項目概況

水體污染控制與治理科技重大專項（以下簡稱水專項）是根據《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020年）》設立的十六個重大科技專項之一，按照國務院批復的水專項實施方案和重大專項聚焦調整要求，“十三五”重點聚焦“京津冀協同發展區域綜合調控重點示范”。水專項在京津冀區域提出通過永定河、北運河、白洋淀—大清河三條河流生態廊道的建設，帶動上游西北部生態涵養區、中部核心功能區和下游東部濱海發展區等區域的水環境和水生態改善。

在京津冀水專項標志性成果專家組的指導下，京津冀標志性成果專家、河北大學教授王洪杰會同水專項“白洋淀與大清河流域（雄安新區）水生態環境整治與水安全保障關鍵技術研究與示范（2018ZX07110）”項目（簡稱白洋淀項目）所屬6個課題和2個獨立課題以及“十二五”海河南系獨流減河流域水質改善和生態修復技術集成與示范（2015ZX07203）等課題，圍繞京津冀河湖水環境質量保障和水生態修復重大科技需求，針對生態脆弱型河湖水系“有河”“沒水”和河淀生態脆弱等問題，統籌白洋淀—大清河生態廊道“山水林田淀海”系統治理，突破生態需水核算和水資源精細精準調控、近自然濕地生態修復和內源污染精準削減、雄安新區水系統構建等技術瓶頸，創新形成白洋淀—大清河廊道構建技術體系，構建并貫通了白洋淀—大清河生態廊道，實現“修復一片淀泊、支撐一座新城、管控一個流域、貫通一條廊道”，技術支撐雄安新區藍綠交織、清新明亮、水城共融愿景。

◎白洋淀—大清河廊道主要問題及科技需求

白洋淀—大清河廊道突出特征是“有河”“沒水”和河淀生態脆弱，針對白洋淀水質改善、水面恢復、生態修復，以及入海廊道貫通的目標定位，面臨的主要水生態環境問題是大清河流域精細化管理缺失，不同省市污染源排放限值有待統一，上下游缺乏統籌；白洋淀自然入淀水量基本枯竭，淀區水面縮減，導致生態空間銳減、廊道功能缺失；尾水補給型河水水質較差、河道和濕地自凈能力低下，淀區存量污染巨大，濕地生態系統退化，呈現破碎化生態景觀格局。針對上述主要問題，根據雄安新區高起點的戰略定位和白洋淀生態環境保護目標，亟須突破流域生態需水保障、淀區污染治理與生態修復、新區水生態環境承載力提升等技術瓶頸。一是需建立基于流域水生態系統健康與服務功能評估的水生態功能分區和水生態環境管理體系。二是需要構建流域統籌、精準治理的環境治理與生態修復技術集成體系，重塑健康自然水系格局，有效控制入淀污染，恢復生態脆弱型河湖水系的自然連通。三是雄安新區高標準的新型城市水系統建設亟待系統的理論指導和技術支撐。

◎白洋淀—大清河廊道構建技術體系

創新形成白洋淀—大清河廊道構建技術體系，構建并貫通了白洋淀—大清河生態廊道，實現“修復一片淀泊、支撐一座新城、管控一個流域、貫通一條廊道”，有力支撐了白洋淀生態環境保護規劃階段目標實現。

（1）修復一片淀泊。突破梯級近自然濕地修復、精準生態清淤、淀區水動力提升技術瓶頸，建設特大型近自然濕地，實現淀區水生態環境質量整體提升，淀區水質達十年來最好水平。

（2）支撐一座新城。突破多重約束條件下新型城市水系統構建的規劃建設技術，提出新型城市水系統構建的雄安模式和雄安標準，引領未來城市水系統構建。

（3）管控一個流域。深化流域四級分區精細化水質目標管理，推動“三線一單”成果落地，提出生態補水方案和長效機制，保障白洋淀生態補水和下泄生態水量。

（4）貫通一條廊道。優化生態脆弱型河流生態廊道構建指標體系，構建“五區十源三軸”大清河流域生態廊道格局，打通獨流減河入海通道。

◎集成白洋淀水質保障與生態修復技術，修復一片淀泊

針對白洋淀水質目標要求高、生態系統完整性低和水系連通性差等問題，在污染源解析基礎上，突破大型近自然濕地系統構建和水質提升技術，實施入淀河道環境整治工程，建設特大型河口濕地，嚴控外源污染進入淀區。研發科學生態清淤技術，結合淀區下墊面及底泥污染現狀，建立彈性修復機制；構建淀區全地形地貌多工況水動力水質模型，形成多情境科學清除圍堤圍埝的工作策略。成果應用于白洋淀內源治理試點項目，支撐淀區水質改善和水動力恢復。

