黄河报：科技创新破解河南水问题
本文来源: 综合部 发布时间: 2020-09-12 13:38:48
科技创新破解河南水问题
河南省水谷创新科技研究院有限公司 董事长 汪伦焰
河南水问题突出，尤其水环境污染问题严重。河南省18个省辖市建成区内有黑臭河流131条；流域面积100平方千米以上的560条河流约1/3水质不达标，约1/3常年断流。近5年，国家、有关部委及河南省政府直接颁布或间接印发的涉及水环境领域的政策文件有100余条。解决水环境问题迫在眉睫、事关国计民生，但截至目前，水环境治理仍缺乏成熟经验和有效对策。
2017年1月以来，河南水利投资集团有限公司（简称河南水投集团）先后申请成立了河南省水环境治理与生态修复院士工作站（现因政策原因已注销）、河南省水环境模拟与治理重点实验室、河南省水—土环境协同治理产业技术创新战略联盟，并于2020年1月与华北水利水电大学共建了“河南水谷研究院”，注册成立了科研实体河南省水谷创新科技研究院有限公司。至此，河南水投集团构建的以企业为主、市场为导向、产学研深度融合的“3+x+I”科技创新体系基本完成。近年来，河南水谷研究院依托这一不断完善的科技创新体系，秉承“技术创新、科研落地”主旨，围绕“破解河南水问题”目标，推动科研工作开展，配合河南水投集团战略转型与发展需要做出了一定的贡献。
河南水谷研究院依托河南水投集团，立足河南水市场，以“水环境治理与生态修复”为主题，聘请中国工程院院士王浩及其团队为首席专家团队，联合曲久辉院士、王复明院士及其团队，院内组建博士团队，以国家政策为导向，以实现集团一核双驱战略为目标，以“自然—人工二元水循环理论”为基础理论，先后完成了3个创新平台建设、5个科研课题研究、50余项技术集成及10余次对外交流，取得的成果直接应用或指导河南水投集团平舆、睢县等地项目的建设实施。
面对水问题，河南水谷研究院探索破解方法并开展示范。在河南省境内，做到了5个突破。
创新性提出“羽状水系+多技术融合”城镇水系治理模式
河南水谷研究院以“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”为方针，紧密结合河南省城镇发展状况及水情，提出“羽状水系+多技术融合”治水模式，即：以水利工程为主体，以多技术融合为支撑，结合河道、湖泊、水库、池塘再造和连通，建设人工水道，实现在洪水季节减轻自然河道的排洪压力、加强地下水补充，枯水季节回流自然河道、增加河流的生态基流的目的，从而构建安全、健康、优美水系，为周围土地升值提供保障，促进经济社会持续、健康发展。
为做好平舆水生态项目，河南水谷研究院早在2016年就组织一批博士、硕士着手摸排平舆水问题状况，王浩院士、蒋云钟教授等专家学者先后亲临指导，其规划设计理念从一开始就是超前的，与河南省政府发布的“四水同治”要求不谋而合。平舆水生态项目遵循“理论先进、治水生态、效益明显、建管兼顾”原则，按照“羽状水系+多技术融合”治水模式，全面统筹“水里—岸上、上游—下游、支流—干流、工程—非工程措施、地下—天上”，系统解决县城水灾害问题、枯水期生态基流严重不足问题，又协同谋划水污染治理、水环境改善、水生态修复、水景观提升、水文化打造等内容，同时还兼顾项目节约投资、建成后经济效益和智慧化决策管理等需求。
全方位提出“生态措施替代工程措施”治水范式并投入实践
2018年9月，院士工作站协助河南省水利厅编写的《河南省河流生态治理工作安排方案》，首次提出建立生态湿地和实施生态修复来治理河流，这一方案也得到了河南省省长的肯定。而此前，平舆水生态项目在解决水环境末端治理问题时首选生态修复措施，并在陈蕃公园湖、奚仲公园如意湖等黑臭水体治理中开展了原位试验，取得了显著的效果。
