■文 / 曹斌 柳晨

作者单位：E20环境平台

绿水青山：人民对美好生活的向往

习近平总书记指出：“生态环境是关系党的使命宗旨的重大政治问题，也是关系民生的重大社会问题”。进入生态文明新时代，绿水青山就是金山银山被赋予了新的时代内涵。作为最普惠的民生福祉，良好的生态环境是事关每个人的公共产品，也是对不断增强人民群众获得感、幸福感和安全感的积极回应。这一成果在水环境治理领域有着更为生动的展现。据生态环境部统计，2020年全国地表水优良水质断面比例提高到83.4%，劣V类水体比例下降到0.6%，而“十三五”开局之年的2016年这两个比例分别为67.8%和8.6%。好水比例上升15.6个百分点，劣V类比例下降8个百分点，一升一降展现在老百姓眼中的是清水绿岸、鱼翔浅底的优美景象。

关键节点：河湖水库治理依然严峻

党的十九大报告提出以山水林田湖草统筹治理推进生态文明建设，其中林、田、湖、草均以“水”为依存。由此可见，水是生态文明建设的第一要素。“水十条”实施以来，秉承着“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水方针，中国的水环境治理已经从过去的以末端治理为特征的点源治理，迈向以标本兼治为特征的流域治理，尤其随着长江大保护、黄河大保护上升为国家战略，一、二级河流的水环境治理成效显著，而河网“毛细血管”仍然是中国全流域治理的盲区，特别是以湖泊、水库为核心的小流域污染问题依然严峻。

抓住湖泊、水库就抓住了水生态治理的“牛鼻子”。以湖泊、水库为重点的河网“毛细血管”既是上下游、左右岸污染物的主要汇聚场所，也集中了水生态治理的诸多短板问题，诸如基础设施落后、超标排污等。同时，湖泊、水库等“毛细血管”往往具有造福人民的服务功能，从空间上距离人民群众居住区较近，是人民群众重要的“大水缸”，与人民群众的生命财产安全息息相关，水质、水量与水安全都直接影响着人民群众的获得感、安全感和幸福感。

困难重重：触及更深层次的问题

需要攻克湖泊、水库反复污染的“靶向”技术。由于大中型湖泊、水库中底泥较厚，水体厌氧区域较深，传统的清淤和曝气只是治标不治本，投资巨大的同时往往陷入反复治理的窘境。例如广安市武胜县五排水库就曾经出现反复治理而不见成效的困境。

清淤是湖泊、水库常用的解决内源污染的传统工程手段。这种简单粗暴的方法往往导致湖泊、水库原有生态系统的破坏，需要更大的投入和更长的时间重新建立水生态系统；同时，该技术抗击外源污染能力较差，即如果外源污染物没有得到及时控制，则水生态环境会再次恶化，而清淤后的底泥处理处置会成为新的问题。

曝气分为表层曝气和深水曝气，也是正对湖泊、水库内源污染的重要工程措施之一。较之于清淤，该技术更强调水体自净能力，对外源污染物具有一定的抗击能力，表层曝气虽然会产生一定的景观效果，但是其仅仅作用于水体表层，而无法改变水体厌氧区域的问题，其作用的水体范围较小，也并未从根本上解决内源污染的问题；而采取深水曝气则产生的气泡更容易卷起底泥，引发底泥中污染物二次释放，对水生动植物造成严重的破坏。因此，适用于大中型湖泊、水库标本兼治的水生态环境治理技术实属难上加难。

需要确保水质长期稳定的系统方案。湖泊、水库往往是上游污染物的主要汇聚地，例如武胜县五排水库每年汇入从上游排入的超过1000多万立方米未经处理的生产生活污水，成为造成库区污染的“元凶”。与此同时，湖泊、水库自身淤积过多、周边集雨农田化肥流入、水产养殖业等也是导致湖泊、水库污染控制难的重要原因。

