遼寧省遼河流域水生態(tài)完整性恢復(fù)的實踐與啟示

袁哲，許秋瑾，宋永會，魏健，段亮，郜玉楠，傅金祥

1.沈陽建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院 2.中國環(huán)境科學(xué)研究院水生態(tài)環(huán)境研究所

生態(tài)完整性是指與某一原始狀態(tài)相比，生態(tài)系統(tǒng)的質(zhì)量和狀態(tài)沒有遭受破壞的一種狀態(tài)[1]。美國在1972年的《清潔水法》[2]中，首先提出保護和恢復(fù)水資源環(huán)境、生態(tài)完整性，并在法律中表述為“物理、化學(xué)和生物的完整性”。Karr[3]提出，生態(tài)系統(tǒng)健康就是生態(tài)完整性，并在對河流的評價中最早使用了生物完整性指數(shù)。畢思文[4]認(rèn)為，生態(tài)完整性包括一定地理范圍內(nèi)物理、化學(xué)和生物的特性，也包括社會、經(jīng)濟和文化的特征。國內(nèi)學(xué)者多認(rèn)為生態(tài)完整性即生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的完整性，是生態(tài)系統(tǒng)維持各生態(tài)因子相互關(guān)系并達到最佳狀態(tài)的自然特性[5-6]。河流流域生態(tài)系統(tǒng)涵蓋了生物和非生物因素，因而流域生態(tài)系統(tǒng)完整性不僅包括生物群落的完整性，還包括其物理完整性及化學(xué)完整性[7]。近50年來，經(jīng)濟社會的快速發(fā)展、工業(yè)化和城市化的深入推進，導(dǎo)致水資源的需求量、污染物排放量快速增加，流域水生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能受到嚴(yán)重破壞，造成水生態(tài)完整性損失[8]。河流生態(tài)系統(tǒng)是生物圈物質(zhì)循環(huán)和能量流動的主要通道[9]，是人類發(fā)展的重要自然資源，實施流域生態(tài)完整性修復(fù)是推進流域持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展的重要舉措。

遼河流域重化工業(yè)發(fā)達，在我國經(jīng)濟社會發(fā)展格局中占有十分重要的地位，但是作為大型寒冷地區(qū)缺水流域，其水體呈重化工業(yè)密集的結(jié)構(gòu)型、區(qū)域型水污染，水生態(tài)系統(tǒng)受損嚴(yán)重。孫妍[10]研究表明，遼河流域水生態(tài)系統(tǒng)差異顯著，生態(tài)系統(tǒng)保持完好、物種多樣性豐富區(qū)域約占全流域面積的23.9%，主要分布在遼寧省遼河干流的上下游地區(qū)以及遼河支流清河流域；生態(tài)敏感性較脆弱區(qū)域約占全流域的61.7%，主要位于河網(wǎng)密度趨中、河流調(diào)節(jié)能力不強的遼河支流；生態(tài)系統(tǒng)類型單一、物種豐富度低的區(qū)域約占全流域的14.4%，主要分布于城市群密集地區(qū)，從河流走向上看則位于河流末端或河口三角洲等河網(wǎng)密度低及枯水期可能斷流的區(qū)域。

自2007年起，國家水體污染控制與治理科技重大專項(簡稱“水專項”)將遼河流域列為重點示范流域，按照“流域統(tǒng)籌、分類控源、協(xié)同治理、系統(tǒng)修復(fù)、產(chǎn)業(yè)支撐”的研究思路，構(gòu)建“管-控-治-修-產(chǎn)”五位一體的治理模式，實現(xiàn)“一保兩提三減排”(一保是保水質(zhì)，兩提是提高行業(yè)治污水平和園區(qū)管控水平，三減排是結(jié)構(gòu)減排、工程減排、管理減排)。同時，針對物理、化學(xué)和生物3個完整性，突破了生態(tài)基流保障調(diào)控、重化工業(yè)等重污染行業(yè)治理技術(shù)，劃定了國內(nèi)第一個大型河流保護區(qū)——遼河保護區(qū)，支撐流域“三大減排”“摘帽”(摘掉流域重度污染帽子)行動和休養(yǎng)生息，科技支撐了遼河流域水環(huán)境質(zhì)量明顯改善的國家戰(zhàn)略目標(biāo)的實現(xiàn)?！笆濉蹦锿暾灾笖?shù)評價結(jié)果顯示，遼河干流和支流水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況較好，較“十一五”初期上升了一個等級。筆者對遼寧省遼河流域水生態(tài)完整性實踐成果進行總結(jié)和分析，以期為我國開展大江大河流域水污染防治提供經(jīng)驗和借鑒。