当然，生态修复只是河南水谷研究院提出的生态治水方式的一部分。通过剖析“问题在水里，根子在岸上”的内涵，河南水谷研究院在国内首次提出了水土联治模式，除基于生态修复和生态湿地的末端治理外，把过程阻断、源头减排也系统纳入到必须考虑的治水措施中，包括：利用分布式生态型污水处理技术及污水厂提标改造技术，解决控源截污问题，将出水水质提高至地表IV类水标准，大幅减少排入河道的污染量；以生态型驳岸、生态型清淤、生态型湿地（非人工湿地）等生态措施代替传统方法，辅助水体构建健康稳定的水生态系统；以智慧化手段，对水环境治理实施智能监测、决策与管理，降低治水成本，提高治水效率；将固体废弃物（建筑垃圾、污泥）资源化再生利用，不仅能增加项目收益，还能从源头减少污染排放、降低水体污染负荷。
这一系统思维下的生态治理模式在平舆水生态项目中得到全面应用，除具备良好的社会效益和生态效益外，经测算，相比采用传统工程措施，可节约投资约4亿元，实现直接经济效益约1375万元每年（投资回收期约15年）。
基于提出的城镇水系治理模式和治水范式，河南水投集团获得2019年度河南省科技进步二等奖。
建成河南省首座污水处理概念厂
目前，睢县项目已建成河南省首座污水处理概念厂，它的建成投产，为河南省污水处理模式树立了新标杆，指引了新方向，对推动河南省城市污水处理事业发展和环保新技术推广普及、环保产业升级与换代具有示范性意义。
污水处理概念厂实现出水水质达到甚至超过IV类水标准，满足了当地水环境变化和水资源可持续循环利用的需求，为睢县城市水系构建提供了重要的生态水源。更重要的是，污水处理概念厂包含的生物有机质中心，可就地实现污泥无害化、资源化处置，充分利用污水站有机物质富含的能源，大大提高污水处理厂的能源自给率。此外，污水处理概念厂还能利用污泥、餐厨垃圾、绿化垃圾、水草等废弃物，通过“高干厌氧+好氧堆肥+热电联产”生产营养土，用于生态农业，打造生物有机质处理标杆的资源工厂。
该项目的建设理念与实现效果得到曲久辉院士的肯定和高度评价，他认为目前已经实现了“概念厂”应达到的目的与效果，定义其为“污水处理概念厂1.0”，并题字“智慧化概念成为现实”。
创新提出水环境治理PPP商业模式
以平舆水生态项目为依托，河南水谷研究院组织力量研究水生态项目运营维护方案，构建绩效评估体系、设计建筑垃圾和污泥再生利用商业模式、细化运行维护方案和绩效评估体系以及PPP合同咨询和合同谈判方案。通过对平舆水生态项目进行商业模式、运作机制优化，提高科技含量，使其顺利成为财政部第四批政府和社会资本合作示范项目。
同时，河南水谷研究院基于河南水投集团现有PPP项目，梳理合同，提出《河南水利投资集团PPP项目运行维护管理办法》，为河南水投集团制订后期项目运维方案提供帮助。
率先将“智慧水利”落地平舆
由于水利工程的复杂性、唯一性及特殊性，当前水利信息化程度一直不高，水利智慧化在国内更是无成功案例可寻。当前，智慧水利呼声很高，相关研究很多，仅发表的有关论文就有千余篇，这说明理论可行，应用尚存在诸多技术壁垒。
在河南水投集团的大力支持下，河南水谷研究院一方面借助科技手段，开展智慧水利平台架构与质量评估研究，把握实施要点、攻克技术难点；另一方面深入结合平舆水生态项目特点，从项目总体设计、子系统组成、关键核心技术、科学决策、治理效果的科学评估、设备选型等多方面系统谋划，并邀请同行专家予以指导，以确保“智慧化”在平舆水生态项目中的成功应用。