鸕鶿、蒼鷺、赤麻鴨……看著北京沙河水庫裏的水鳥日漸增多，來拍攝鳥類的觀鳥愛好者絡繹不絕，中國科學院生態環境研究中心（以下簡稱“生態中心”）研究員魏源送感到十分欣慰。

作為(wei) 國家“十一五”時期確定的十六個(ge) 重大科技專(zhuan) 項之一，水體(ti) 汙染控製與(yu) 治理科技重大專(zhuan) 項（簡稱“水專(zhuan) 項”）旨在為(wei) 中國水體(ti) 汙染控製與(yu) 治理提供強有力的科技支撐。

魏源送牽頭負責的“北運河上遊水環境治理與(yu) 水生態修複綜合示範”項目（以下簡稱“北運河項目”），是“水專(zhuan) 項”十三五時期在京津冀區域開展的綜合調控重點示範項目，下設4個(ge) 課題，由生態中心、北京市水科學技術研究院、北京首創股份有限公司等16家單位承擔，組織了300餘(yu) 名科研人員參與(yu) 項目研究。

其中，生態中心負責沙河水庫課題，北京水科院負責生態清潔小流域和農(nong) 村汙水處理2個(ge) 課題，北京首創負責未來水廠課題。北京沙河水庫水環境改善，正是該項目取得的重要成果之一。

“通過研究團隊2020年春季初步調查，在沙河水庫共記錄了26種水鳥，隸屬6目7科，其中列入世界自然保護聯盟瀕危物種紅色名錄（IUCN）的易危物種2種，分別是鴻雁和遺鷗。”魏源送說，隨著項目的執行，沙河水庫水生態環境得到大幅改善，使得沙河水庫成為(wei) 適宜於(yu) 水鳥繁殖的重要棲息地，並成為(wei) 了北京市重要的觀鳥愛好者聚集地。

沙河水庫經過治理，又成了鳥類的天堂。（魏源送供圖）

向水汙染宣戰

“有河皆汙，有水皆臭”，曾經是我國水汙染情況的真實寫(xie) 照。嚴(yan) 峻的水汙染形勢，嚴(yan) 重影響了人們(men) 的生產(chan) 生活和身心健康。

為(wei) 適應可持續發展需要，推動科技支撐向水汙染宣戰，我國提出了“水專(zhuan) 項”，是為(wei) “十一五”時期國家確定的十六個(ge) 重大科技專(zhuan) 項之一。中國科學院及下屬生態中心、南湖所等單位，是“水專(zhuan) 項”的重要承擔力量。

作為(wei) 新中國成立以來投資最大的水汙染治理科技項目，“水專(zhuan) 項”精心設計，循序漸進，分三個(ge) 階段進行組織實施。第一階段目標主要突破水體(ti) “控源減排”關(guan) 鍵技術，第二階段目標主要突破水體(ti) “減負修複”關(guan) 鍵技術，第三階段目標主要是突破流域水環境“綜合調控”成套關(guan) 鍵技術。

根據《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020年）》要求，按照“自主創新、重點跨越、支撐發展、引領未來”的環境科技指導方針，“水專(zhuan) 項”從(cong) 理論創新、體(ti) 製創新、機製創新和集成創新出發，立足中國水汙染控製和治理關(guan) 鍵科技問題的解決(jue) 與(yu) 突破，遵循集中力量解決(jue) 主要矛盾的原則，選擇典型流域開展水汙染控製與(yu) 水環境保護的綜合示範。

北運河項目，正是“水專(zhuan) 項”第三階段實施的重要組成部分。

北運河發源於(yu) 北京市昌平、海澱一帶的軍(jun) 都山南麓，向南流過通州，經河北香河、天津武清後匯入海河，是聯結京津冀地區的天然紐帶。

“北運河流域是北京市人口最集中、產(chan) 業(ye) 最聚集、城市化水平最高的流域。”魏源送介紹，上遊是其僅(jin) 有的清潔水源，存在生態係統退化、威脅水質安全的汙染源尚未得到有效控製，水資源短缺壓力大、河道環境問題突出、城鄉(xiang) 汙水處理工作發展極不平衡等問題。

