變清的目標沒有如期實現。2002年太湖仍全年處于富營養化狀態，流域骨干河道幾乎全部變黑發臭，太湖整體水質處在三、四級狀態之中，不少地方成了五類水。令人痛心的事實猶如一盆冷水澆在了所有關注太湖人的頭上。120億元打水漂，為何治污這樣難？不少專家和領導都在思考，太湖治理顯然不能簡單地歸結于“治理力度不夠”之類的說法，應當從深層次尋找原因⁹。路到底該怎么走？

在“十五”期間，政府擬對太湖治理戰略進行調整，以實現有機污染物總量削減10％至25％的目標。其中的重大治污措施包括：由工業點源控制為主，向工業點源與農業點源綜合治理轉變；由城市污染控制為主，向城鄉污染控制轉變；由陸上污染控制，向陸上水上污染控制轉變；由治理污染為主，向防止污染和生態環境保護轉變。今后將注重湖濱帶和濕地的保護，盡量讓污水在濕地得到凈化；從治標應急剎車向標本兼治、加大治本力度轉變，從而使太湖治污在水質惡化趨勢得到初步遏制的基礎上，逐步做到水質不斷改善。

國務院副總理溫家寶提出：到2005年底，太湖水質要有所好轉，特別是梅梁湖、五里湖的水質要明顯改善，為逐步恢復太湖良性循環的生態系統奠定基礎。

中外專家經過多年科研證明，國家計劃太湖水質在2020年恢復到80年代初期的二類水標準，至少需投入資金2000億元¹⁰。這筆錢如何花方能獲取最佳效益？成為人們普遍關心的問題。

2002年1月30日至4月3日，水利部啟動了“引江濟太”工作，常熟水利樞紐泵站連續引水64天，望虞河共抽引長江水10.7億立方米；入太湖6.7億立方米，通過太浦閘向杭州灣地區供水6.6億立方米，受影響范圍1.4萬平方公里，占太湖平原河網地區面積的1／2。引水后水質有所改善，監測結果顯示，太湖受“引江濟太”影響的區域主要有太湖貢湖、湖心區、東太湖以及靠近梅梁湖、東部沿岸帶的部分水域，水質已有好轉。受引水影響水域的主要污染物指標比往年同期有所下降，太湖的換水率提高了15％，從而加快了流域河網及太湖的水流運動速度。試驗基本達到了改善水環境的目的，但離規劃要求還差得遠。

不難看出：太湖治污的總體思路在于先允許污水進入湖體，然后采用各種方案治理之，沒有將不合格污水阻擋在湖區清凈水體之外，也就是說走的是一條'先污染、后治理’的技術路線。

三、滇池治污的己有方案和效果

3.1) 滇池水質污染歷史和現狀

滇池流域面積2920平方公里，流域內山地、丘陵占69.5％，平原、盆地占20.2％，滇池占10.3％。海拔1886米，湖面南北長39公里，東西寬13.5公里，平均寬度約8公里；湖岸線長163公里；湖面面積318.27平方公里；最大水深10.4米，平均水深1.5米，蓄水量約4.4億立方米。滇池南部為滇池主體稱外海，北部支體稱草海，由一道天然湖堤分開。湖體略呈弓形，弓背向東，有二十余條河流呈向心狀注入湖區如南盤江、寶象河等；出水口在西南端的海口中灘閘，為自然出口，流入螳螂川、普渡河后又匯入金沙江。草海入湖口為新河、運糧河、烏龍河、西壩河與船房河。外海入湖口為盤龍江、大清河、采蓮河、洛龍河與護城河。

滇池流域是云南省人口最密集，生產、生活最活躍，經濟最發達的地區。面積不足全省面積的7.4‰，而工農業總產值分別占全省的32％和30％。流域內有199.4萬人口、主要聚集在滇池北部的湖盆壩區。至2002年，昆明主城區面積131.7平方公里，人口161.5萬人。滇池流域多年水資源量只有5.3億方，人均水資源量僅近270方／年，僅為我國人均水資源量的12％，處于極度缺水狀況。