（1）北方大型近自然濕地系統構建和水質提升

針對白洋淀上游城市尾水不能滿足流域地表水環境質量要求、白洋淀入淀濕地生態系統退化、濕地水質凈化功能低下等問題，突破入淀河道治理、濕地緩沖區污染削減、近自然濕地水質提升和生態修復、退耕還濕濕地生態重構和水質凈化等關鍵技術瓶頸，集成“北方大型近自然濕地系統構建和水質提升成套技術”。創新采用“前置沉淀生態塘+潛流濕地+水生植物塘”的近自然工藝，優化了前置生態塘植物配置，顆粒污染物去除效率提高50%以上、有機物水解率達到25%以上。系統優化了分區分級濕地基質級配，提出了濕地基質緩釋長效除磷技術，實現溶解性磷削減50%以上。開發了清淤濕地立地條件改善技術，建立了“挺水+沉水”和“冷季+暖季”本土植物復合配置模式，水生植物生長速率提高20%以上，水體藻類及污染物去除率提升30%以上。創建了城市尾水生態塘群預處理—功能濕地強化污染削減—近自然濕地生態景觀提升一體化濕地構建技術體系，在雄安新區寨里鄉，府河、漕河、瀑河三河入淀口區域，實施府河河口濕地水質凈化工程建設，示范區面積4.23平方公里、處理水量25萬噸/天；在安新縣同口鎮南，采用“前置沉淀生態塘+潛流濕地+多塘系統”的近自然工藝，實施孝義河河口濕地水質凈化工程建設，示范區面積2.11平方公里、處理水量20萬噸/天。

（2）白洋淀內源污染治理與污染精準削減

針對白洋淀水體空間破碎、內源污染負荷高、淀中村污染水質差等問題，創建了內源污染負荷削減與水動力提升成套技術體系，明確了淀區內源污染重點區域和污染類型，形成了生態清淤規劃與實施系列關鍵技術，支撐淀區科學清淤。開展了全淀區底泥及污染物調查，劃定生態清淤示范工程的試點區位置及規模，工程位置最終確定為南劉莊地區和采蒲臺地區，面積共1.43平方公里。開展蘆葦平衡收割超過1萬畝，并進行了阻燃生態板、可降解塑料、電加熱材料等蘆葦規模化資源利用示范，控制水草腐爛造成的內源性污染持續富集。研發了基于硫磺/菱鐵礦等復合填料的近自然濕地生態修復技術，形成了基于村淀融合的農村污水超凈排放技術體系，建設了淀中村（橋東村）污染治理樣板工程，大幅度削減了淀中村污水處理系統的污染排放負荷，排放水質提升至準Ⅲ類，形成了淀中村污水入淀生態屏障，實現了“不讓一滴污水進入白洋淀”。

◎構建新型城市水系統的雄安模式和雄安標準，支撐一座新城

立足平原建城，堅持區域協同發展，基于城市水系統最新理念，突破了多重約束條件下新型城市水系統構建的規劃建設技術，形成新型城市水系統構建的雄安模式，構建了全過程多目標的雄安新區城市水系統構建標準，面向“高品質飲用水、高質量水環境、高標準水設施、高韌性彈性”，基于城市水系統多維度目標，通過對單個過程的模擬、多過程的耦合、綜合評估與多輪反饋優化，實現城市水系統的整體優化，提出了供水設施系統優化、污水及再生回用設施布局優化、藍綠空間布局優化、城市水系統彈性韌性管理策略及實施保障等建議方案。成果與新區基礎設施規劃建設的充分結合和應用，為新區高標準建設提供了有力支撐，塑造了水城共融、人地和諧的典范。同時，為其他城市水系統的規劃建設提供參考和借鑒。

◎集成流域精細化水資源水環境綜合管理技術，管控一個流域

科學確定了白洋淀低、中、高生態需水方案和枯、平、豐水位的生態需水方案；在提出的最優空間配置模式下，通過水源涵養進而提升枯水期清水產流15.8%，上游山區植被結構優化后，產水量增加了6.0%；按照未來農業發展的不同時間段，兼顧國家糧食安全問題，維持地方的口糧安全（小麥自給），通過種植結構的調整，未來有望實現流域農業節水2億~4億立方米；基于水質改善優化淀區多源補水，拆除關鍵圍堤圍埝阻水區后，滯水區面積減少14.6%，水面面積增加約10%，優化補水路徑后，滯水區面積比例減少5%~10%，區域換水周期縮短近11天，淀區整體水面面積比例增加了15.3%~31.3%，水動力和COD、總氮、總磷和氨氮等指標均有所改善；精細精準調控了白洋淀及入淀河流生態流量，實現了流域雨洪水、再生水、上游水庫群、引黃入冀補淀、南水北調中線等工程聯合精細精準生態補水總量超5億立方米，保障了白洋淀正常水位達到6.5米~7.0米，提升了生態補水效益，對保障白洋淀—大清河生態廊道用水和構建白洋淀—大清河生態廊道提供重要支撐。

