遼河是我國七大水系之一，隨著國家改革開放、經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，遼河流域水污染加重，在20世紀90年代中期，遼河已經(jīng)被嚴重污染，被列入國家重點治理的“三河三湖”之一。經(jīng)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(huán)境治理等重大工程發(fā)揮了重要作用。

技術(shù)集成為流域環(huán)境管理新目標提供科技支撐

伴隨著流域水環(huán)境的逐漸改善，開展遼河水生態(tài)修復(fù)、推進水環(huán)境持續(xù)改善、建設(shè)健康河流成為遼河流域環(huán)境管理的新目標。

由沈陽大學(xué)主持，遼寧省遼河凌河保護區(qū)管理局行政負責(zé)，中國環(huán)境科學(xué)研究院、東北大學(xué)、沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)、沈陽航空航天大學(xué)、遼寧省遼河保護區(qū)發(fā)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(qū)水生態(tài)建設(shè)綜合示范（2012ZX07202-004）”課題組，針對遼河保護區(qū)河勢不穩(wěn)、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(tǒng)現(xiàn)場調(diào)查與小試、中試實驗，研發(fā)了河流生態(tài)系統(tǒng)完整性診斷與評估技術(shù)、水體綜合毒性評估技術(shù)及水生態(tài)健康評估技術(shù)，明確了遼河保護區(qū)水生態(tài)完整性現(xiàn)狀、演替趨勢與恢復(fù)途徑；構(gòu)建了遼河保護區(qū)支流匯入口濕地污染阻控技術(shù)、河勢穩(wěn)定與泥沙生態(tài)控制技術(shù)和河岸帶人工強化自然封育技術(shù)，并建立了技術(shù)示范工程，支撐了示范區(qū)河流水質(zhì)持續(xù)改善，生物多樣性得到恢復(fù)：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(shù)實現(xiàn)景觀、旅游和生態(tài)有機結(jié)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(xiàn)狀，入干支流污染嚴重，是遼河保護區(qū)水環(huán)境質(zhì)量改善面臨的現(xiàn)實問題。

課題組在綜合考慮現(xiàn)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(diào)查分析引起濕地退化的環(huán)境與生物等主要因素、明確濕地恢復(fù)要素的基礎(chǔ)上，設(shè)計了各支流河口人工濕地的恢復(fù)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(fù)方案及搭配原則，構(gòu)建了支流匯入口濕地污染阻控技術(shù)。

據(jù)介紹，該技術(shù)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(shè)中進行了技術(shù)示范。連續(xù)監(jiān)測結(jié)果表明，支流匯入口濕地的污染物阻控效果顯著，可削減COD 35%以上、氨氮 37%以上、總磷 53%左右，實現(xiàn)了支流入干水質(zhì)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(tài)功能于一體的濕地工程，在發(fā)揮回補地下水、調(diào)節(jié)小氣候、調(diào)控洪水、為野生動物提供棲息場所、美化環(huán)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(xiàn)了景觀、旅游、生態(tài)的有機結(jié)合。

河勢穩(wěn)定與泥沙生態(tài)控制技術(shù)提高河道景觀，解決疏浚底泥難題

遼河保護區(qū)流域水環(huán)境的另一個難題，是河勢不穩(wěn)、河岸與灘地侵蝕嚴重，河床泥沙淤積、行洪不暢。現(xiàn)有護灘、護岸多為混凝土漿/干砌石等硬性工程技術(shù)，破壞了生態(tài)景觀與生物棲息環(huán)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(gòu)建了梯級石籠植物壩、拋石護根植物壩、生態(tài)柔性壩三種適宜不同水流特征與地形環(huán)境的河勢穩(wěn)定生態(tài)控制技術(shù)，研發(fā)了基于不同徑流量的泥沙疏浚技術(shù)以及基于疏浚污泥與植被的生態(tài)島控沙技術(shù)和生態(tài)消落帶控沙技術(shù)。上述技術(shù)分別在遼河干流藥王廟險工段生態(tài)壩、蔡牛段生態(tài)壩、分水嶺生態(tài)壩等工程中進行了技術(shù)示范。

監(jiān)測結(jié)果表明，河勢穩(wěn)定生態(tài)控制技術(shù)可抵御洪水流速達0.7～1.0m/s，抵御洪水量達2729m3/s，實現(xiàn)了河道生態(tài)建設(shè)、生物棲息地建設(shè)與河勢穩(wěn)定的有機結(jié)合；生態(tài)島控沙技術(shù)和生態(tài)消落帶控沙技術(shù)綜合利用底泥疏浚產(chǎn)生的淤泥，將泥沙流失嚴重的河心島改造為生態(tài)島，有效控制河岸帶淘蝕，保護了兩側(cè)灘地的生態(tài)環(huán)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(shù)支撐水質(zhì)改善，生物多樣性明顯增加

研究表明，遼河保護區(qū)水環(huán)境質(zhì)量改善面臨的問題，還包括河岸邊坡不穩(wěn)、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(diào)控以及景觀服務(wù)功能明顯降低等問題。

根據(jù)最小生境理論，遵照以自然恢復(fù)為主、人工干預(yù)為輔的原則，構(gòu)建了河岸帶人工強化自然封育技術(shù)，并在遼河干流鐵嶺縣銀州區(qū)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(shù)示范。通過現(xiàn)場試驗，研發(fā)了河岸緩沖帶污染阻控技術(shù)與河岸邊坡土壤-植物生物穩(wěn)定技術(shù)，并在遼河干流鐵嶺縣銀州區(qū)至汎河口段進行技術(shù)示范。

實際監(jiān)測結(jié)果表明，通過生態(tài)自然恢復(fù)與人工輔助強化，促進了河岸帶植被快速恢復(fù)和生態(tài)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(xiàn)了河岸邊坡防護與農(nóng)業(yè)面源污染阻控，支撐河流水質(zhì)持續(xù)改善，生物多樣性顯著增加，生態(tài)系統(tǒng)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(xiàn)在遼河保護區(qū)內(nèi)。