广州市宏科科技有限公司

首届永定河论坛流域生态修复技术与实践分论坛

:2019首届永定河论坛流域生态修复技术与实践分论坛以“弘扬生态治理理念、推动技术创新实践”为主题,旨在秉承“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念和“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路,进一步推动永定河生态治理技术的创新与实践。论坛特邀水利部国际合作与科技司原司长、中国水利学会生态水工学专委会名誉主任董哲仁等11位专家学者进行主旨演讲。通过对国家政策解读、现有技术运用、实践成果剖析,分析当前流域生态修复的痛点和难点,为永定河与生态修复提供理论指导、政策指引和技术支撑。

永定河流域投资有限公司副总经理杜国志在致辞中表示,治理永定河重在保护,要在治理。要坚持山水林田湖草综合治理、系统治理、源头治理,坚持以水而定、量水而行,因地制宜,分类施策,坚持上下游、干支流、左右岸统筹谋划,在实践中进一步丰富和完善生态修复技术,筑强永定河生态本底,为流域生态修复技术在国内的集成应用和创新提供广阔的空间。永定河流域投资有限公司将继续探索创新,努力打造流域生态修复技术的样本,奋力开创全国流域高质量发展先河。

来自流域沿线四省(直辖市)政府、企事业单位、高等院校、科研院所等的100多名代表和专家学者参加论坛。

近年,在中央和地方的高度重视下,河流生态修复的发展形势迅猛,投资大、项目多,已经成为当下的热门领域。为确保河流生态修复健康发展,我们应正视其中存在的问题。

开展河流生态修复,首先要理解其定义、内涵和本质。河流生态修复是在充分发挥生态系统自修复功能的基础上,采取工程和非工程措施,促使河流生态系统恢复到较为自然的状态,改善其生态完整性和可持续性。

河流生态修复是全方位、多要素的恢复,包括水文、水质、地貌和生物要素的恢复,不是简单种树种草、搞生态浮床、生态型护坡这些表面文章。不要搞“口号生态”“生态包装”,要切实改善河流水质、水文和地貌条件,提高生物群落多样性,踏踏实实做实事。

河流生态修复的目标不应是模糊、空洞的,比如“水清、岸绿、流动”“人水和谐,绿色宜居”等,都不能成为生态修复目标。修复目标必须是定量的,可监测、可评估、可考核的。为确定河流生态修复的定量目标,需要建立河流生态状况分级系统。

河流生态修复应当提倡自然化、去渠道化、去园林化、去商业化。要坚持先治污、后修复生态;生态优先与以人为本并重;工程措施与管理措施并重。

生态修复工程要算经济账,要进行方案比选,论证项目的经济合理性。不但要因地制宜,还要因陋就简。充分利用生态系统的自修复、自设计功能。决不能一说生态优先就不算经济账,搞成豪华工程。

尊重自然、顺应自然、保护自然是基本原则,还要有求真务实、实事求是的科学态度,推动河流生态修复工作健康发展。

流域综合治理具有综合性、复杂性、阶段性特征,是生态文明建设的重要领域,是落实习近平总书记“十六字治水思路”的重要载体和综合体现。

“节水优先”是流域综合治理的前提条件。要根据不同流域区域的特点,落实在不同水资源条件下节水优先的理念,从节能减排的实践经验中找到符合流域区域节水的正确思路和方式,并在实践中不断深化节水宣传教育,营造良好的社会氛围。

“空间均衡”是流域综合治理的根本原则。要把水资源承载能力作为流域可持续发展的外部边界条件,把实现流域内主要资源承载能力间的动态平衡作为流域可持续发展的综合约束条件,把人水和谐作为流域实现空间均衡的最终目标。

“系统治理”是流域综合治理的方向指南。流域治理要做到水岸同治,统筹山水林田湖草治理;要做到部门协同,统筹发挥各方合力;同时要强化整体综合治理,统筹流域水体全方位整治。

“两手发力”是流域综合治理的必由之路。要做到两手发力,首先要转变政府职能,履行好政府相关职责,同时应当建立和完善市场机制,使其能够有效调节涉水活动,并且应当积极引导社会资本参与流域综合治理建设。