1 研究區(qū)概況

遼河流域位于我國東北地區(qū)西南部，是我國七大江河流域之一，發(fā)源于河北省承德市七老圖山脈海拔1 490 m的光頭山，流經(jīng)河北、內(nèi)蒙古、吉林和遼寧4個省區(qū)，河長1 340 km，流域面積為22.14萬km2。遼河流域水系發(fā)達，包括遼河和大遼河水系。遼河水系由西遼河、東遼河及發(fā)源于吉林、內(nèi)蒙古的招蘇臺河、條子河等支流在遼寧省境內(nèi)匯合而成，于盤錦入海，主要河流干流在遼寧省境內(nèi)[11]；大遼河水系全部在遼寧省境內(nèi)，由發(fā)源于撫順的渾河、本溪的太子河匯合而成，于營口入海。遼河流域的降水在時空分布上極其不均，主要集中在夏秋季，占全年降水量的60%～75%，春冬季降水較少；流域東部地區(qū)降水豐沛，西部地區(qū)降水較少。遼寧省中部城市群為遼河流域主體，水生態(tài)完整性破壞程度高，是生態(tài)恢復(fù)實踐的重點區(qū)，本研究以遼寧省遼河流域為研究區(qū)。

2 主要水生態(tài)完整性受損狀況

2.1 物理完整性受損狀況

遼河流域水資源可利用總量為83.54×109m3，人均水資源量為535 m3，不足全國人均水資源量的14，屬重度缺水地區(qū)[12]。采用瑞典水文學(xué)家Falkenmark[13]提出的水緊缺指標(biāo)作為評價標(biāo)準(zhǔn)，遼寧省極度缺水的城市有沈陽、營口和盤錦市，重度缺水的城市有鞍山、遼陽和鐵嶺市，撫順市為中度缺水，本溪市為輕度缺水。從用水結(jié)構(gòu)來看，遼河流域農(nóng)田灌溉用水量最大，占總用水量的62.9%；其次是居民生活和工業(yè)用水量，分別占9.8%和6.9%；而生態(tài)環(huán)境用水量最少，僅占2.2%，使生態(tài)基流保障困難，部分河段甚至出現(xiàn)斷流。此外，遼河流域多數(shù)河段濱岸帶人為干擾嚴(yán)重，城市河段人工化現(xiàn)象突出，物理完整性受損[14]。

2.2 化學(xué)完整性受損狀況

經(jīng)過從“九五”到“十三五”的不懈努力，遼河流域水污染總體得到有效控制，水質(zhì)得到一定改善，特別是2009年遼河干流斷面化學(xué)需氧量(CODCr)達標(biāo)率首次達100%[15]。但遼河流域納污總量仍明顯超出水環(huán)境容量：遼河流域主要河流在水質(zhì)滿足水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)要求時的水環(huán)境容量CODCr為20.6萬ta，氨氮為8 866 ta，而2008年CODCr、氨氮的排放量分別為30萬和3.5萬ta，超過水環(huán)境容量0.5倍和3.3倍；2015年CODCr、氨氮排放量分別為116.75萬、9.63萬ta，超過水環(huán)境容量4.7倍和9.8倍[16]?？梢?，遼河流域污染排放具有強度大、負荷高的特點，主要污染物排放量遠超河流水體環(huán)境容量，總量控制的壓力依然很大。遼河流域污染物排放主要來源于遼河兩岸集中分布的鋼鐵、石化、制藥等重污染行業(yè)，重點行業(yè)的CODCr和氨氮排放量占工業(yè)排放總量的70%以上，工業(yè)結(jié)構(gòu)性污染問題突出[17]。雖然遼河流域已于“十二五”初期率先“摘帽”，但水質(zhì)并不穩(wěn)定，2018年遼河流域GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅰ類～Ⅲ類、Ⅳ類～Ⅴ類和劣Ⅴ類水質(zhì)斷面比例分別為48.9%、28.8%和22.1%。遼河流域經(jīng)過多年的治理，各項水污染治理措施逐漸開始發(fā)揮作用，生態(tài)環(huán)境與水體質(zhì)量得到明顯的恢復(fù)與改善，但仍未達到水功能區(qū)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.3 生物完整性受損狀況