因此，聚焦于底泥清淤、水藻打捞等单点污染问题的传统技术只能实现当下的“水清”，从更长的时间维度看收效甚微。根本原因在于上述技术均聚焦于污染物的“简单”去除，缺少从水体到底泥，从水质改善到水生态系统的稳定，从污染物去除到水体自净能力增强的系统解决方案，水体治理效果难以稳定持续，水体水质反弹现象不可避免。

需要破解湖泊、水库治理导致其功能无法正常发挥的难题。湖泊、水库一般具有行洪、灌溉、饮用水水源地等功能。因此，在湖泊、水库水环境治理过程中面临的最大难题是由于水环境治理导致湖泊、水库正常功能受到干扰。

因此，从保证湖泊、水库服务功能正常发挥的角度出发，水生态环境治理技术必须具有自动控制高、设备构造简单易于安装和维修、施工周期短且运行稳定以及维修保养简单等特点。

道法自然：WEP水环境修复系统

通过上述分析，多数湖泊、水库治理的出发点仅是水质达标，而忽视了水域生态调节，这也是水环境治理一直效果不尽如人意的核心所在。“短视”是这一阶段最为显著的特征，甚至不惜经济代价，仅仅是为了追求当下的“水清”。

在“十四五”乃至更长一段时间里，要让更多河湖、水库水清岸绿、鱼翔浅底成为美丽中国不可或缺的组成部分。因此，水环境修复不能局限于表面化，即通过人工干预实现所谓的“水清”，而是深刻践行习近平总书记所提出的“尊重自然、顺应自然、保护自然”生态文明基本内涵，达成“水质达标、生态调控、系统优化”的水生态修复自净自洁能力的提升。

图1 WEP生态水环境修复技术运行机理

图2 水库DO随水深的变化

WEP水环境修复唤醒水体“生命”。溶解氧（DO）是水生生物得以生存的条件，更是参加水中的各类氧化还原反应，促进微生物对污染物转化降解，使水体具有自净能力的重要原因。WEP水环境修复技术，就是采用深层曝气技术（物理方法、无污染），采用岸上制氧设备产生90%以上的高浓度氧气，经输送管送入气液溶解装置，水泵将水库中水吸入气液溶解装置，氧气和水混合后以混合态对封闭、半封闭型水体进行间歇式充高效率溶解氧气，以增加半径1000米区域的溶解氧浓度，从而良好地改善水体缺氧状态，在底泥表面形成氧化膜。氧化膜可修复水库底部因长期缺氧导致的生态失衡，抑制从底泥中溶解磷（P）、铁（Fe）、锰（Mn）等元素，能够持久、稳定地改善和保护水库水体的水质，实现治水与治泥结合，促进水体恢复健康的水生生态系统，从而良好地改善水体缺氧状态，最终实现水体的自净化。同时系统设置自动监控反馈系统，通过监测水质调节气液溶解装置位置改善不同水层（图1）。

WEP系统利用水压高效节能地溶解氧气，水库不同水深WEP系统的吐出DO浓度（出水DO为装置出口的实测值），如图2所示。红色曲线表示原水的溶解氧状况，可以看出伴随着水深DO值不断减少。蓝色曲线表示供给氧气时的DO浓度，可以看出在40米水深处，DO值仍能达到60毫克/升，表明该系统具有非常高的溶氧能力，从而使得底泥微生物状态恢复，可将水质从劣V类水改善到至少Ⅲ类水标准。

同时，在水中以大约2米的厚度1000米的半径进行同心圆状水平扩散，对缺氧水块高效率提供氧气，由于溶解氧水中不会产生气泡，因此不会出现地层水被气泡携带上升的现象也不会出现污泥卷起的现象，适用于水库、湖泊以及海域的缺氧区，立体改善缺氧水域。