滇池的水質污染是從80年代開始的，那些年圍繞滇池大辦工業項目，上了一大批小磷肥等污染嚴重的企業。長期以來，昆明市的生活污水不經處理便直接排入滇池，加重了滇池的污染。有關專家說，80年代污染滇池的主要是工業污水；90代主要是大量未經處理的生活污水。近20年來，滇池水質下降了兩個等級以上，出現了全湖水質超五類的嚴重局面，使原來極為豐富的水生植物從種類、分布、數量、演替均發生巨變，一些敏感群落滅絕或瀕臨滅絕，水生植物面積銳減，魚蝦減少，土著魚從原來的15種減少到僅剩4種，而水葫蘆、藍藻暴發性繁殖，呈“綠油”狀長期覆蓋湖面，水體變色。

在每年排入滇池的工業和生活污水2億多立方米中，生活污水占４５－５６％，面源污染占３３－４０％，而工業污染源只占１０－１４％。1995年，排入滇池的廢污水量達1.85億方，主要污染物有總磷1021噸，總氮8981噸，其中城鎮生活污染源排放總磷457噸，總氮5089噸，工業污染源排放總磷147噸，總氮937噸，非點源排放總磷417噸，總氮2955噸。也就是說面源污染占到總污染物的40%至60%。

1999年，國家環保局領導、專家在視察滇池后，稱滇池生態已演化到“生態癌”。他們在離滇池大老遠時，便聞到了一股腥臭味。走近一看，只見內湖和外湖一片墨綠色。瘋長的藍藻和其它藻類散發出一陣陣難聞的腥臭，湖面上一層像油漆一樣的墨綠色的藍藻浮在水面，一簇簇綠油油的水葫蘆，在湖中漂來蕩去。幾十里的水面上全部被藍藻覆蓋，最厚可達幾十公分。裝載量800公斤的農用拖拉機，每天要載走18車。

3.2) 滇池治理措施的回顧與效果

“九五”期間，采用了下述治理措施：1.開展了滇池流域達標排放“零點行動”；2.建成４座污水處理廠，日處理污水能力達到了３６.５萬噸，占全市污水排放量的６０％，使日處理污水能力提高到５８.５萬噸；3.西園隧道工程1996年建成運行，改變了滇池的湖流，實現外海和草海水體分隔，減輕了外海污染負荷；4.北岸截污工程。東起大青河，西至西園隧道入口的滇池北岸，鋪設11公里的管道，從大青河、船房河和采蓮河截提輸排3方／s的污水經西園隧道排入沙河。完成了滇池北岸局部截污和盤龍江中段截污工程，以減少進入滇池的污染物總量；5.疏浚了草海底泥面積２.８3平方公里，占草海總面積的３８％，底質424萬方，疏浚區水深平均增加１米；6.全面實施了工程造林、退耕還林和封山育林，滇池流域森林覆蓋率達到４８.９％。完成了大觀河、盤龍江整治；7.取締了滇池網箱養魚和機動捕魚船，關閉了滇池面山采石采砂場。在滇池流域內禁止經銷和限制使用含磷洗滌用品。

“九五”期間，滇池治理投入資金數十億，而生態惡化問題沒有逆轉。監測結果表明，1999年、2000年滇池外海水污染繼續加重，藍藻大暴發性繁殖勢頭不減，云南省投入大量資金實施緊急措施，試用了機械、藥物、水體置換等方法清除藍藻。但是效果并不明顯，滇池草海水質仍為劣5類，外海為5類，湖水的總氮、總磷、高錳酸鉀鹽濃度仍超過規定標準，甚至還有所上升。

“十五”期間，針對滇池水質的現狀，昆明市環保局預計投資78億資金，實施26項工程挽救滇池。計劃對滇池治理將首先采取總量控制手段，控制三類污染源（即城市污染、面源污染、工業污染）排放量，計劃到２００５年污染物入湖總量與２０００年相比減少２０％以上。同時，擴建污水處理廠、改造城市下水管網以。將工業污染控制改為適應監督管理；同時為解決昆明地區高濃度難降解有機污水及危險固體廢棄物帶來的特殊環境問題，計劃建設20家重點工業污染源的監控系統及建設高濃度有機廢水及危險廢棄物處理中心。