永定河是全国四大重点防洪江河之一,然而从20世纪八九十年代起,北方水资源普遍短缺,枯水问题突出,流域生态流量严重不足。永定河流域目前面临着上游山区段河流胁迫显著增加,河流径流持续显著衰竭;下游平原段水文条件发生根本变化,河流廊道功能严重受损的严峻问题。

无水不成河,在永定河治理的过程中,生态水量的问题一直是关键。然而,永定河上游水资源开发利用率较高,河流廊道生态空间受到了严重挤占,生态流量很难满足标准,如果依靠外调水,比如从黄河引水,则需要考虑如何进行管控,如何对沿线的水库进行联合调度等问题。

因此,我们首先应当通过科学核算所需的生态流量,并通过优化协调措施,减轻流域的负担,将人类生产生活挤占的水还给生态。其次,应当通过对补水全过程监测评价实现生态补水方案滚动优化,并建立多目标的优化调整,确保“永定河出西山”的水量条件。

永定河治理重点难点很多,如何确保流域在不做防渗、不搞大水面、控制成本的前提下能够全线贯通是其中最大的难题,其中的关键问题是如何合理确定河流廊道修复的预期目标,以及在严苛的水资源条件下科学制定修复路径。其解决方案可以从永定河河流廊道景观单元的历史格局及演变分析中得到启示,并遵循“人工引导、自然发育、自然演替”的原则,先让永定河初步贯通,通过人工适度干预让其自然发育,最终通过自然的力量使永定河逐步恢复。

土地综合整治在国内有组织大规模推进始于1997年,经历了近20年实践探索,已逐步建立制度体系、工作体系、规划体系、工程体系及标准体系。2018年自然资源部成立后,按照新的生态建设理念,已延展为国土综合整治。土地综合整治是许多国家解决经济社会发展过程中土地利用和配置问题的一项重要措施,不同国家和地区以及同一国家不同发展阶段,侧重点、实施内容均有所差异,但本质上都体现了通过土地利用布局和土地关系的调整,与经济社会发展关系相适应。

永定河流域综合治理,除了考虑水资源问题外,更应统筹考虑水土等自然资源,树立山水林田湖草是生命共同体的理念,坚持节约优先、保护优先、自然恢复为主的方针,以生态本底调查为基础,以国土空间规划为引领,坚持整体设计、系统修复、综合治理的生态保护修复思路,总体兼顾上下游、左右岸、干支流,开展山水林田湖草生态保护修复,实施全域土地综合整治,开展农用地整理,深入推进建设用地整理,整体实施乡村保护修复,形成节约资源和保护环境的空间格局、产业结构、生产方式、生活方式。

永定河流域目前存在的主要问题包括水资源禀赋较差、农业用水占比高、用水效率低、污染情况较严重、生态空间严重不足致使河流功能退化等。流域年均水资源总量在20亿m3左右,其中地下水占比60%以上,此外流域水量呈逐年减少趋势。流域用水主要是工业和农业用水,其中农业用水占到66%。

开展永定河流域综合治理,有利于发挥上游水源涵养功能和中下游河流生态廊道作用,为提升区域生态环境品质、拓展京津冀生态环境空间以及冬奥会等重大活动成功举办创造条件,对促进区域经济社会协同发展具有重要意义。

永定河流域综合治理的重点首先是要保证永定河生态环境用水量达到2.6亿m3,有效满足丰水期和枯水期河流基本之需。此外要实施农业节水。通过实施官厅水库上游地区大中型灌区节水改造、种植结构调整与退灌还水等措施,压减农业用水量1.41亿m3。

建议永定河流域综合治理要考虑山水林田湖草自然生态要素,以恢复河道流水为先,实行最严格的水资源管理制度。同时大力推广农业节水,完善多元化投入机制,拓宽投融资渠道,保障重点项目建设资金需求。

我国生态清淤技术发展较发达国家起步晚,但其重要性已逐步被业内认可。结合典型工程的实施,生态清淤这一去除底泥内源污染的技术方法逐渐进入到我国水环境治理的综合体系中。

目前,生态清淤是最直接、最快速清除底泥内源的途径之一,可以将污染底泥直接从水底取出并处理。因此,在流域外源污染基本得到控制时,对严重污染、释放严重的底泥,采取生态清淤工程措施清除污染底泥是一种有效方法。生态疏浚的特点在于其疏浚量小、清除污染物含量高、特殊疏浚边界和标高要求、清淤物质是松软而非密实土壤以及短期内非重复性活动。

