本書以建立城市河流水環境品質提升與生態健康維系技術體系為主線，針對城市河流水環境治理的階段特點與構建高品質水環境的需求，重點論述了城市水體感官愉悅度與生態健康評價、城市徑流污染多維立體控制、城市河網流態聯控聯調、河流典型污染物快速去除與透明度提升、河道生態修復與健康維系等技術，進而介紹了各項技術在蘇州中心城區范圍內的示范驗證情況；形成的城市水環境品質提升與水生態健康維系的集成技術體系及實踐可支撐我國城市河流水環境治理，也為我國類似城市的水環境治理工作發揮積極的示范和引領作用。
本書內容豐富，體系完整，注重理論與實踐結合、技術先進性與實用性結合，可供生態環境、城市水務、市政等領域的工程技術人員、科研人員和管理人員參考，也可供高等學校環境科學與工程、市政工程、生態工程及相關專業師生參閱。

賈海峰，清華大學環境學院教授，長期以來從事城市水環境規劃與管理、城市徑流控制與海綿城市、城市水環境修復、環境模擬、環境信息技術應用等方面的科研和教學工作。擔任國家重大水專項蘇州項目首席科學家、國家重大水專項標志性成果責任專家、住建部海綿城市建設技術指導專家委員會委員。

隨著水環境治理工作的不斷深入和水環境質量的不斷改善，我國城市水環境治理逐漸進入轉型期，對水環境品質提升與水生態安全保障提出了更高的要求。在轉型期城市水環境治理工作面臨著“ 5個轉變”：環境質量改善目標從常規污染物達標向構造親水環境和實現水生態安全轉變；污染物控制從 COD和氨氮負荷削減向多種污染物協同減排和微量污染物毒性控制轉變；工程技術措施從治理設施建設規模擴張向強調設施安全穩定高效運行轉變；污染治理模式從粗放治理向精準化靶向治理轉變；監管手段從以人工經驗半自動為主向智能化轉變。
蘇州作為我國率先進入城市水環境治理轉型期的代表性城市，具有實現蘇州水環境品質持續提升、保障太湖東部區域水生態安全的迫切需求。在此背景下國家水體污染控制與治理科技重大專項于 2017～ 2021年實施了“蘇州區域水質提升與水生態安全保障技術及綜合示范項目”研究，該項目由清華大學牽頭，設置三個課題，分別針對水設施功能提升與全系統調控、水源地生態環境安全保障、河道水環境品質提升與水生態健康維系技術開展了系統研究和工程示范。“水環境品質提升與水生態安全保障叢書”的三部專著，就是本項目三個課題研究成果的系統提煉和總結。
本書是“河道水環境品質提升與水生態健康維系技術及示范”科研項目成果的總結。該科研項目由清華大學負責，參加單位包括上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司、水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院、上海交通大學、上海海洋大學、悉地（蘇州）勘察設計顧問有限公司、蘇州科技大學、蘇州市河道管理處等。本書圍繞城市水環境治理過程中面臨的河道水環境品質提升與水生態健康維系問題，重點介紹了城市水體感官愉悅度與生態健康評價、城市區域徑流污染多維立體控制、河道水體快速凈化、河網水動力優化與活水工程調控以及河流水生態構建與健康維系技術，并介紹了在蘇州市區綜合示范區內進行的關鍵技術的示范與驗證，書中形成的城市水環境品質提升與水生態健康維系的集成技術體系為我國類似城市的水環境治理工作發揮積極的示范和引領作用。
本書共 7章：第 1章闡述了城市河流生態功能與問題及水環境現狀與問題；第 2章介紹了城市河流水環境品質的相關指標，介紹了城市河流水體感官愉悅度評價技術、城市河流水生態健康評價技術的建立與應用；第 3章論述了城市河流雨季污染與降雨徑流面源污染問題，介紹了區域徑流多維立體控制技術及工程案例；第 4章面向復雜河網的水動力調控問題，論述了河網水動力 -水質閾值確定技術、河網水系流動性調控技術、以模型為核心的水動力 -水質調度技術、基于物聯感知的自動監控技術和模型云技術等，并介紹了相關工程案例；第 5章論述了表面流人工濕地、膜分離、磁分離、濾布濾池、軟質外壁可膨脹式彈性濾池等河道水體典型污染物識別與快速去除技術及工程案例；第 6章論述了城市河道生態修復技術與維系技術，講述了河道底質電化學原位修復技術、水草生境構建技術、植物源化感抑藻技術、河流健康生物鏈構建技術及水生態修復工程；第 7章為結語與展望。
本書的架構由賈海峰設計，孫朝霞完成初稿的編著，賈海峰最終統稿并定稿。各章核心內容的貢獻者如下：第 1章和第 7章由賈海峰、孫朝霞完成；第 2章由席勁瑛、賈海峰、朱強、潘楊、陳正俠、張波、楊俊、孫朝霞完成；第 3章由陳嫣、陸敏博、賈海峰、韓素華、王盼、柯杭、曹倩男、孫朝霞完成；第 4章由吳時強、夏堅、賈海峰、范子武、謝忱、柳楊、孫朝霞、馬振坤、丁瑞、程穎完成；第 5章由何圣兵、賈海峰、孫珊珊、袁文璟、昂安坤、孫朝霞完成；第 6章由賈海峰、何培民、李廣賀、張芳、楊玨婕、趙贏雙、鄭海粟、彭自然、邵留、湯春宇、盛林華、孫朝霞完成。在編著過程中，為本書提供素材的人員（按姓氏筆畫排序）還有王衛剛、毛旭輝、石莎、石雨鑫、印定坤、劉潔、李可、楊燁、冷林源、沈尚榮、顧澄偉、錢冬旭、徐特、徐斯迪、高鄭娟。在此對所有參加本書編著的人員表示感謝。同時本書作者衷心感謝國家水體污染控制與治理科技重大專項、蘇州市政府的支持，以及課題實施過程中眾多評估專家的寶貴建議，感謝蘇州市生態環境局、蘇州市水務局、蘇州市住房和城鄉建設局以及課題全體研究人員的貢獻，本書內容體現了課題組全體研究成員的集體研究成果。書中還引用了部分專家、學者的相關研究成果，在此一并向他們表示衷心感謝！
限于編著者水平及編著時間，書中不足及疏漏之處在所難免，敬請讀者批評斧正。