在遼河流域渾河上游源頭區(qū)，存在森林空間結(jié)構(gòu)水平分布不均勻、林分垂直結(jié)構(gòu)不明顯、更新活力不足，林分樹種結(jié)構(gòu)過于單一，防護林效益較低，水源涵養(yǎng)能力退化等現(xiàn)象。遼河流域多數(shù)河段生態(tài)受損嚴(yán)重，河岸帶植被覆蓋率低于30%[18]，導(dǎo)致外源污染物在缺少河岸緩沖截留條件下直接入河，加劇水體污染，而河道采砂活動泛濫，使河道水體生境遭受破壞。近50年來，遼河流域水生生物多樣性銳減，河道內(nèi)水生維管束植物數(shù)量相比20世紀(jì)80年代急劇減少，水體凈化功能退化；魚類物種數(shù)量與改革開放前相比下降了近50%，水產(chǎn)養(yǎng)殖引入的外來魚種對本地區(qū)野生魚類產(chǎn)生競爭，造成魚類小型化趨勢明顯?？梢姡m然“十二五”以來遼河生物多樣性逐步增加，生態(tài)恢復(fù)效果初步顯現(xiàn)，但生物恢復(fù)水平與20世紀(jì)70—80年代“干流植被千余種、魚類百種”的水平差距仍十分顯著。

3 水生態(tài)完整性修復(fù)的重要實踐

3.1 針對物理完整性的水生態(tài)基流保障技術(shù)研發(fā)與示范

針對遼河流域水資源總量少、時空分布不均、供需矛盾突出等問題，“水專項”通過對關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，形成了集技術(shù)方案、綜合管理決策支持系統(tǒng)、調(diào)度預(yù)案和示范工程于一體的流域水質(zhì)水量優(yōu)化調(diào)配調(diào)度技術(shù)體系(圖1)。該技術(shù)體系主要內(nèi)容：1)針對遼河高度人工調(diào)控，受生態(tài)環(huán)境用水及經(jīng)濟社會用水雙重約束的特點，提出了適應(yīng)河流特點的以水質(zhì)改善為目標(biāo)的河道內(nèi)生態(tài)需水量估算方法。2)以河流水質(zhì)改善為目標(biāo)，提出了流域自然-人工二元水循環(huán)過程相耦合的河道內(nèi)外需水統(tǒng)一配置技術(shù)方法。3)在流域?qū)用娣治隽丝刂乒こ痰挠盟卣?、調(diào)度規(guī)則，以水質(zhì)改善為目標(biāo)，通過農(nóng)業(yè)用水的一水多用和供水過程的調(diào)整，構(gòu)建了遼河流域水質(zhì)水量多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型，形成了遼河流域庫群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度方案和調(diào)度規(guī)則。4)研發(fā)了遼河流域水質(zhì)水量優(yōu)化調(diào)配仿真模型，實現(xiàn)了庫群和閘壩不同調(diào)度方案下河道水質(zhì)水量響應(yīng)過程的模擬仿真，并以水質(zhì)改善為目標(biāo)，以水庫群結(jié)合河道閘壩聯(lián)合調(diào)度技術(shù)為支撐，實現(xiàn)了庫群閘壩聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度。于2011年3月建成水質(zhì)水量優(yōu)化調(diào)配調(diào)度技術(shù)示范工程，在入河污染源得到控制的前提下，示范工程運行后位于太子河合金鉤工業(yè)用水、排污控制區(qū)的白石砬子考核斷面主要污染物CODCr和氨氮濃度下降了22%以上，均達到GB 3838—2002 Ⅳ類水質(zhì)，滿足水功能區(qū)Ⅳ類水質(zhì)目標(biāo)的要求，且流量比2010年增加29%以上[19]。

圖1 流域水質(zhì)水量優(yōu)化調(diào)配調(diào)度技術(shù)體系Fig.1 Technical system for optimal allocation and dispatching of water quality and quantity in watershed

3.2 針對化學(xué)完整性的重污染行業(yè)全過程污染削減技術(shù)研發(fā)和示范

3.2.1鋼鐵行業(yè)