◎集成生態脆弱型廊道構建與生態修復技術，貫通一條廊道

針對大清河流域河流斷流、生態廊道功能喪失等問題，研究了大清河生態廊道功能定位及空間結構，形成白洋淀—大清河流域“五區十源三軸”生態空間格局；優化和實施大清河下游獨流減河大尺度水系連通補水工程226公里，年補生態需水量0.85億立方米，保證了河道生態基流及規模化濕地群建設，構建了以獨流減河為主軸的生態廊道網絡，發揮河流—濕地生態系統水質凈化能力，支撐主要河道斷面水質達到地表水環境質量Ⅴ類標準，修復獨流減河河岸帶喬灌草立體植被23公里，建設寬河槽生態改善示范區3平方公里，實現了鳥類生境改善和河岸帶生態修復，打通了入海生態廊道。

實施成效

1.有力支撐雄安新區和白洋淀生態保護重大工程，支撐淀區考核斷面水質達標。

支撐府河、孝義河新區段入淀河流綜合治理工程；建設府河、孝義河河口6平方公里特大型濕地，處理上游來水45萬噸/天，為生態濕地格局建設提供良好的生態環境空間，對華北乃至全國的水生態環境建設具有重要的示范和借鑒作用。內源污染治理及水動力研究成果推動了白洋淀生態清淤擴大試點工程的實施和全面清淤方案的制定，為實現百淀連通提供理論和數據支撐。構建了污水處理與鄉村文化相結合的淀中村污染治理樣板；創新了基于“高污染治理，中污染控制，低污染防控”原則的水土共治技術，獲得生態環境部綜合司的高度評價，相關科技建議得到中辦采納，有力推動了唐河污水庫的治理工作。

2.同步支撐流域治理規劃編制和實施，實現生態環境改善新突破。

白洋淀項目7+17+17的技術體系，支撐了河北省、雄安新區、廊坊市等相關政策及規劃的編制工作。成果形成主要以沿大清河流域河流的生態廊道的北軸、中軸、南軸為核心，構建五區十源三軸的河流水域、河灘、陸域生態功能提升的生態緩沖帶的大清河流域生態廊道布局，成果納入《白洋淀上游生態涵養區規劃》《廊坊市水生態環境保護“十四五”規劃要點》《河北省水生態環境保護“十四五”規劃》《河北省2021年主要河道生態補水實施方案》等規劃方案中。

3.全面支撐京津冀區域水污染控制與治理成套技術綜合調控示范標志性成果。

形成生態廊道構建集成技術和研發的生態補水和儲存、植物群落構建、指標體系與閾值等3項關鍵技術，及污染多級屏障控制、人工濕地設計等關鍵技術，對國家水體污染控制與治理重大專項標志性成果7:京津冀區域水污染控制與治理成套技術綜合調控示范中的“河流生態廊道理念與構建技術框架”和“白洋淀—大清河生態廊道貫通綜合示范”兩項成果起到了理論構建、技術實踐的重要支撐作用。

水專項探索形成大清河廊道“山水林田淀海”的生態空間格局，通過一線貫通、多點串聯的白洋淀—大清河流域生態廊道構建，打破行政區域限制，擴大生態空間，實施大尺度水系聯通補水工程，打通入海廊道，引領示范生態廊道建設在京津冀協同發展區率先突破，為今后的海河流域生態空間修復治理和京津冀生態新格局建設提供可復制可推廣的經驗。

（本版內容由本報記者陳彬整理，中國雄安集團生態建設投資有限公司、河北大學供圖）

本項目技術來源

水專項白洋淀項目和獨立課題完成單位：河北大學、中國雄安集團有限公司、中國科學院生態環境研究中心、中國環境科學研究院、中國水利水電科學研究院、中國城市規劃設計研究院、北京大學、清華大學、北京林業大學、北京師范大學、北京建筑大學、河北省生態環境科學研究院、天津市環境科學研究院、河北省水利科學研究院、中國地質大學（武漢）、中國人民大學、中國科學院遺傳與發育生物學研究所農業資源研究中心、河北工程大學、中交（天津）生態環保設計研究院有限公司、中電建水環境治理技術有限公司、中交水運規劃設計院有限公司、北京國環清華環境工程設計研究院有限公司、中國成套設備進出口集團有限公司等。

致謝

感謝國家水專項管理辦公室、河北省生態環境廳、天津生態環境廳和河北雄安新區管委會生態環境局的大力支持！