編著者 　
2023年2月 

第1章　緒論 1
1.1 城市河流生態功能與問題 2 
1.1.1 河流生態系統的組成 2 
1.1.2 河流生態系統的生態功能 3 
1.2 城市河流水環境現狀與問題 4 
1.2.1 城市河流水環境從污染到逐步改善的現狀 4 
1.2.2 城市化進程中城市河流普遍遇到的主要問題 4 
1.2.3 水環境治理轉型期城市河流品質提升面臨的挑戰 5 
1.3 城市河流水環境品質提升技術路線圖 8
參考文獻 10 

第2章 城市河流水環境品質調查與評價 12
2.1 城市河流水體水環境品質指標 12 
2.1.1 水體感官相關指標 12 
2.1.2 水質安全指標 13 
2.1.3 水體流動性指標 18 
2.1.4 水生態指標 19 
2.2 城市河流水體感官愉悅度評價技術 20 
2.2.1 水體感官愉悅度評價方法的建立 21 
2.2.2 水體感官愉悅度評價方法的驗證 26 
2.2.3 城市水體感官愉悅度在線監測系統 27 
2.3 城市河流水生態健康評價技術 29 
2.3.1 城市河流水生態健康評價體系 29 
2.3.2 城市河道生態健康評價指標和賦值 31 
2.3.3 城市河道生態健康評價方法 37 
2.3.4 蘇州市城區河道生態健康評價 39
參考文獻 43 