“水專項”在遼河流域突破釩鉻萃取分離技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)了鋼鐵行業(yè)廢渣的資源化與無害化，“十一五”期間建立了104ta級釩鉻廢渣處理示范工程，實現(xiàn)了廢渣總資源利用率超過95%，全過程廢水零排放、廢渣近零排放，減排毒性廢渣近5萬ta，經(jīng)濟效益和環(huán)境效益顯著[20]。針對焦化廢水低成本處理的國際性難題，突破了酚油協(xié)同萃取、低成本臭氧多相催化氧化、反硝化強化脫碳脫氮等關(guān)鍵技術(shù)，形成了先進適用的焦化廢水強化處理集成技術(shù)，“十一五”期間在鞍鋼等企業(yè)建成處理規(guī)模為2 400～5 200 ta的示范工程4項，并實現(xiàn)長期穩(wěn)定運行。示范工程出水水質(zhì)達到GB 16171—2012《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》要求，年累計節(jié)水超過500萬ta，CODCr減排超過1.5萬ta，總氰減排超過180 ta，苯并芘減排超過2.5 ta，年總增收4 355萬元a以上。

3.2.2石化行業(yè)

針對遼河流域支柱產(chǎn)業(yè)——石化行業(yè)的難降解廢水治理問題，“水專項”集石油開采、原油煉制、石油化工產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)水污染特點，提出“清污分流、節(jié)水降耗，污污分流、分質(zhì)處理”的石化產(chǎn)業(yè)鏈全過程行業(yè)控污策略?！笆晃濉逼陂g，突破曝氣生物濾池(BAF)-超濾反滲透、絮凝沉淀-多介質(zhì)過濾-雙膜法等9項關(guān)鍵技術(shù)，建成4項示范工程。示范工程出水水質(zhì)均符合DB 211627—2008《遼寧省污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，實現(xiàn)日處理廢水13.6萬td，CODCr年減排量達3 102 ta，廢水回用率均在80%以上，年累計回用水565萬ta，回收石油1 300 ta，經(jīng)濟效益超1 000萬元a?！笆濉逼陂g，加強了對石化行業(yè)廢水氨氮和特征有毒有害物控制技術(shù)的研發(fā)，開發(fā)了臭氧催化氧化耦合曝氣生物濾池同步除碳脫氮成套技術(shù)體系，并示范應(yīng)用于中國石油天然氣股份有限公司撫順石化公司2501污水處理單元改造。示范工程CODCr削減量約880 ta，氨氮約40 ta(若含原水有機氮轉(zhuǎn)化成的氨氮，則為130 ta)，總氮為86.4 ta，部分出水可作為回用水進入脫鹽水處理單元，使運行成本降至1.58元t，低于同類型技術(shù)水平。開發(fā)了石化腈綸廢水生物脫毒工藝升級改造和石化廢水生化尾水反滲透(RO)濃水深度處理技術(shù)-序批式電芬頓高級氧化技術(shù)，并在撫順石化腈綸廠污水處理示范工程中應(yīng)用，示范工程CODCr削減量達227.4 ta，氨氮達21.4 ta，出水水質(zhì)達到DB 211627—2008要求，特征有毒有害物去除率達到99%以上[21]。

3.2.3制藥行業(yè)

制藥工業(yè)是遼河流域的重要產(chǎn)業(yè)?！笆晃濉逼陂g，針對渾河中游典型制藥行業(yè)廢水污染控制問題，“水專項”研發(fā)了達標(biāo)排放及資源化技術(shù)，突破了水解酸化-接觸氧化生物共代謝、鐵碳微電解回收銅、高級氧化-上流式厭氧污泥床(UASB)-膜生物反應(yīng)器(MBR)、濕式氧化-磷酸鹽固定化等多項達標(biāo)排放與資源化關(guān)鍵技術(shù)，通過單元處理技術(shù)集成和全流程物化-生化工藝耦合，形成了多套組合工藝。其中水解酸化-接觸氧化生物共代謝技術(shù)被應(yīng)用于東北制藥集團張士磷霉素鈉制藥廢水處理示范工程，實現(xiàn)CODCr削減量達420 ta[19]?！笆濉逼陂g，針對渾河工業(yè)集群區(qū)制藥廢水中有毒有害物污染現(xiàn)狀，著重解決制藥廢水的分質(zhì)處理與生物強化處理的高效、穩(wěn)定運行以及含重金屬剩余污泥的安全處置和減量化等問題，研發(fā)了沉淀結(jié)晶-樹脂吸附分質(zhì)處理含銅廢水、制藥廢水復(fù)配功能菌強化厭氧折流板反應(yīng)器-循環(huán)式活性污泥法(ABR-CASS)生物處理、制藥污泥臭氧氧化-厭氧消化脫毒減量化3項關(guān)鍵技術(shù)，形成制藥行業(yè)有毒有害物污染控制和資源化集成技術(shù)，實現(xiàn)分質(zhì)處理—綜合廢水處理—制藥污泥處理的全過程控制，有毒有害污染物年削減率達90%以上，減排CODCr7 200 ta，回收銅90 ta[22]。