總結過去的經驗教訓后，當地政府認識到，若不集中處理污水，再建多少污水處理廠效果也不大，遂決定將截污治污工程作為治理滇池重大項目來抓。具體計劃為：將滇池環湖地區分為6大片區進行環湖截污治污。在每個片區地下15到20米處布設截污管線，管線總長75公里，直接與城區污水管網和污水處理廠相連接，形成連片的截污管網。被截住的污水經處理后，每年可提供2億方清潔水注入滇池。計劃新增40萬方/日污水處理能力，擴建一污水處理廠、二污水處理廠及建設東郊、北郊、呈貢、晉寧等污水處理廠。

“十五”期間，將投資１０億元建設九條河的截污干管工程，（新河、運糧河、烏龍河、船房河、西壩河、采蓮河、明通河、枧槽河及小清河）基本形成主城區雨污分流的干管網體系¹¹。投資3.9億元疏浚滇池草海底泥，疏浚草海底泥628萬立方米。經過吹填、沉降、余水處理等工藝后，呈漿糊狀甚至凝固狀的底泥將堆放于滇池沿岸的東風壩北、運糧河東及運糧河西堆場和王家堆堆場。4個堆場的面積為1965畝。掌鳩河引水工程包括建設，總投資38億元¹²。2005年工程完工后，每年可向昆明自流調水2.45億方，可以保證2020年主城區潔凈水的供需平衡，還有1.64億方余水補充滇池水體，將縮短水體置換周期，對滇池生態恢復起到積極的作用。但掌鳩河的引水在排入滇池之前水質已發生變化，實際增加的是污水量，對改善滇池水質難以起到明顯作用。

"治滇"已成為建國以來國家投資最大的水體污染治理工程。天文數字般的巨大投資，卻沒有帶來當地政府和百姓翹首以待的結果。中國環境監測總站2002年公布的數據顯示，滇池13個監測斷面均為劣5類水質，70％的水體處于重、富營養化狀態，至2002年，滇池已連續5年都是劣V類水質，幾乎喪失了作為水的全部使用功能。令人心痛的事實，猶如一盆冷水重重地澆在了所有關注滇池的人的身上。云南全省更是上下震動，議論紛紛。專家、百姓、媒體紛紛質問：滇池治理的路子究竟對不對¹³。

什么是治滇的路子？九五、十五的治污實踐及規劃清楚地表明：所有的法寶都在走'先污染、后治理’的老路，而如此龐大的水體一旦遭污染，再去治理好比登天。所以，我們有必要從失敗的湖泊治污中，總結經驗教訓，找出一條新的治污技術路線。

四、清污分流、蓄清排污和流水不腐’的新方案

要解決湖泊水污染問題，歸納起來就是要如何防止污染水體或者含沙水體對大面積清潔水體的擴散，給予出路，防止一粒老鼠屎，打壞一鍋湯。而有效的措施就是：對清污(渾)水體進行隔離，增大污(渾)水流動速度，從流水不腐、流水不淤的角度，利用污染物在流動過程中可自我凈化的功能，沖刷功能，解決面源污染及泥沙淤積的問題，對性質不同的水體進行人工隔離，防止相互擴散、對流和交換。

要達到上述目的的關鍵技術在于分隔清污水體，設置單一水體流動帶，使得'清污分流、或清渾分流’。在上述大面積的水體中，一般上不存在水流落差，使得簡單的柔性隔水幕或柔性水管，就可以有效地將水體隔離。這些柔性隔水幕或柔性水管將只承受較輕微的水流摩擦，至于水流沖力，柔性隔水體將通過改變自身的形狀而吸納消化沖力。如果水體流動帶和流動帶之外的水體存在水面落差，則使用剛性隔離體，這種隔離體可以是任何可以承載水壓力的建筑，如預制的水力插板、沉箱、土堤等。或者，雖然水體流動帶和流動帶之外的水體不存在水面落差，但在某些特殊地段，如流動帶拐彎處，水流沖擊力過大，導致大量污水或含沙水流越過輕質幕墻，侵入被保護水體，則也應使用剛性隔離體。