為(wei) 此，北運河項目以其上遊為(wei) 重點示範區，遵循區域綜合治理的原則，以“水環境質量改善、水資源優(you) 化配置、水生態功能提升”為(wei) 目標。

“項目主要通過流域產(chan) 匯流與(yu) 不同汙染源的遷移轉化耦合關(guan) 係研究，對多源汙染防控、生態清潔小流域建設、非常規水源補給緩滯水體(ti) 生態修複、麵向未來汙水處理技術等集成創新與(yu) 精細化管理及示範，推進北運河流域水生態環境綜合治理全方位係統實施，為(wei) 確保北運河上遊區域水生態環境得到顯著改善提供科技支撐。”魏源送表示。

河溝道生態修複後變得水清岸綠。

建設生態清潔小流域

北京市海澱區的蘇家坨鎮、溫泉鎮一帶，規劃有序，環境優(you) 美，已不見早年間溝渠淤塞、植被破壞的景象。

這裏，是北運河項目“海澱區生態清潔小流域示範區”所在地。蘇家坨鎮、溫泉鎮生態環境的改觀，很大程度上得益於(yu) 項目團隊實施的生態清潔小流域建設。生態清潔小流域示範由北京市水科學技術研究院牽頭負責，分別在海澱區和昌平區實施。

魏源送介紹，在北運河上遊流域，高程二三百米的淺山區分布麵積較大，占到山區麵積的近30%。淺山區連同山前平原是北京市郊區人口密度最大、活動最集中的地帶，也是城鄉(xiang) 結合部的相對集中區域，具有人口構成複雜、農(nong) 業(ye) 農(nong) 村麵源汙染嚴(yan) 重、生態環境脆弱等特點。

“項目團隊通過深入分析研究，在項目中提出了適宜於(yu) 淺山區城鄉(xiang) 結合部的農(nong) 業(ye) 農(nong) 村麵源汙染防控技術體(ti) 係。”魏源送說。

例如，針對農(nong) 業(ye) 種植與(yu) 養(yang) 殖及農(nong) 村垃圾等主要汙染源，項目團隊構建了種植麵源汙染“控-蓄-淨”防控技術、畜禽養(yang) 殖“五化”汙染防控技術和農(nong) 村垃圾資源化利用技術等3項關(guan) 鍵技術，達到分類治理、綜合防控的目的。

針對淺山區果園分布麵積大、麵源汙染高風險的問題，項目團隊對近水係550畝(mu) 典型農(nong) 田果園開展試驗與(yu) 治理示範研究，提出從(cong) 農(nong) 業(ye) 地塊到排水溝渠聯合應用“控源”肥藥源頭減量技術、“蓄水蓄肥”農(nong) 業(ye) 耕作優(you) 化技術、“淨化”農(nong) 田排水溝渠淨化技術的實施方案。

小流域是北運河流域綜合管理的基本單元。魏源送介紹，在項目實施中，以小流域為(wei) 單元，提出“封節保、精細化、近自然、參與(yu) 式、嚴(yan) 監管”的山水林田湖草係統修複技術模式，並將小流域監測評價(jia) 管控和公眾(zhong) 參與(yu) 貫穿於(yu) 小流域綜合治理各個(ge) 環節。

為(wei) 了將小流域山水林田湖草係統修複技術模式和關(guan) 鍵技術成果落地，項目團隊還在北運河上遊開展了總麵積219平方公裏的生態清潔小流域建設，即海澱區南沙河流域源頭和昌平區北沙河流域源頭。

在海澱區生態清潔小流域示範區，項目團隊針對汙染源多樣、生態退化嚴(yan) 重等問題，構築了“農(nong) 田綠地生態修複區、人居產(chan) 業(ye) 生態治理區、河道溝渠生態保護區”三道防線，通過麵源汙染防控、雨水徑流調控和河溝道生態修複等三大類工程，實現流域係統治理。

在昌平區生態清潔小流域示範區，原先水土流失、山地災害、農(nong) 業(ye) 和村鎮麵源汙染和溝渠水環境汙染等問題突出，項目團隊采用了水土保持、植被恢複、村鎮美化、水資源高效利用、水汙染防控和溝渠生態修複等六大類措施，實施山水林田湖草一體(ti) 化治理。