3.3 針對生物完整性的水生態(tài)恢復(fù)技術(shù)研發(fā)與示范

3.3.1遼河源頭和渾河上游水源涵養(yǎng)

“水專項”創(chuàng)新性地提出源頭區(qū)水源涵養(yǎng)林結(jié)構(gòu)優(yōu)化與調(diào)控技術(shù)體系，研發(fā)并集成了源頭區(qū)水源涵養(yǎng)和水生態(tài)修復(fù)技術(shù)體系(圖2)。針對現(xiàn)有植被結(jié)構(gòu)簡單、多樣性低、水源涵養(yǎng)功能下降等問題，調(diào)查分析了渾河上游193 km2內(nèi)的10余個典型支流，構(gòu)建了3套適用的河岸植被緩沖帶模式；先后完成渾河上游及上游部分支流的治理，修筑堤防和生態(tài)護岸22.7 km[22]，有效改善了源頭區(qū)水質(zhì)，保護了水源地生態(tài)環(huán)境。

3.3.2遼河干流保護區(qū)的劃定和大規(guī)模生態(tài)修復(fù)

針對遼河流域治理和管理需求，探索和實踐河流治理理論與管理新機制，“水專項”團隊參與構(gòu)建、設(shè)計了我國第一個以大型河流為單元，長538 km的遼河保護區(qū)。提出了“1條生命線、1張濕地網(wǎng)、2處景觀帶、20個示范區(qū)”的遼河保護區(qū)“1122”生態(tài)建設(shè)格局[23]，統(tǒng)籌河道整治與河流濕地恢復(fù)、環(huán)境污染控制及生態(tài)建設(shè)保護與資源合理利用，促使實現(xiàn)環(huán)境安全及生態(tài)和經(jīng)濟等綜合效益。形成單項技術(shù)30余項，包括河流濕地網(wǎng)建設(shè)、岸坎生態(tài)修復(fù)等技術(shù)，并按照技術(shù)特點和類型進行了集成，建立了我國大型河流保護區(qū)封育和生態(tài)修復(fù)的技術(shù)體系(圖3)，對遼河摘掉重度污染帽子起到了關(guān)鍵性作用。

圖2 遼河源頭區(qū)水源涵養(yǎng)和水生態(tài)修復(fù)技術(shù)體系Fig.2 Technical system for water source conservation and water ecological restoration in the headwaters of Liaohe River

針對遼河保護區(qū)河岸帶岸坡不穩(wěn)、植被破壞、水土流失與面源污染嚴(yán)重等問題，構(gòu)建了基于全方位生態(tài)恢復(fù)、植物栽培、撫育與巡護管理的人工強化自然封育技術(shù)；研發(fā)了河岸邊坡土壤-植物穩(wěn)定技術(shù)與河岸緩沖帶污染阻控技術(shù)，提出了不同土壤質(zhì)地、植被蓋度下阻控徑流中80%氮和磷時所需不同植被緩沖帶的寬度[24]，形成了遼河保護區(qū)河岸帶人工強化自然封育模式。技術(shù)支撐遼河保護區(qū)生態(tài)封育工程，對主河道兩側(cè)各500 m寬的河灘地實施退耕還河、退林還河，共收租河灘地42 380 hm2，建設(shè)封育圍欄1 036 km，封育干流面積50 000 hm2以上，使遼河保護區(qū)內(nèi)河岸帶植被覆蓋率達到80%以上，實現(xiàn)遼河生態(tài)廊道(長538 km，面積為440 km2)全線貫通；保護區(qū)物種數(shù)明顯增多，生物多樣性快速恢復(fù)，如植被、鳥類和魚類物種數(shù)分別由2011年的187、45和15種增至2016年的234、85和34種，遼河入?？诘陌吆１N群逐步擴大，沙塘鱧(Odontobutisobscurus)、銀魚(HemisalanxprognathusRegan)繁殖數(shù)量顯著增加，遼河生態(tài)環(huán)境進入正向演替階段[25]。

