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重大专项助力辽河流域水环境改善

时间:2016-12-09 13:42

来源:中国环境报

作者:童克难

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辽河是我国七大水系之一,随着国家改革开放、经济社会的快速发展,辽河流域水污染加重,在20世纪90年代中期,辽河已经被严重污染,被列入国家重点治理的“三河三湖”之一。经过国家和地方的集中投入和不懈努力,辽河终于于2013年初摘掉了“重度污染流域”的帽子。其中,“十一五”和“十二五”期间辽河流域治理过程中国家科技重大水专项的实施与流域环境治理等重大工程发挥了重要作用。

◎技术集成为流域环境管理新目标提供科技支撑

伴随着流域水环境的逐渐改善,开展辽河水生态修复、推进水环境持续改善、建设健康河流成为辽河流域环境管理的新目标。

由沈阳大学主持,辽宁省辽河凌河保护区管理局行政负责,中国环境科学研究院、东北大学、沈阳农业大学、沈阳航空航天大学、辽宁省辽河保护区发展促进中心共同参与的国家“水体污染控制与治理科技重大专项课题辽河保护区水生态建设综合示范(2012ZX07202-004)”课题组,针对辽河保护区河势不稳、河床泥沙淤积,湿地破碎,蓄洪、滞洪能力差,河岸带人类活动强烈、河岸侵蚀、水土流失严重,生物多样性减少等实际问题,通过系统现场调查与小试、中试实验,研发了河流生态系统完整性诊断与评估技术、水体综合毒性评估技术及水生态健康评估技术,明确了辽河保护区水生态完整性现状、演替趋势与恢复途径;构建了辽河保护区支流汇入口湿地污染阻控技术、河势稳定与泥沙生态控制技术和河岸带人工强化自然封育技术,并建立了技术示范工程,支撑了示范区河流水质持续改善,生物多样性得到恢复:鱼类、鸟类分别由2011年的15种和45种增加到2015年的33种和81种,河滨带植被覆盖率大于90%,湿地面积大于100万亩。

◎支流汇入口湿地污染阻控技术实现景观、旅游和生态有机结合

湿地破碎化与湿地污染严重、湿地面积明显萎缩、湿地植被缺乏、湿地功能严重受损现状,入干支流污染严重,是辽河保护区水环境质量改善面临的现实问题。

课题组在综合考虑现有湿地的水文与下垫面条件、不同退化程度的湿地植物群落特征、支流污染程度和河口滩涂面积,在调查分析引起湿地退化的环境与生物等主要因素、明确湿地恢复要素的基础上,设计了各支流河口人工湿地的恢复面积及总体布局,确定了支流河口湿地土著种植物及控污型植物的种群恢复方案及搭配原则,构建了支流汇入口湿地污染阻控技术。

据介绍,该技术已在万泉河、西小河、羊肠河及长河4条支流汇入口湿地工程(七星湿地工程,湿地面积10000亩,水深1.5米,蓄水量1000万m3)建设中进行了技术示范。连续监测结果表明,支流汇入口湿地的污染物阻控效果显著,可削减COD 35%以上、氨氮 37%以上、总磷 53%左右,实现了支流入干水质达到IV类地表水标准;目前,这一湿地植被、鱼、鸟种类明显增多,生物多样性显著提高,已形成了集景观、旅游、生态功能于一体的湿地工程,在发挥回补地下水、调节小气候、调控洪水、为野生动物提供栖息场所、美化环境等重要湿地功能的同时,也为周边市民提供郊野旅游、休闲的重要场所,实现了景观、旅游、生态的有机结合。

◎河势稳定与泥沙生态控制技术提高河道景观,解决疏浚底泥难题

辽河保护区流域水环境的另一个难题,是河势不稳、河岸与滩地侵蚀严重,河床泥沙淤积、行洪不畅。现有护滩、护岸多为混凝土浆/干砌石等硬性工程技术,破坏了生态景观与生物栖息环境,缺乏有效的泥沙控制和面源污染物控制。

基于此,课题组构建了梯级石笼植物坝、抛石护根植物坝、生态柔性坝三种适宜不同水流特征与地形环境的河势稳定生态控制技术,研发了基于不同径流量的泥沙疏浚技术以及基于疏浚污泥与植被的生态岛控沙技术和生态消落带控沙技术。上述技术分别在辽河干流药王庙险工段生态坝、蔡牛段生态坝、分水岭生态坝等工程中进行了技术示范。

监测结果表明,河势稳定生态控制技术可抵御洪水流速达0.7~1.0m/s,抵御洪水量达2729m3/s,实现了河道生态建设、生物栖息地建设与河势稳定的有机结合;生态岛控沙技术和生态消落带控沙技术综合利用底泥疏浚产生的淤泥,将泥沙流失严重的河心岛改造为生态岛,有效控制河岸带淘蚀,保护了两侧滩地的生态环境,提高了河岸及河心岛植被覆盖率和河流的景观性,同时解决了疏浚底泥难处理问题。

◎河岸带人工强化自然封育技术支撑水质改善,生物多样性明显增加

研究表明,辽河保护区水环境质量改善面临的问题,还包括河岸边坡不稳、侵蚀强烈,河岸带植被稀少、滩地裸露、水土流失及面源污染严重,河岸带的廊道功能、栖息地功能、源汇功能、洪水调控以及景观服务功能明显降低等问题。

根据最小生境理论,遵照以自然恢复为主、人工干预为辅的原则,构建了河岸带人工强化自然封育技术,并在辽河干流铁岭县银州区至汎河口段、沈阳市石佛寺至七星山段和沈阳市柳河口至秀水河口段进行工程技术示范。通过现场试验,研发了河岸缓冲带污染阻控技术与河岸边坡土壤-植物生物稳定技术,并在辽河干流铁岭县银州区至汎河口段进行技术示范。

实际监测结果表明,通过生态自然恢复与人工辅助强化,促进了河岸带植被快速恢复和生态景观的明显改善,河岸带的生物多样性和污染阻控能力显著提高。与封育前对比,河滨带植被覆盖率增加了76.3%,可有效截留78%~97%的降雨径流中氮、磷污染,实现了河岸边坡防护与农业面源污染阻控,支撑河流水质持续改善,生物多样性显著增加,生态系统完整性趋于良好。植物、鱼类和鸟类分别从封育前的187种、15种和45种增加到目前的226种、33种和81种,其中,国家级保护动物遗鸥、东方白鹳、大天鹅、小天鹅、阿穆尔隼、纵纹腹小鸮等珍稀鸟类和刀鲚、怀头鲇、圆尾斗鱼、中华鰟鮍鱼等珍稀鱼类再次出现在辽河保护区内。


编辑:李姝乐

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