在实施生态清淤过程中,需要注意减少泥沙搅动,并采取防扩散和泄漏措施,同时通过定位精度高和开挖精度高,精确清除污染物,减少超挖量。此外,运输过程中应避免污染物泄漏对水体造成二次污染,同时应当对清除的污染底泥进行安全处理,避免污染物对环境的二次污染。

未来生态清淤技术的发展方向包括技术和装备专用化、泥土去向多样化、泥土处理与资源利用规模化、装备模块化和运行自动化。此外,与生态恢复相结合的清淤,既能清除河湖污染物,同时又能为生态恢复创造条件,两者紧密配合,才能实现区域水环境的改善。

流域面临问题通常包括河流生态流量不足、水质断面不达标、河湖生态系统受损甚至退化等,其原因既包括影响水质水量的因子尺度变化大、水环境变化周期性强、判断指标边界模糊等自然原因,也包括针对流域治理的方案过于理想、目标过高、困难认识不足等社会原因。

从特点上看,流域水生态系统在结构上具有整体性,过程上具有系统性,功能上具有可持续性,因此科学合理的流域修复方案就是要遵从水文水动力、水环境与水生态过程的基本规律,连接源头控制、过程阻控和末端治理三个关键环节,并统筹流域山水林田湖草生态要素,协调流域、河流廊道、河段和微栖息地四个尺度。基于此,流域水生态修复应当遵循“三全三可”策略。

“三全”策略即“全覆盖、全过程、全要素”。“全覆盖”即通过流域视角进行水陆统筹,陆域做好“减源”,降低污染排放量,水域做好“增容”,增加水系水环境容量;“全过程”即做好源头控制、过程阻控及末端治理;“全要素”即统筹山水林田湖草生态要素开展流域治理。

“三可”策略即“问题可定位定时识别、措施可落地有效、效果可定量预测”。“问题可定位定时识别”即能够在空间尺度上识别出引起某个控制断面某项指标超标的关键陆域控制单位或片区,同时能在时间尺度上明晰问题突出的敏感时段;“措施可落地有效”即能够做到目标明确、可操作、有效果、符合当地实际;“效果可定量预测”即能够对措施效果进行多个情景下的定量预测。

推进流域生态修复首先要尊重自然,敬畏自然,同时应当识别自然系统的基本规律,道法自然。“三全三可”策略本身是一个不断总结完善的过程,应当具体分析流域的地域性特点,并以此量身定做最适宜的修复方案。

永定河流域面积4.7万km2,是京津冀功能区的主轴、京西的绿色生态廊道,具有水源涵养、防洪、供水和生态屏障等重要功能。目前永定河流域面临水资源禀赋差、水环境承载能力低、生态系统严重退化、生态空间不足等诸多问题。此外,流域水环境管理尚未建立跨区域跨行业的议事协调机构,缺乏健全的流域生态环境保护协作机制、涉水联合执法机制和水生态补偿机制。

针对永定河流域生态安全系统环境问题的典型性和特殊性,我们通过课题研究构建了永定河流域水质目标管理体系,并通过其明确永定河流域的水生态分区,制定流域水环境容量与总量分配方案,开展水环境承载力评估调控以实现水资源水环境综合调控,并提出跨省界的水质水量生态补偿机制方案建议。

构建流域水质目标管理体系首先是明确功能定位,在此基础上进行功能区划,逐级细化其功能,确定目标体系。永定河流域水生态根据降水和干燥度两个区分因子可分为洋河御河上游半干旱水生态区及永定河桑干河半湿润水生态区两个一级区。此外,可根据高程、坡度和地貌分区格局进一步分为8个水生态二级区;根据具体指标如河流等级、河网密度等再细分为25个水生态三级区。通过功能区划逐步细化目标体系,并以此对永定河干流、一二级支流以及官厅水库滨岸带的生态保护红线进行划定,红线区域面积约占流域总面积的6.5‰。

