水專項(xiàng)“遼河保護(hù)區(qū)水生態(tài)建設(shè)綜合示范”課題綜述
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遼河保護(hù)區(qū)封育效果。
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保護(hù)區(qū)生物多樣性持續(xù)恢復(fù)。
◆本報(bào)記者童克難
遼河是我國(guó)七大水系之一，隨著國(guó)家改革開放、經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，遼河流域水污染加重，在20世紀(jì)90年代中期，遼河已經(jīng)被嚴(yán)重污染，被列入國(guó)家重點(diǎn)治理的“三河三湖”之一。經(jīng)過國(guó)家和地方的集中投入和不懈努力，遼河終于于2013年初摘掉了“重度污染流域”的帽子。其中，“十一五”和“十二五”期間遼河流域治理過程中國(guó)家科技重大水專項(xiàng)的實(shí)施與流域環(huán)境治理等重大工程發(fā)揮了重要作用。
◎技術(shù)集成為流域環(huán)境管理新目標(biāo)提供科技支撐
伴隨著流域水環(huán)境的逐漸改善，開展遼河水生態(tài)修復(fù)、推進(jìn)水環(huán)境持續(xù)改善、建設(shè)健康河流成為遼河流域環(huán)境管理的新目標(biāo)。
由沈陽大學(xué)主持，遼寧省遼河凌河保護(hù)區(qū)管理局行政負(fù)責(zé)，中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院、東北大學(xué)、沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)、沈陽航空航天大學(xué)、遼寧省遼河保護(hù)區(qū)發(fā)展促進(jìn)中心共同參與的國(guó)家“水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)課題遼河保護(hù)區(qū)水生態(tài)建設(shè)綜合示范（2012ZX07202-004）”課題組，針對(duì)遼河保護(hù)區(qū)河勢(shì)不穩(wěn)、河床泥沙淤積，濕地破碎，蓄洪、滯洪能力差，河岸帶人類活動(dòng)強(qiáng)烈、河岸侵蝕、水土流失嚴(yán)重，生物多樣性減少等實(shí)際問題，通過系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與小試、中試實(shí)驗(yàn)，研發(fā)了河流生態(tài)系統(tǒng)完整性診斷與評(píng)估技術(shù)、水體綜合毒性評(píng)估技術(shù)及水生態(tài)健康評(píng)估技術(shù)，明確了遼河保護(hù)區(qū)水生態(tài)完整性現(xiàn)狀、演替趨勢(shì)與恢復(fù)途徑；構(gòu)建了遼河保護(hù)區(qū)支流匯入口濕地污染阻控技術(shù)、河勢(shì)穩(wěn)定與泥沙生態(tài)控制技術(shù)和河岸帶人工強(qiáng)化自然封育技術(shù)，并建立了技術(shù)示范工程，支撐了示范區(qū)河流水質(zhì)持續(xù)改善，生物多樣性得到恢復(fù)：魚類、鳥類分別由2011年的15種和45種增加到2015年的33種和81種，河濱帶植被覆蓋率大于90％，濕地面積大于100萬畝。
◎支流匯入口濕地污染阻控技術(shù)實(shí)現(xiàn)景觀、旅游和生態(tài)有機(jī)結(jié)合
濕地破碎化與濕地污染嚴(yán)重、濕地面積明顯萎縮、濕地植被缺乏、濕地功能嚴(yán)重受損現(xiàn)狀，入干支流污染嚴(yán)重，是遼河保護(hù)區(qū)水環(huán)境質(zhì)量改善面臨的現(xiàn)實(shí)問題。
課題組在綜合考慮現(xiàn)有濕地的水文與下墊面條件、不同退化程度的濕地植物群落特征、支流污染程度和河口灘涂面積，在調(diào)查分析引起濕地退化的環(huán)境與生物等主要因素、明確濕地恢復(fù)要素的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了各支流河口人工濕地的恢復(fù)面積及總體布局，確定了支流河口濕地土著種植物及控污型植物的種群恢復(fù)方案及搭配原則，構(gòu)建了支流匯入口濕地污染阻控技術(shù)。