水體流動帶由兩條相互平行或近似平行的柔性隔水幕、或二道柔管隔水墻、或二道剛性隔水體組成，或兩道柔性隔水物結合剛性隔水體組成，流動帶寬度將根據實際所需加以確定和調整。柔性隔水幕由輕質薄膜及錨固體系統兩部份組成⁴。輕質薄膜浮于水體之中，形成一道豎向柔性幕，豎立著的柔性幕將阻止污水或含沙水體向清潔水體的擴散，錨固系統的作用在于固定柔性幕墻走向，引導流動帶內部的水體流向指定的下游地區；柔性隔水墻則由柔性水管和錨固系統兩部份組成⁵。在實際工程中，究競是采用柔性隔水幕還是柔性水管，取決于工程目的及水深，一般上淺水區宜采用柔性水管，而深水區適宜于隔水幕，小橫向流速宜采用柔性隔水幕，中等橫向流速采用柔性隔水墻，大橫向流速采用硬性隔水體。

隔水帶也可以由柔性隔水體及剛性隔水體混合而成，例如：利用湖堤作為隔水帶的一側，只需要用柔性材料構筑隔水帶的另一側，由此可節省營造隔水帶的成本。

之所以用上述方法能有效解決大面積水體的污染問題，乃在于這一發明綜合考慮了水環境的如下基本特征，包括：

1，含沙水流、污水水流均有一個共同的特征，即密度高于清水，使得底部濃度高于水面，因此應該重點防止底部高濃度污(渾)水向清凈水體的擴散和對流，而頂部水質相對較好，濃度相對較小，可允許一部份污(渾)水進入被保護水體。

2，污染水體向清潔水體的擴散量，與污(渾)水的濃度梯度成正比，與清污(渾)水的交界面面積大小成正比，即符合紊動擴散定律及分子擴散定律，因而，只要縮小清污(渾)水交界面面積，就可有效減少污(渾)水對清水水體的危害。

3，'流水不腐、流水不淤’原理，有機物污染物在流動過程中有自我降解，自我分解，自我凈化的作用，因而只要人為地保持污染水體在大面積水體的流動速度，就可有效減淤、減污。

4，流體力學中的伯努利定律，即流速越大的流動帶內，壓強小于柔性流動帶內外大面積水體的壓強，這種壓強差有縮小流動帶寬度的趨勢。

圖2中，隔水幕之間為大面積水體中的流動帶。在湖泊、水庫中，流動帶中一般為污(渾)水，流動帶之外為被保護的清潔水體，該帶中水流流動速度遠大于兩側的水體。

當隔水幕的密度小于水時，隔水幕只要下面固定，上面可隨流飄動，尤如樹木青草可隨風搖曳一般。當隔水幕的密度大于水時，可以使用助浮裝置使之懸浮于水中。隔水幕的高度一般上應大于水深，它由重墜體及錨固系統固定在指定的線路上。重墜體的重量，錨固體的疏密和單個隔水幕的長度等參數應根據不同實際情況下的受力，通過計算和實驗得出，以隔水幕能牢固地固定在指定線路為原則。根據需要可設置多道隔水幕也加強對不同性質水體的隔離。

圖2，柔性隔水幕的構造示意圖

圖3中，兩柔性水管之間為水體流動帶，兩柔性水管之外為相對靜止水體。柔塑水管為一個兩端封死柔性水管，上端有充排水孔，下端有錨固系統。柔管可在垂直水流的方向上作一定幅度的擺動，擺幅決定于橫向流速的大小及錨固體的疏密。

柔塑管充滿水以后將成為鼓脹的水管，在水體中形成一道隔水墻。因為水管不能承受較大的內外壓差，隨著水深的變淺，水管將發生變形，多余水體將從充排水孔處外泄，從而變扁平甚至完全排空地勢較高處的水體。

如果沿管線方向地形高差變化較大，甚至有的地段在水面以下，有的地段在水面以上，則管內的水將從岸上段流向水下段，在水中自動充脹成為隔水墻，而岸上部份則會由于沒有水體而變扁平。所以這種柔塑水管具有根據地形自動調節，在水中自動形成隔水墻的重要功能。

在實際運用中，為增加效果，需要柔性隔離體(包括隔水幕及隔水墻兩種)結合硬性隔離體，方具有完全阻隔不同性質水體擴散、能量和動量交換的效果。硬性隔水體能承受較大的壓力差和較大的水流沖擊力，缺點是較為昂貴，工程較大。由于硬性隔水體具有柔性隔水體所不具備的特點，所以在實際工程中，應考慮兩者相互結合，甚至單獨使用硬性隔水體。