圖3 大型河流保護區(qū)封育和生態(tài)修復(fù)技術(shù)體系Fig.3 Technical system for enclosure and ecological restoration in large river protection areas

針對保護區(qū)濕地破碎化嚴(yán)重、生態(tài)系統(tǒng)功能嚴(yán)重受損等問題，“水專項”研發(fā)了基于石塊拋填、水生植物種植、水生動物恢復(fù)的牛軛湖濕地恢復(fù)技術(shù)[26]，基于坑塘濕地群建設(shè)、水質(zhì)優(yōu)化與水系連通的坑塘濕地恢復(fù)技術(shù)，基于支流污染程度和河口灘涂面積的支流匯入口濕地恢復(fù)技術(shù)[22]。技術(shù)支撐在遼河干流建設(shè)17個生態(tài)控制工程、17處水環(huán)境綜合整治工程，在支流建設(shè)20處支流河口治理工程[27]。

針對遼河干流河勢不穩(wěn)、泥沙淤積、行洪不暢等問題，“水專項”研發(fā)了以梯級石籠植物壩、拋石護根植物壩、生態(tài)柔性壩為主體的河勢穩(wěn)定生態(tài)控制技術(shù)，構(gòu)建了遼河下游河勢特征和輸送泥沙需水量的配置模式，確定了遼河干流不同斷面的輸沙需水量，研發(fā)了以無紡纖維為主材，以蘆葦、茭白、香蒲為種植植物的錨固式支流河口人工浮島水質(zhì)凈化技術(shù)。技術(shù)保障新建16座生態(tài)蓄水工程并運行，結(jié)合河道清淤、生態(tài)護岸、水生植物恢復(fù)等，實施河道綜合整治167 km，加上造湖蓄水和調(diào)整用水措施，保護區(qū)內(nèi)河道水量可保持在1.4億m3左右，比治理前增加1倍[22]。

3.3.3遼河河口濕地生態(tài)修復(fù)

圖4 遼河河口區(qū)大型濕地生態(tài)修復(fù)技術(shù)體系Fig.4 Technical system for large-scale wetland ecological restoration in Liaohe estuary area

遼河河口濕地位于遼河流域末端的遼河入海口處，為亞洲最大的蘆葦型濱海濕地?！八畬ｍ棥毖邪l(fā)了以改善遼河口區(qū)水質(zhì)、恢復(fù)河口濕地生態(tài)為目標(biāo)的18項關(guān)鍵技術(shù)，建立6項工程示范，形成遼河河口區(qū)大型濕地生態(tài)修復(fù)技術(shù)體系(圖4)。該技術(shù)體系主要內(nèi)容：1)針對河口區(qū)油田開采造成的井場周邊土壤和濕地水體污染問題，研發(fā)了河口區(qū)累積性烴類有機污染物的強化阻控與水質(zhì)改善技術(shù)，實現(xiàn)土壤累積性烴類污染物削減率達50%，并在吉林油田、勝利油田進行了推廣應(yīng)用；2)針對遼河口稻田種植和葦田養(yǎng)蟹造成的氮、磷流失和養(yǎng)殖水體污染問題，開展稻田生產(chǎn)制度、稻田田間水文及毗鄰生態(tài)系統(tǒng)功能的協(xié)同管理，研發(fā)了河口區(qū)稻田生產(chǎn)區(qū)氮、磷面源污染控制技術(shù)與水質(zhì)改善技術(shù)，并應(yīng)用于遼寧盤錦新生鎮(zhèn)稻田生態(tài)系統(tǒng)，使稻田單位面積增產(chǎn)近11%，純氮施用量減少35.1%，節(jié)水12.5%～18.87%，氨氮減排19.9%[22]；3)研發(fā)了河口濕地養(yǎng)殖水體污染的物理-生物聯(lián)合阻控與水質(zhì)改善技術(shù)，并應(yīng)用于盤錦市羊圈子葦場的河口區(qū)葦田養(yǎng)殖水體污染阻控示范工程，對葦田養(yǎng)殖水體的氨氮和CODCr的最大去除率分別達57.2%和51.2%，葦田出水氨氮濃度和CODCr分別降至0.15和30 mgL以下[28]；4)突破河口濕地蘆葦植株培育關(guān)鍵技術(shù)，應(yīng)用于盤錦市東郭葦場的河口濕地蘆葦生態(tài)恢復(fù)示范工程，葦場單位面積蘆葦生物量平均增幅為48.6%，污染物去除能力提高30%；5)設(shè)計遼河河口濕地生態(tài)用水調(diào)控方案，應(yīng)用于盤錦遼河口生態(tài)經(jīng)濟區(qū)管委會下屬葦場等相關(guān)部門，據(jù)現(xiàn)場調(diào)水實踐證實，在枯水年和平水年可分別增加微咸水3.0×106和12.0×106ta，解決枯水期蘆葦濕地生態(tài)供水問題，節(jié)約淡水資源，促進濕地生態(tài)恢復(fù)；6)研發(fā)了河口區(qū)退化蘆葦濕地生境修復(fù)技術(shù)，在盤錦市羊圈子葦場的河口濕地蘆葦群落生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)示范工程中得到應(yīng)用，示范區(qū)面積為2.1 km2，示范區(qū)內(nèi)蘆葦生物量提高65%以上。