对洋河、桑干河、清水河等流域水环境容量分析结果表明,虽然近年来流域水质明显改善,但部分断面仍存在氨氮和总磷超标的问题。通过现场水环境、水生态调查,发现硝酸盐氮对水生生物多样性影响较为显著。此外,有机磷农药、药品和个人护理品等为表层水和沉积物中浓度最高的两类新型污染物,上游妫水河和洋河是官厅水库新型污染的主要来源。

构建了基于空间系统动力学的水环境承载力评估模型开展永定河流域2006—2016年水资源承载力分析,结果表明永定河流域京津冀区域水资源严重超载,以河北地区情况最甚。构建了流域分布式水资源模型,计算结果证明,在每年3~5月份黄河万家寨调水1亿m3,官厅受水0.5亿m3条件下,官厅水库才可基本可以满足最小生态流量调度要求。

根据研究成果,我们提出了关于永定河流域水质水量生态补偿机制的建议:制定跨界水质水量生态补偿框架,以来水水量为主要补偿因子,以来水质状况为调节因子;以上下游共商共建共赢为传感器前提,从改善入库水质、维护上游不同类型生态功能、生态服务为宗旨,明确补偿资金核算依据,明确各方投入及权责分配。最后,希望通过创建永定河治理模式,为海河流域其他子流域治理提供借鉴。

通过开展流域规划工作,我们归纳流域生态问题主要包括河流水质差,点源、面源(特别是农业面源)污染严重,生态基流保障程度低,农田侵占河道问题严重,生态廊道功能弱,河流防洪标准偏低,沿河滩涂开发致使湿地减少,自然河流改造成以防洪排涝为主的水利工程等。结合前期工作经验,认为流域治理规划要在国土空间规划的指导下开展,具体意见和建议如下:

①流域水系规划是生态规划的基础,在规划中应当保证河流廊道及过水断面的宽度,并在地形及土地规划允许的前提下,在河流两侧及交汇节点处尽量保护或规划大型洪泛湿地,以满足支流在汇入主干河流前的滞洪需求,同时应注意保护流域内具有滞蓄洪功能的湿地和湖泊。

②对于蓄水湖的规划,在满足防洪要求的前提下,尽量不侵占基本农田,根据汇水点、灌区,寻找河道潜在扩充空间,规划调蓄湿地和弹性蓄水湖泊,最终确定河道两岸的保护范围。

③建议重点保护自然河流与湿地,规划中需保留河道的自然流向、降低流速、在河流两侧预留河道摆动空间,并创造多样的生物栖息地。同时应当满足过水断面及流速的设计要求,实施生态水利工程,将水利、生态与景观统筹考虑。

④在规划中应当考虑如何恢复河流与湿地的生态基流。溪流是反映河流健康的重要标志,短期内,建议利用地表蓄水以及经湿地净化后的污水厂尾水为河道提供生态基流。从长远角度,解决生态基流问题有赖于流域内的森林、湿地,需要抚育森林、改变林相。同时,应当考虑对承压水的地表区域进行保护,对地表敏感地形及植被进行保护,以协助地下水回充至承压水层或潜水层。

⑤应当考虑如何削减面源污染。规划中应当预留部分土地作为湿地或者缓冲带来削减农业面源污染,或者回用农业灌溉余水。沿河农田采用有机种植法及其他可持续耕作方法也可有效削减沿河农业污染,或者可以推广精准滴灌,可提升水肥利用率到95%以上。

⑥应当考虑如何保护生物多样性。在规划过程中,设计的生态廊道越宽越好,小型动物需要几百米宽的廊道,大型动物则需要多条几公里乃至几十公里宽的廊道。指示物种及生态廊道的位置和宽度是规划的核心。流域规划需要建立包含本土物种的栖息地体系,并考虑山脊栖息地、高地栖息地、湿地栖息地及水生栖息地。建议每个国家公园的面积不低于一百平方公里,以满足大型及濒危物种的栖息要求。此外,在植物规划中,要考虑植物群落的动态演替,利用土壤中的种子库,让自然做工。

国土空间规划是以国家发展规划为统领,以空间规划为基础,以专项规划、区域规划为支撑的国家规划体系,将主体功能区规划、土地利用规划、城乡规划等空间规划融为一体。其主要目标为:到2020年初步形成基本建立国土空间规划体系,到2025年建立健全相关的制度,到2035年形成一个和谐、安全、富有竞争力、可持续发展的国土空间规划格局。

