德国埃姆歇河的治理奇迹：从“黑水变清”再到“重返自然”

生物化学除磷系统（图片来源：笔者拍摄）

“灰”色措施—地下深邃系统构建

地下深邃系统是埃姆歇河流域污水、雨水全面截污的重要措施。在雨季时，埃姆歇河流域的合流制地下深邃中进入大量雨水，污水处理厂在某些时候遇到超出负荷，地下深邃将雨水存储澄清池可防止系统崩溃，作为混合污水的地下储池，不能被污水处理厂立即处理；但雨水消退后，储存的雨水逐渐进入污水处理厂进行处理。经过地下深邃系统中的雨水溢流池和排水管渠，初期雨水中的污染物已经沉降在其底部，即使临时存储池被充满，高度稀释和机械预澄清的废水也可以直接排放到水体，也不会对水体带来太大压力。

地下深邃系统分布图（图片来源：EMGE）

埃姆歇河沿岸地下深邃系统是全世界最长的地下排水系统，分为两段，分别为第一段由多特蒙德东南部至多特蒙德-杜森污水处理厂和第二段由多特蒙德-杜森污水处理厂到埃姆歇河口污水处理厂。第一段长度为23 km，直径为800~4 000 mm，埋深为2~20 m，于2009年施工完成投入使用，负责将沿岸所有污水和受污染的雨水均通过地下隧道排入污水处理厂处理。第二段地下深邃长度为74 km，直径为1 600~2 800，埋深10~40 m，于2017年内完工，负责收集河道沿线污水、受污染雨水以及处理后的工业废水，并经三个大型提升泵站，分别是盖尔森基兴泵站、波特洛普泵站和奥博豪森泵站，提升进入波特洛普污水处理厂和埃姆歇河口污水处理厂处理。

地下隧道系统建设参数（数据来源：EMGE）

埃姆歇河的截流总干管为成本较低的单管道合流制管道，从多特蒙德-杜森污水处理厂至盖尔森基兴泵站之前2.6 km形成一标段，总长度为47 km，为单管系统。随着管道埋深增加，考虑到单管系统发生故障，而造成的功能丧失，从胡勒布鲁克到盖尔森基兴泵站之间采用双管道系统，当废水流量超过3m /s或管道埋深超过25 m的地区，管道必须设计为双管道。在波特洛普污水处理厂中，有一个特殊的解决方案：现有的双管系统当液压系统出现故障时，可由第三条管道补充。地下隧道沿程坡度为1.5‰~1.7‰，在盖尔森基兴泵站之前坡度较大为1.6‰~1.7‰，从盖尔森基兴泵站往后的管段坡度均为1.5‰。

第二段地下隧道各管段参数详图（图片来源：EMGE）

埃姆歇河流域地下深邃系统是一套庞大的工程技术系统，从规划设计到建造运营，历时近30年，投资量巨大，是结合德国经济社会发展情况，经过长期规划论证后的决策，并且分阶段实施验证效果。但是要清醒地认识到它的建设是在德国雨污水收集排放处理系统日趋完善的基础上提出的，要从总体上全局上看待这一技术系统应用的工程技术和时代条件背景。地下深邃系统是近30年实施的重大工程，是为流域“重返自然”做的又一铺垫。

埃姆歇河深层隧道泵站（图片来源：笔者拍摄）

“绿”色措施—河道生态修复体系

埃姆歇河协会先后制定了重返自然、蓝绿生态网络、生态屏障等生态修复工程，以改善城市气候和水的自然循环。

一是通过恢复或拓宽河道断面，使河道生态更有连续性和延伸性。

二是逐段将梯形河槽恢复成自然河道，但按防洪要求保留原有堤坝。

三是使河道弯曲，增加河道的水力粗糙度，降低河道水流速度。重返自然是从埃姆歇河支流开始，到目前为止，已经拆除了120 km的开敞式的硬质污水明渠，并建立了大约相同长度的人行道和骑行道。

滨水步道和骑行道路（图片来源：EMGE）

“绿”色措施—蓝绿生态网络

从源头到莱茵河的河口，对埃姆歇河流流域中每一条河流进行生态空间优化，织成一张整体生态网络，以促进整个流域生态系统功能的提升，形成一个连续的、多样化的水生生物生态功能区，并在埃姆歇河1~3 km内建设生态走廊，并将走廊进一步拓展到周边区域，形成“蓝绿生态网络”。蓝绿生态网络的构建其意义主要是实现了城市人工环境到河道自然生态环境的缓冲空间，最大限度地减少人工活动对自然水系的干扰。

埃姆歇河支干流河道断面生态修复方式（图片来源：EMGE）

埃姆歇河流域生态网络（图片来源：埃姆歇河协会——埃姆歇河未来总体规划，2006年）

埃姆歇河入莱茵河河口处有大约6 m高的跌水堰，该堰成为埃姆歇河与莱茵河之间的一道生态屏障，鱼和其他生物无法通过，从2014年开始对该河口进行建设，形成一个0.20 k㎡的水草甸地区，建成后的河口根据莱茵河水位波动，形成充满水的塘、湿地和溪流。