4 思考與建議

“水專項”在遼河流域按照流域統(tǒng)籌、區(qū)域突破的原則，突破遼河流域重化工業(yè)等行業(yè)污染治理技術(shù)瓶頸，支撐流域“三大減排”和“摘帽”行動；劃分源頭區(qū)、干流區(qū)和河口區(qū)3類六大污染控制區(qū)域，制定了分區(qū)治理策略和流域治理方案；引領(lǐng)了國內(nèi)第一個大型河流保護區(qū)——遼河保護區(qū)的建設(shè)，為逐步推動和改善遼河流域水生態(tài)完整性發(fā)揮了重要科技支撐作用；堅持統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，建立了高效協(xié)作的組織管理體系，并提出促進科技成果轉(zhuǎn)化、推廣和應(yīng)用的舉措。有力支撐了遼河流域水環(huán)境質(zhì)量明顯改善的國家戰(zhàn)略目標(biāo)實現(xiàn)，為我國當(dāng)前與今后開展同類型工業(yè)密集、污染負荷高的河流流域水污染防治提供成套的技術(shù)與管理經(jīng)驗，對我國當(dāng)前生態(tài)文明建設(shè)以及生態(tài)環(huán)境部“十四五”流域規(guī)劃中生態(tài)目標(biāo)考核等具有啟示意義。

4.1 物理完整性恢復(fù)是流域水生態(tài)完整性恢復(fù)的基礎(chǔ)

生態(tài)流量、生態(tài)水位的保障對于水質(zhì)改善和流域內(nèi)動植物生存至關(guān)重要，而水資源的連通性、異質(zhì)性會影響其對生態(tài)系統(tǒng)的支撐作用。水的生態(tài)功能和屬性還應(yīng)包括水的健康循環(huán)，即流域尺度的水沙沖淤平衡和穩(wěn)定性、陸地降水產(chǎn)流過程、流域尺度的鹽分營養(yǎng)物的輸移搬運等。遼河流域水資源緊缺，今后的水生態(tài)完整性恢復(fù)應(yīng)更加注重開源節(jié)流，加強和優(yōu)化水質(zhì)水量和水生態(tài)的聯(lián)合調(diào)度，以及節(jié)水措施的實施。

4.2 科學(xué)的生態(tài)完整性恢復(fù)實踐需要全面的指標(biāo)監(jiān)測跟蹤反饋

目前，我國大江大河流域考核指標(biāo)仍以斷面化學(xué)指標(biāo)為主，相應(yīng)的化學(xué)完整性的水質(zhì)監(jiān)測體系相對完善，而針對斷面生態(tài)流量與重要水工程下泄生態(tài)基流、抗生素等新型污染物的監(jiān)測評估基礎(chǔ)仍然薄弱。這使生態(tài)條件改善與生物多樣性恢復(fù)響應(yīng)關(guān)系分析不足問題普遍存在。因此科學(xué)的生態(tài)完整性恢復(fù)實踐迫切需要全面的指標(biāo)監(jiān)測跟蹤反饋，急需合理制定水資源利用、水環(huán)境治理和水生態(tài)修復(fù)相結(jié)合的流域水生態(tài)環(huán)境保護修復(fù)目標(biāo)和考核指標(biāo)及其監(jiān)測體系。