典型的柔硬隔水體相結合情況是當流動帶拐彎時，若僅使用柔性隔水體，則柔性隔水體將承受較大的沖力，使得流動帶內的大量水流越過柔性隔水體而與流動帶外的水體相互摻混，所以，為避免這種情況的出現應在該處建硬性隔水體。

圖3，柔管隔水墻構造的單一水體流動帶

圖1為隔水帶在湖泊防洪、防污及防淤工程運用的示意圖。通常情況下，水質優良的洪水將通過通湖河渠溝溪進入湖區，非汛期的大量污(渾)也將進入湖區并與湖水相互摻混，影響整個湖泊的水生態環境。而河水的大量泥沙也可通過入湖水道進入湖區，導致湖泊變淺變小，逐步萎縮，喪失水生態的正常功能。湖水將通過出湖水道進入大江大河并排向下游。

在湖泊中設置隔水體使隔水體與湖泊岸線之間形成一道水體流動帶并經出湖水道流入大江大河。當然，也可在湖心構筑水體流動帶。為向湖心補充優質淡水，可在各入湖水道和出湖水道修建控制性建筑物，如閘門或橡膠壩。當通湖水道的水質優良時打開通湖通筑物，即可向湖區補充優良淡水。當通湖水道的水質不滿足要求時，關閉通湖建筑物，此時劣質水經環湖流動帶進入出湖水道并匯入江河。

為提高大型湖泊對洪水的調控能力，環湖堤應采用硬性隔水體，出湖建筑物可為泵站及閘門等組成的樞紐¹⁴。洪水期來臨之前，關閉所有所湖閘門。入湖水流全部經由環湖流動水道排出湖泊，汛期來臨前環湖流動帶將處于高水位，而湖水仍處于汛前低水位，兩者有較大壓差，也就是說騰空湖泊以迎洪，當入湖水道需要分洪時，打開通湖閘門就可以分洪；當大江大河需分洪時，打開相應的出湖口處的閘門；當湖水處于最高水位，而湖泊上游仍有多波次的洪峰時，打開出湖口泵站搶排湖水，以騰空湖容，為下一次分洪作準備；當大江河的洪峰水正好遭遇到其他入湖水道的洪峰時，并需要避免沿湖地區巨大損失時，關閉出湖口閘門，使湖江暫時脫離。

如此，環湖隔離流動節將大大增加湖泊對洪水的調控能力，改善湖水的水質，減少進入湖區的泥沙，延長湖泊壽命。

五、采用新方案的工程量和效益分析

作者提出的治湖新方案即不需要搞排污達標的'零點行動’，也不需要大建污水處理廠，更不需要環湖截污的管道和農藥化肥的取締。唯一需要的是建一條圍湖導洪、導污、導沙水道。由于這一水道建設在水中，所以無需開挖，只需在水中建一道環湖堤。所以，工程量及投資集中在環湖堤及進水閘門兩方面。現在，我們估算這一工程的造價。

先以太湖為例，太湖環湖岸線全長393.75公里。

2002年12月22日，江蘇總投資4.96億元的長217公里太湖環湖大堤通過驗收，太湖環湖大堤工程為Ⅱ等工程，堤防和沿線口門建筑物均為2級工程，其主要建設內容有：大堤復堤172公里，港堤18公里；大堤護砌太湖側護砌129公里；內堤坡腳防護為50.6公里；口門控制建筑物100座；防汛公路90公里。

上述環湖防洪堤相當于作者方案中的外堤，如果再平行外堤建一道內堤，將太湖水圈起來，其造價不可能超過外堤，卻不可能超過4.96/217*393.75=8.98億元。這一工程造價僅相當于原治污方案(2000億元)的0.5%。如果用柔管隔水墻作為導污渠內堤，建設成本更為低廉。