国土空间规划实行五级三类,五级为国家、省、市、县、乡村,三类分别为总体规划、专项规划、详细规划,其核心内容即“三区三线”的划定,“三区”为生态空间、农业空间、城市空间,“三线”为生态保护红线、永久基本农田保护红线、城镇开发边界。生态文明建设优先是国土空间规划体系构建的核心价值观,全面实现高水平治理是国土空间规划体系构建的根本依据,引领高质量发展和缔造高品质生活是国土空间规划的主要抓手。

水资源以水流的形式进入到社会水循环路径中,打破了流域自然水循环系统原有的规律和平衡,极大地改变了降水、蒸发、入渗、产流和汇流等水循环各个过程,水流和以水流为载体的物质循环、能量传递过程,对自然生态系统和人类社会提供了多种支撑与服务功能,具备自然演化、社会服务及生态三大功能。这三大功能之间相互依存又对立统一,对当前经济社会发展有支撑和保障作用。在国土空间规划当中,相关涉水内容主要体现在:①水是构成国土空间规划的核心要素;②水对国土空间战略格局具有资源保障和约束引导的双向功能;③水利基础设施是国土空间的重要组成部分。

新时代国土空间规划中水流的价值可以概括为经济价值、生态价值和文化价值。随着信息技术的深入发展和5G技术的应用,水作为空间的核心要素之一,基于服务对象、场景和需求的转化和利用效率将得到提升,促进自然资源的经济价值和生态价值实现增值。

通过对国土空间规划的理解和认识,结合水资源在国土空间规划中的地位和作用,认为流域治理规划应在国土空间规划指导下开展,针对永定河综合治理与生态修复,提出如下建议:①开展永定河水资源承载力评价;②统筹考虑国土空间各要素治理需求,优化水流的空间布局系统治理;③建立永定河综合治理生态廊道,构建绿道体系,传承永定河文化;④让政府和市场两手发力,建立相关的体制机制。

永定河流域水环境承载能力低,污染严重,然而流域周边城镇有很多中水及再生水资源没有很好地利用。用中水置换市政水或地下水,可以节约城镇有限的淡水资源。中水处理厂处理标准不一样,成本也不同。永定河周边污水处理标准要达到低氮和低磷,可排放到河道或景观湖或湿地,以满足对永定河径流补水。而城镇或乡村大量中水可以降低标准。通过管道输送满足灌溉中水到各个城镇的景观灌溉区域,利用中水灌溉节约的运行费和市政水灌溉的成本,完善景观灌溉中水的输送和灌溉系统投资。因此永定河流域城镇规划设计要考虑置换中水输送和灌溉系统配套,同时加强灌溉管理。以景观植物灌溉为例,不同灌溉方法效率不一,灌溉量也不同。但若管理不到位,即便是滴管和喷灌,没有掌握气象、植物生长根系、土壤质地和需水量大数据,制定合理的灌溉制度,控制不好也会产生水资源的浪费。

随着城市的不断发展,生态景观面积也在不断增加,现有水资源已不能满足生态景观用水需求。目前国家对水资源的管理目标已发生重大变化,即从控制水、开发水、利用水转变为以水质再生为核心的水的循环再用和水生态的修复和恢复,从根本上实现水生态的良性循环,保障水资源可持续利用。因此,采用符合要求的中水(再生水)作为永定河流域城市园林绿地灌溉用水水源,是缓解园林行业发展与永定河水资源短缺矛盾,降低城镇生态景观养护费用的最效途径之一。

京蓝科技针对市政景观植物中水灌溉的解决方案,包括不同水资源调配与合理利用,采用离子灌溉技术改善中水水质和盐碱地植物生长环境、增加保水性、提高生态景观植物生长,通过气象和土壤ET墒理论建立大数据灌溉决策模型大数据平台等。从结果上看,可以节省灌溉用水60%~70%。

原标题:首届永定河论坛流域生态修复技术与实践分论坛专家观点集萃—《中国水利》2019年第22期

北极星环保网官方订阅号每日精选环保热门资讯,天天涨环保知识。做环保,我们是认真的!

上一篇:新年伊始,20个好消息从世界传来,让我们喜迎

下一篇:国内十大跨境电商平台排行榜,我国跨境电商平

顶部