水專項“遼河保護區水生態建設綜合示范”課題綜述
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遼河保護區封育效果。
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保護區生物多樣性持續恢復。
◆本報記者童克難
遼河是我國七大水系之一，隨著國家改革開放、經濟社會的快速發展，遼河流域水污染加重，在20世紀90年代中期，遼河已經被嚴重污染，被列入國家重點治理的“三河三湖”之一。經過國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家科技重大水專項的實施與流域環境治理等重大工程發揮了重要作用。
◎技術集成為流域環境管理新目標提供科技支撐
伴隨著流域水環境的逐漸改善，開展遼河水生態修復、推進水環境持續改善、建設健康河流成為遼河流域環境管理的新目標。
由沈陽大學主持，遼寧省遼河凌河保護區管理局行政負責，中國環境科學研究院、東北大學、沈陽農業大學、沈陽航空航天大學、遼寧省遼河保護區發展促進中心共同參與的國家“水體污染控制與治理科技重大專項課題遼河保護區水生態建設綜合示范（2012ZX07202-004）”課題組，針對遼河保護區河勢不穩、河床泥沙淤積，濕地破碎，蓄洪、滯洪能力差，河岸帶人類活動強烈、河岸侵蝕、水土流失嚴重，生物多樣性減少等實際問題，通過系統現場調查與小試、中試實驗，研發了河流生態系統完整性診斷與評估技術、水體綜合毒性評估技術及水生態健康評估技術，明確了遼河保護區水生態完整性現狀、演替趨勢與恢復途徑；構建了遼河保護區支流匯入口濕地污染阻控技術、河勢穩定與泥沙生態控制技術和河岸帶人工強化自然封育技術，并建立了技術示范工程，支撐了示范區河流水質持續改善，生物多樣性得到恢復：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實現景觀、旅游和生態有機結合
濕地破碎化與濕地污染嚴重、濕地面積明顯萎縮、濕地植被缺乏、濕地功能嚴重受損現狀，入干支流污染嚴重，是遼河保護區水環境質量改善面臨的現實問題。
課題組在綜合考慮現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，在調查分析引起濕地退化的環境與生物等主要因素、明確濕地恢復要素的基礎上，設計了各支流河口人工濕地的恢復面積及總體布局，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方案及搭配原則，構建了支流匯入口濕地污染阻控技術。
據介紹，該技術已在萬泉河、西小河、羊腸河及長河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）建設中進行了技術示范。連續監測結果表明，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，實現了支流入干水質達到IV類地表水標準；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、生態功能于一體的濕地工程，在發揮回補地下水、調節小氣候、調控洪水、為野生動物提供棲息場所、美化環境等重要濕地功能的同時，也為周邊市民提供郊野旅游、休閑的重要場所，實現了景觀、旅游、生態的有機結合。
◎河勢穩定與泥沙生態控制技術提高河道景觀，解決疏浚底泥難題
遼河保護區流域水環境的另一個難題，是河勢不穩、河岸與灘地侵蝕嚴重，河床泥沙淤積、行洪不暢。現有護灘、護岸多為混凝土漿/干砌石等硬性工程技術，破壞了生態景觀與生物棲息環境，缺乏有效的泥沙控制和面源污染物控制。
基于此，課題組構建了梯級石籠植物壩、拋石護根植物壩、生態柔性壩三種適宜不同水流特征與地形環境的河勢穩定生態控制技術，研發了基于不同徑流量的泥沙疏浚技術以及基于疏浚污泥與植被的生態島控沙技術和生態消落帶控沙技術。上述技術分別在遼河干流藥王廟險工段生態壩、蔡牛段生態壩、分水嶺生態壩等工程中進行了技術示范。
監測結果表明，河勢穩定生態控制技術可抵御洪水流速達0.7～1.0m/s，抵御洪水量達2729m3/s，實現了河道生態建設、生物棲息地建設與河勢穩定的有機結合；生態島控沙技術和生態消落帶控沙技術綜合利用底泥疏浚產生的淤泥，將泥沙流失嚴重的河心島改造為生態島，有效控制河岸帶淘蝕，保護了兩側灘地的生態環境，提高了河岸及河心島植被覆蓋率和河流的景觀性，同時解決了疏浚底泥難處理問題。
◎河岸帶人工強化自然封育技術支撐水質改善，生物多樣性明顯增加
研究表明，遼河保護區水環境質量改善面臨的問題，還包括河岸邊坡不穩、侵蝕強烈，河岸帶植被稀少、灘地裸露、水土流失及面源污染嚴重，河岸帶的廊道功能、棲息地功能、源匯功能、洪水調控以及景觀服務功能明顯降低等問題。
根據最小生境理論，遵照以自然恢復為主、人工干預為輔的原則，構建了河岸帶人工強化自然封育技術，并在遼河干流鐵嶺縣銀州區至汎河口段、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行工程技術示范。通過現場試驗，研發了河岸緩沖帶污染阻控技術與河岸邊坡土壤-植物生物穩定技術，并在遼河干流鐵嶺縣銀州區至汎河口段進行技術示范。
實際監測結果表明，通過生態自然恢復與人工輔助強化，促進了河岸帶植被快速恢復和生態景觀的明顯改善，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，實現了河岸邊坡防護與農業面源污染阻控，支撐河流水質持續改善，生物多樣性顯著增加，生態系統完整性趨于良好。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，國家級保護動物遺鷗、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在遼河保護區內。
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