那么，建設這一導污渠以后能不能有效降低太湖的污水含量，實現太湖變清的目標呢？

面源污源是太湖污染的元兇之一，現在全球沒有任何有效方案治理之，但這一方案將徹底解決面源污染問題。太湖的面源污染占總污染物的一半，從太湖周邊進入湖泊。{PRIVATE?}１９９４年，太湖流域用氮肥４８２７３７.６噸，磷肥５３１３４.４噸。有關估算結果表明，太湖流域氮素流失率為２０％時，進入水環境的量每年為９６５４７.５２噸。磷素流失率為７％時，進入水環境的量每年為３７１９.４０噸。１９９１～１９９２年度全國農藥用量２２.６萬噸，每公頃用藥量為２.２６公斤，而太湖流域每公頃耕地農藥用量為８.０７２公斤，是全國平均用藥水平的３.6倍。按流失率８０％計算，太湖流域每公頃耕地每年就會有６.４公斤農藥流失到土壤、水中¹⁵。面源也來自禽畜糞肥。太湖地區耕地對禽畜糞肥的最大承載能力為每年每畝1.5噸，而實際上目前已達1.89噸；流域化肥年使用量達250萬噸，是發達國家的2倍左右；地級城市產生的垃圾日均超過1000噸，每天有80萬噸的生活污水直接排入湖、河內。這意味著，在太湖流域，無論土地上還是水體中，都出現了超過承載能力的剩余物質。不扭轉這一狀況，太湖水變清是很困難的。

正如我們對抗'非典型肺炎’一樣，最有效的措施不是先讓'病源’感染以后再治療，那樣不僅費用昂貴，甚至不可能消除'病毒’。正確的作法是將'病源’與'正常人群’先行隔離，如此不僅治本也治標。

環湖導污渠就是對污水和清水進行隔離，上述的農藥、化肥、泥沙和禽畜糞肥統統進入這一導污渠，自然可以保讓太湖水質的干凈。要治太湖，唯有如此，別無他法。

再看滇池治污。正由于技術路線上的錯誤，導致不少人認為'2010年水質達標目標不可能實現，是鐵板釘釘的事實’。那么，采用環湖導污渠方案，實施'清污分流、蓄清排污、流水不腐’戰略是否就可以解決上述所有問題呢？

沿滇已建的防浪堤渠道可作為圖一中的外環，只需另外營造163公里的內環，按太湖環湖大堤的單價計算，內環的造價為(4.96/217*163=)3.72億元，不到現有治污方案投資的1%。

實施這一方案滇池水質可徹保。滇池流域年化肥使用量為８．５萬噸，農村固體廢棄物一年約為２９０萬噸，廢水１７５９萬噸，最后進入滇池。昆明市區流入滇池的９條主要河流成為納污、排污河道，雨季污水處理率低，水質污染嚴重，并進入外海，是滇池的重要污染途徑¹⁵。因為不論是生活污水、還是工業污水，處理廠回水等等一切污泥濁水，全部擋在滇池之外，順著環湖導污渠，泄入螳螂川、匯入金沙江。由于沒有新的污染源加入，滇池不再成為藏污納垢之所，所以水質可徹保。

實施這一方案滇池流域防洪有保障。當滇池流域發生洪水時，第一場洪水的前峰一般為'第一道淘米水’，將由導污渠送出滇池之外。而隨之而來的洪峰則為較為清潔的河水，此時可打開通湖'開關’，清潔河水直泄入湖，給滇池補水。當然洪水中必然還有一定的有機物，這正好是水生生物所需要的最低值。當滔滔洪水不斷來襲，超出警戒水位時，打開設在出海口的總閘門泄洪。同時，打開導污渠內的所有'開關’分洪。不難看出：屆時導污渠實際可成為一條分洪通道，將發揮巨大的作用，減輕滇池的防洪壓力。

實施這一方案昆明市的土地資源得到利用。它不需要敲掉目前已建好了的防浪墻，充分利用了目前防浪墻的作用，甚至可以說防浪墻越牢固，越高，蓄水越多，棄水就越少。目前，疏浚出來的淤泥都是遠距離向指定點堆放，搬運費很高。而新方案僅要求將污染物最多最嚴重的臨岸淤泥清出來，抓住了二次污染的本質，并就近沿岸堆放，當淤泥瀝干后就自然成了導污染的一道堤。