據(jù)介紹，該技術(shù)已在萬泉河、西小河、羊腸河及長(zhǎng)河4條支流匯入口濕地工程（七星濕地工程，濕地面積10000畝，水深1.5米，蓄水量1000萬m3）建設(shè)中進(jìn)行了技術(shù)示范。連續(xù)監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，支流匯入口濕地的污染物阻控效果顯著，可削減COD35%以上、氨氮37%以上、總磷53%左右，實(shí)現(xiàn)了支流入干水質(zhì)達(dá)到IV類地表水標(biāo)準(zhǔn)；目前，這一濕地植被、魚、鳥種類明顯增多，生物多樣性顯著提高，已形成了集景觀、旅游、生態(tài)功能于一體的濕地工程，在發(fā)揮回補(bǔ)地下水、調(diào)節(jié)小氣候、調(diào)控洪水、為野生動(dòng)物提供棲息場(chǎng)所、美化環(huán)境等重要濕地功能的同時(shí)，也為周邊市民提供郊野旅游、休閑的重要場(chǎng)所，實(shí)現(xiàn)了景觀、旅游、生態(tài)的有機(jī)結(jié)合。
◎河勢(shì)穩(wěn)定與泥沙生態(tài)控制技術(shù)提高河道景觀，解決疏浚底泥難題
遼河保護(hù)區(qū)流域水環(huán)境的另一個(gè)難題，是河勢(shì)不穩(wěn)、河岸與灘地侵蝕嚴(yán)重，河床泥沙淤積、行洪不暢，F(xiàn)有護(hù)灘、護(hù)岸多為混凝土漿/干砌石等硬性工程技術(shù)，破壞了生態(tài)景觀與生物棲息環(huán)境，缺乏有效的泥沙控制和面源污染物控制。
基于此，課題組構(gòu)建了梯級(jí)石籠植物壩、拋石護(hù)根植物壩、生態(tài)柔性壩三種適宜不同水流特征與地形環(huán)境的河勢(shì)穩(wěn)定生態(tài)控制技術(shù)，研發(fā)了基于不同徑流量的泥沙疏浚技術(shù)以及基于疏浚污泥與植被的生態(tài)島控沙技術(shù)和生態(tài)消落帶控沙技術(shù)。上述技術(shù)分別在遼河干流藥王廟險(xiǎn)工段生態(tài)壩、蔡牛段生態(tài)壩、分水嶺生態(tài)壩等工程中進(jìn)行了技術(shù)示范。
監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，河勢(shì)穩(wěn)定生態(tài)控制技術(shù)可抵御洪水流速達(dá)0.7～1.0m/s，抵御洪水量達(dá)2729m3/s，實(shí)現(xiàn)了河道生態(tài)建設(shè)、生物棲息地建設(shè)與河勢(shì)穩(wěn)定的有機(jī)結(jié)合；生態(tài)島控沙技術(shù)和生態(tài)消落帶控沙技術(shù)綜合利用底泥疏浚產(chǎn)生的淤泥，將泥沙流失嚴(yán)重的河心島改造為生態(tài)島，有效控制河岸帶淘蝕，保護(hù)了兩側(cè)灘地的生態(tài)環(huán)境，提高了河岸及河心島植被覆蓋率和河流的景觀性，同時(shí)解決了疏浚底泥難處理問題。
◎河岸帶人工強(qiáng)化自然封育技術(shù)支撐水質(zhì)改善，生物多樣性明顯增加
研究表明，遼河保護(hù)區(qū)水環(huán)境質(zhì)量改善面臨的問題，還包括河岸邊坡不穩(wěn)、侵蝕強(qiáng)烈，河岸帶植被稀少、灘地裸露、水土流失及面源污染嚴(yán)重，河岸帶的廊道功能、棲息地功能、源匯功能、洪水調(diào)控以及景觀服務(wù)功能明顯降低等問題。
根據(jù)最小生境理論，遵照以自然恢復(fù)為主、人工干預(yù)為輔的原則，構(gòu)建了河岸帶人工強(qiáng)化自然封育技術(shù)，并在遼河干流鐵嶺縣銀州區(qū)至汎河口段、沈陽市石佛寺至七星山段和沈陽市柳河口至秀水河口段進(jìn)行工程技術(shù)示范。通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，研發(fā)了河岸緩沖帶污染阻控技術(shù)與河岸邊坡土壤-植物生物穩(wěn)定技術(shù)，并在遼河干流鐵嶺縣銀州區(qū)至汎河口段進(jìn)行技術(shù)示范。
實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，通過生態(tài)自然恢復(fù)與人工輔助強(qiáng)化，促進(jìn)了河岸帶植被快速恢復(fù)和生態(tài)景觀的明顯改善，河岸帶的生物多樣性和污染阻控能力顯著提高。與封育前對(duì)比，河濱帶植被覆蓋率增加了76.3%，可有效截留78%~97%的降雨徑流中氮、磷污染，實(shí)現(xiàn)了河岸邊坡防護(hù)與農(nóng)業(yè)面源污染阻控，支撐河流水質(zhì)持續(xù)改善，生物多樣性顯著增加，生態(tài)系統(tǒng)完整性趨于良好。植物、魚類和鳥類分別從封育前的187種、15種和45種增加到目前的226種、33種和81種，其中，國(guó)家級(jí)保護(hù)動(dòng)物遺鷗、東方白鸛、大天鵝、小天鵝、阿穆爾隼、縱紋腹小鸮等珍稀鳥類和刀鱭、懷頭鲇、圓尾斗魚、中華鰟鮍魚等珍稀魚類再次出現(xiàn)在遼河保護(hù)區(qū)內(nèi)。
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