第3章 城市徑流污染多維立體控制 48
3.1 城市河流雨季污染特征 48 
3.1.1 降雨徑流樣品采集與分析方法 49 
3.1.2 降雨事件監測 50 
3.1.3 瞬時樣品水質特征分析 51 
3.1.4 事件平均濃度計算 53 
3.1.5 徑流污染負荷評估和分析 55 
3.2 降雨徑流多維立體控制技術 59 
3.2.1 LID-BMPs技術比選 59 
3.2.2 淹沒式自排系統徑流污染過程控制技術 77 
3.2.3 地表徑流污染控制非工程措施研究 83 
3.2.4 城市下墊面污染物累積-沖刷模型構建 88 
3.3 城市區域徑流多維立體控制工程案例 96 
3.3.1 工程方案 96 
3.3.2 工程實施效果 103
參考文獻 108 

第4章 城市河網流態聯控聯調 111
4.1 平原河網城市河網流態聯控聯調的技術思路 111 
4.2 河網水動力-水質閾值確定技術 113 
4.2.1 水動力-水質調控上限閾值研究 113 
4.2.2 水動力-水質指標調控下限閾值研究 140 
4.3 河網水系流動性調控關鍵技術 142 
4.3.1 免底泥擾動的水動力調控技術 143 
4.3.2 基于增阻減阻的河道水動力調控技術 148 
4.4 以模型為核心的河網優化調度技術 151 
4.4.1 模型原理 152 
4.4.2 模型概化 157 
4.4.3 模型校準 158 
4.4.4 基于水動力-水質-水生態模型的調度方案計算 161 
4.5 基于物聯感知的自動監控技術和模型云技術 169 
4.5.1 基于物聯感知的自動監控技術 169 
4.5.2 模型云技術 172 
4.6 河網流態優化聯控聯調工程案例 182 
4.6.1 工程方案 182 
4.6.2 工程建設 188 
4.6.3 工程實施效果 199
參考文獻 201 

第5章 河流典型污染物快速去除與透明度提升 206
5.1 河道水體典型感官污染物的特征解析 206 
5.1.1 采樣點及其區域特征 206 
5.1.2 典型污染物含量分析 207 
5.1.3 河道水體中懸浮物的粒徑分布與其他指標間關聯分析 209 
5.2 城區上游來水典型污染物的去除技術 211 
5.2.1 表面流人工濕地試驗設計 212 
5.2.2 不同工況下濕地運行效果分析 212 
5.3 城區河道水體景觀特征污染物快速去除技術 219 
5.3.1 膜分離懸浮物快速去除技術研究 219 
5.3.2 磁分離懸浮物快速去除技術研究 236 
5.3.3 強化混凝-濾布濾池懸浮物快速去除技術研究 254 
5.3.4 軟質外壁可膨脹式彈性濾池過濾技術 264 
5.3.5 絮凝劑投加對水生系統的生態影響研究 270 
5.4 城區水體典型污染物快速去除與透明度提升工程案例 280 
5.4.1 工程示范方案 280 
5.4.2 水環境品質效果分析 282
參考文獻 284 

第6章 城市河道生態修復與健康維系 294
6.1 城市河道生態修復與健康維系技術思路 294 
6.2 城市河道底質電化學原位修復技術 295 
6.2.1 技術原理 295 
6.2.2 電化學原位修復設備實驗室研究 296 
6.2.3 河道底質電化學原位修復示范研究 308 
6.3 水草生境構建技術 319 
6.3.1 浮動式生態坡岸改造技術 320 
6.3.2 流動水體水下植被恢復技術 323 
6.3.3 硬質底植被恢復技術 327 
6.4 植物源化感抑藻技術 329 
6.4.1 植物化感作用抑藻機理 330 
6.4.2 植物抑藻凋落物的篩選 331 
6.4.3 銀杏浸提液抑藻效果和生態安全性研究 336 
6.5 河流健康生物鏈構建技術 344 
6.5.1 水生維管束植物時空優化配置技術 345 
6.5.2 生態位動植物配置技術 349 
6.6 河道水生態修復工程案例 353 
6.6.1 工程方案 353 
6.6.2 工程實施效果 358
參考文獻 360 

第7章 結語與展望 369
7.1 結語 369 
7.2 展望 371