在此基础上，结合智能管控，实现自动监控与远程控制，以极低的运行成本，实现湖泊、水库水生态环境的靶向治疗，水质保护与自然修复的防治一体。

效果显著：WEP技术典型案例

在国内，WEP水环境修复技术已经成功应用于江苏省宜兴市龙珠水库、广西壮族自治区北流市龙门水库、武胜县五排水库等多个项目，其中北流市龙门水库项目被生态环境部生态环境执法局典型示范案例收录，同时该技术获评生态环境部智汇百强技术WEP水环境修复系统。

四川武胜：五排水库鱼跳人欢

五排水库位于广安市武胜县域境内，其所在的长滩寺河属于嘉陵江一级支流。2006年开始，随着流域内经济增长和城镇化进程加快，流域内工业、种植业、养殖业和服务业的快速发展以及水资源和旅游资源开发利用不当，致使点源污染与面源污染共存，生活污染和生产污染叠加，水质污染与生态退化交织，五排水库的生态环境受到严重威胁，水安全问题也日益突出，水体功能亟待恢复。

图3 WEP系统水平扩散演示效果对比

图4 五排水库治理前后对比图

在此情况下，武胜通过对水环境问题精准把脉、技术比选和对症施治，形成以“WEP水环境修复系统”和“循环充氧系统”为核心的五排水库水环境系统修复方案。

在上游来水基本处于严重超标且高于入库限值的情况下，经过WEP水环境修复系统在五排水库持续1年的运营，经国家计量认证（CMA）资质的第三方检测机构的持续监测显示五排水库水质由劣V类改善为Ⅲ类水标准，且自2020年8月19日后连续13次检测结果均稳定达到Ⅲ类水标准（河流标准）。通过比较设备运行前后COD、氨氮、总磷等水质指标，该技术有效改善五排水库水质，且实现五排水库各水质指标持续稳定达标。

现如今，经过WEP系统修复后的五排水库“水清、鱼肥、天蓝、地绿”，千顷湖光碧波，两岸苍山叠翠美景怡人，当地村民们生活在绿水青山之中，肆意享受着清新空气的环抱和大自然的美好。

WEP水环境修复系统，以系统解决方案为百姓重塑“绿水青山”，具有水质深度修复、污染应急预警、日常水质监控三位一体的水源地综合保护功能，在根源上解决湖泊、水库水生态环境治理难题。同时，WEP系统还提供了水质状况公众即时查询的功能，以真实的数据、便捷的操作消除公众对于饮用水水源的担忧。

广西北流：龙门水库再现水清岸美

龙门水库作为广西北流市的重要水源地，具有数十平方千米的库区面积和1950万立方米的总库容，每日向北流市供水5万立方米。随着库区周边的畜禽养殖愈加发达，生活污水未经处理直排入库区，林地、耕地雨水淋溶面源污染进入库区，养殖废水直排入库等，一系列污染导致了库区产生水体富营养化，加之库区周边垂钓现象频发，水体环境污染严重。

针对龙门水库的具体情况，通过WEP系统对龙门水库水域环境进行水质深度修复，改善底泥，抑制底泥污染释放；控藻系统通过有效扰动上下水层，增强水体生物活性，促进生物对营养物质的吸收作用；生态净化材料有效吸附并除去污浊物质，实现固水分离等手段，有效降低水体富营养化风险，水库水质各项指标均得到改善，实现了龙门水库水源保护、水污染防治和水环境修复的系统目标，再现水清岸美景象。

江苏宜兴：龙珠水库重回昨日盛景

龙珠水库位于苏、浙、皖三省交界处宜兴市西南部的太华镇杨店大桥上游400米。由于地处三省交界处，污水排放、农田灌溉污染、网箱养鱼等各类原因造成水库水环境恶劣。

通过使用WEP水环境修复系统对水库内封闭性水体进行间歇式高效率充氧，在系统运行52天后，对水库修复水体底层水样进行数据分析发现，氨氮、总磷、COD、Fe、Mn等指标均有明显降低，且52天的运营费用仅为6万元左右，在极低成本下，WEP系统对龙珠水体修复效果依旧显著。