實施這一方案滇池的泥沙淤積可減少，壽命可延長。如前所述，滇池在歷史長河的演進中，必然是逐漸萎縮，直至消亡，這是不以人的意志為轉移的鐵定規律。但如果修筑此導污渠，絕大部份泥沙和污染物都集中淤積在導污渠內，只要安排導污渠歲清，就可以延長它的壽命。

所以，可以很肯定地認為：目前的'治滇’技術路線存在偏差，興建環湖導污堤，實施'清污分流、蓄清排污’戰略是可行的，綜合效益是高的，解決污染問題是徹底的。

那么，環湖導污渠內會不會'臭不可聞’呢？不會，巧妙就在于利用了流水不腐這一原理。'流水不腐’就是巨大的污水處理廠。這一結論可以從東太湖水質中得到證實。東太湖是太湖的一個狹長湖灣，位于太湖東南部東山半島東側，與西太湖以狹窄的湖面相通。東太湖南北長27.5公里，最大寬度9.0公里，環湖大堤包圍面積132平方公里，平均水深僅1.2米左右。東太湖面積不大，卻是太湖向下游泄洪和供水的主要通道。太湖向下游供水的最大河道~太浦河也源于東太湖，通過東太湖泄出的水量一般約占太湖泄水總量的70％～80％¹⁷。所以，東太湖水流速度較大，盡管東太湖污水負荷是全太湖平均負荷的4～5倍，但由于'流水不腐’東太湖擁有較強的生態自凈功能，目前東太湖區的水質仍然優于太湖的其他水域，保證了太湖向下游的供水水質。我們不難得到結論：對付水體污染，不怕水臟，就怕水不流，水流速度愈大則自凈能力越強，有機物在流動過程中降解也越快。不難看出端倪：我們只要設較小的過水斷面，保證較大的水流速度，就能有較治污。

六、結論

本文深刻分析了湖泊治污失敗的根本原因，指出：湖泊水流速度過小是水質惡化的內在原因，污水毫無阻擋地進入湖泊則是其外在誘因。而現有的治污方案不可能根除外污染源(如面污染面)，也沒有能提高湖泊流動速度。因此，治污失敗是必然的，不足為奇的。從根本上說，現有的所有湖泊治污技術無一不是走'先污染、后治理’的技術路線。

作者進而提出在湖泊內營造環湖導污渠，實現'清污分流、蓄清排污、流水不腐’的治污原則。一切污水濁水被導入高速流動的導污染，從而有效保護了湖水，杜絕了污水向清水的擴散和混合。計算表明：以新方法治污其造價不到傳統方法的1%。

參考文獻

¹金相燦(2001)，湖泊富營養化控制和管理技術，化工出版社.

²楊樹清(2004)，21世紀中國和世界水危機則對策，天津大學出版社

³楊樹清(2003), 大面積水體的防污減污方法, 專利登記號03129750.1

⁴楊樹清(2003), 柔性隔水幕的構造, 專利登記號03257885.7

⁵楊樹清(2003), 柔管隔水墻的構造, 專利登記號03257886.5

⁶葉壽仁(2001), 太湖流域管理局副局長葉壽仁談太湖水問題，4月11日, 新華網.

⁷葉壽仁，黃衛良(2001)，太湖流域節水工作研究，中國水利No. 8。

⁸ <<中國調整太湖治污戰略》，人民日報海外版，2001年9月13日。

⁹ 鄧建勝，太湖水體何時變清？人民日報，2003年5月23日。

¹⁰ 劉鴻志(2001)，中國太湖和日本琵琶湖水污染防治狀況比較，中國環境報8月1日。

¹¹李自良(2002)，工程總投資超10億，昆明大規模整治進入滇池河道，新華社昆明，2月28日。

¹²楊健強(2001)，滇池污染的治理和生態保護，水利學報，第5期。

¹³王翰林(2001)，30億元打了水漂，滇池還有救嗎？科技日報，10月24日。

¹⁴楊樹清(2003)，一種增大湖泊防洪庫容的方法，專利登記號03130017.0。

¹⁵劉潤堂、許建中、馮紹元、王素芬、姚春梅(2002)，農業面源污染對湖泊水質影響的初步分析，中國水利， No. 6。

¹⁷ 吳泰來(2001)，21世紀初太湖流域的水問題及具對策初探，水利發展研究, No.1。       

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