魏源送表示，生態清潔小流域建設示範，為(wei) 北京市小流域治理提供了很好的借鑒。研究過程中，項目團隊還製定了北京市地方標準一項《生態清潔小流域初步設計編製規範（DB11/T-1595-2018》，目前該標準已在北京全市推廣應用。

修複河道型水庫水生境

北京沙河水庫是北運河上遊的重要節點，同時也是多源汙染的重要聚集處。隨著社會(hui) 經濟快速發展，以往的沙河水庫呈現水生態退化、水汙染形勢嚴(yan) 峻，水生境受到嚴(yan) 重影響，水鳥稀少。沙河水庫的綜合治理對下遊的水質改善和水生態修複至關(guan) 重要。

魏源送表示，合流製管網溢流已成為(wei) 是城市水環境突出的瞬時汙染源，對水環境和親(qin) 水空間的影響較大。為(wei) 此，針對沙河水庫周邊合流製管網溢流汙染底數不清的現狀及其控製需求，項目團隊曆時兩(liang) 年，通過現場調研和在線監測，揭示了降雨特征與(yu) 溢流汙染的響應關(guan) 係，明確了沙河水庫周邊合流製管網溢流汙染時空分布特征，研發了合流製管網溢流汙染防控“截衝(chong) 調蓄淨一體(ti) 化”關(guan) 鍵技術和最佳管理實踐，並與(yu) 昌平區水務局合作，將其應用於(yu) 沙河水庫水環境質量改善。該技術獲得了北京市水利學會(hui) 科技獎二等獎。

隨著北運河項目的執行，沙河水庫水環境得到大幅改善，使得沙河水庫成為(wei) 適宜於(yu) 水鳥繁殖的重要棲息地。

魏源送介紹， 2018年5月之前，沙河水庫常年保持水位35.6米，庫區水深3～10米，南沙河和北沙河河道大水麵水位常年維持在2～3米，不利於(yu) 水鳥的棲息，適宜於(yu) 水鳥棲息的麵積也較小。

2018年5月8日，陳吉寧市長調研北運河水係治理工作，提出降低河流水位，促進水生植物生長，自然淨化河流水質。

魏源送介紹，相對而言，0.5 米以內(nei) 水深濱岸空間最適合各類濕地生物生長，也能吸引水禽來覓食，具有多樣的生境空間；0.5-1.5米水深適合沉水植物生長，有利於(yu) 魚類棲息繁衍。

項目團隊基於(yu) 數值模擬結果，得出了水位和水深區間麵積關(guan) 係。當水庫水位達到35.6米時，雖然0.5-1.5米水深區域麵積達到最大，但0-0.5米水深區域麵積偏小，難以為(wei) 岸濱生物提供充足空間。綜合而言，水位處於(yu) 34.1-35.0米區間時，淺水區空間分布均衡，生境空間最具複雜性和多樣性。

因此，魏源送和項目團隊提出建議，基於(yu) 不同季節水鳥棲息地、生境多樣性對水深的要求不同，在低水位運行的基礎上，對沙河水庫的水位進行動態調控。例如，春季挺水植物和浮水植物對水分需求較大，建議適當調高水庫水位，滿足挺水和沉水植物的生長，增加生境多樣性和水鳥食物的供給；春夏交替之際，逐漸降低水位滿足濕生植物、水鳥、魚類、爬行類和兩(liang) 棲類動物等的生長；在汛期（6-9月），在滿足防洪需求的基礎上，保持低水位運行。

隨著沙河水庫水環境的大幅改善，水庫水鳥多樣性也日漸增加。近年來，隨著北京3個(ge) “汙水治理和再生水利用三年行動方案”的實施，在北運河項目成果的技術支撐下，昌平區水務局加大了汙染源治理，生活汙水處理率大幅提升，合流製管網溢流汙染得到有效控製，農(nong) 業(ye) 麵源治理得到有效推廣，清潔小流域建設麵積大幅提高，沙河水庫的水生態環境改善明顯，為(wei) 今後水鳥棲息地的營造打下了堅實基礎。



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