4.3 水生態(tài)完整性恢復(fù)進程應(yīng)體現(xiàn)生態(tài)和經(jīng)濟雙重效益

流域生態(tài)受到損害，長遠的經(jīng)濟效益也難得到保障，同樣，水生態(tài)完整性的恢復(fù)及其生態(tài)效益的產(chǎn)生也不應(yīng)一味依賴政府資金扶持。因此，水生態(tài)完整性恢復(fù)進程中應(yīng)力求做到既獲得良好的生態(tài)效益，又獲得較大的經(jīng)濟效益。如良好的濕地生境為野生候鳥提供了棲息地，還可促進旅游業(yè)發(fā)展以產(chǎn)生經(jīng)濟效益，同時，還能調(diào)蓄洪水并作為水源。在生態(tài)恢復(fù)工程設(shè)計中可增加經(jīng)濟效益的考量，促進水資源、水環(huán)境、水生態(tài)的三重功能屬性的和諧統(tǒng)一，同時發(fā)揮生態(tài)效益和經(jīng)濟效益，實現(xiàn)環(huán)境保護資金自給自足，方能保證水生態(tài)修復(fù)工程的長期維護和保持。

4.4 修復(fù)流域生態(tài)完整性是貫徹落實“山水林田湖草生命共同體”思想的重要舉措

習(xí)近平生態(tài)文明思想反映了“綠水青山就是金山銀山”，尊重自然、順應(yīng)自然、保護自然，綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展等基本理念，堅持“山水林田湖草生命共同體”思想，強調(diào)用系統(tǒng)思維統(tǒng)籌流域山水林田湖草的治理[29]。遼河流域生態(tài)完整性修復(fù)體現(xiàn)了物理、化學(xué)和生物3個完整性的修復(fù)，其中，物理和生物完整性修復(fù)體現(xiàn)了大江大河生態(tài)基流的保障以及生態(tài)緩沖帶的封育和保護，體現(xiàn)了生態(tài)紅線、資源利用上線和空間管控的理念；化學(xué)完整性修復(fù)則更多地針對環(huán)境質(zhì)量底線和環(huán)境準(zhǔn)入負面清單的污染源控制?？傊?，生態(tài)完整性修復(fù)是推進流域污染源控制，強化國土空間環(huán)境管控，推進流域綠色、高質(zhì)量發(fā)展的重要內(nèi)容，是落實“山水林田湖草生命共同體”思想的重要舉措?！笆濉币詠?，遼河保護區(qū)生物多樣性逐步增加，生態(tài)恢復(fù)效果初步顯現(xiàn)，但生物恢復(fù)水平與20世紀(jì)70—80年代水平的差距仍十分顯著。因此，遼河流域的水污染控制和生態(tài)修復(fù)具有長期性、艱巨性、復(fù)雜性，應(yīng)以生態(tài)文明思想為指導(dǎo)，繼續(xù)堅持和持續(xù)深入實施水生態(tài)物理、化學(xué)、生物完整性修復(fù)計劃，鞏固和加強已有的治理成效。

4.5 長江經(jīng)濟帶大保護和黃河生態(tài)保護與高質(zhì)量發(fā)展應(yīng)貫徹生態(tài)完整性修復(fù)的理念

借鑒遼河生態(tài)完整性修復(fù)實踐經(jīng)驗，長江經(jīng)濟帶大保護和黃河生態(tài)保護與高質(zhì)量發(fā)展應(yīng)貫穿物理、化學(xué)、生物3個完整性修復(fù)的理念，統(tǒng)籌水資源、水環(huán)境和水生態(tài)。具體任務(wù)：1)上游需涵養(yǎng)水源，防止水土流失，同時做好水庫群聯(lián)合調(diào)度，保障生態(tài)基流；2)應(yīng)加大力度，持續(xù)開展流域水污染治理，進一步推進城市污水管網(wǎng)建設(shè)和污水處理廠提標(biāo)改造并穩(wěn)定運行，加大流域重污染行業(yè)減排，從源頭上控污、減污；3)保護好現(xiàn)存的自然生態(tài)緩沖岸帶，對已破壞的岸帶，因地制宜地構(gòu)建人工生態(tài)緩沖帶，盡可能地保護和維護水生生物棲息地，有效減少面源污染；4)由于大江大河重污染河段往往是流經(jīng)城市的河段，因此應(yīng)將大江大河的城市段作為治理的重點區(qū)域；5)加強監(jiān)控預(yù)警和流域統(tǒng)籌管理，制訂有效的政策引導(dǎo)、激勵和保障措施，從流域生態(tài)綜合管理角度，確保治理的效率和效益。

致謝：感謝“水專項”遼河流域水污染治理“十一五”“十二五”項目各相關(guān)課題單位、專家學(xué)者提供資料。