研究流域水环境综合治理方案

《2018中国生态环境状况公报》显示，2018年长江流域总体水质状况向好，但仍有约12.6%水质断面水质为IV类、V类和劣IV类。流域目前面临的主要水环境问题包括饮用水水源地安全保障有待提高、湖泊富营养化需进一步整治、面源污染亟须有效控制、流域鱼类鸟类资源和滩涂湿地等生态系统逐渐减少、流域水生态健康完整性下降等。污废水排放增加、经济发展与环境保护不协调、流域内缺乏统一规划与管理、面源污染难以控制等问题加剧了流域水环境问题的复杂性。

根据目前存在的主要水环境问题，应从水环境健康评价、农业面源污染防控、水源地安全保障技术、流域城区水污染综合治理等方面开展系列研究。开发基于生物完整性的长江流域水环境健康评价方法并评估现有长江流域水环境修复技术。研发流域农业面源污染生态治理技术和流域面源污染评价与预测预警关键技术。评价流域典型水源地持久性有机污染物健康风险并研发饮用水源地安全保障关键技术。对长江沿岸排污口整治和生态引水补水可行性研究并开发流域城区水环境系统综合治理技术，为流域水环境综合治理提供理论和技术依据。

6.2.3.1　水环境健康评价

（1）基于生物指纹的长江泥沙及其携带污染物质的溯源技术研究

河湖水系连通过程中的泥沙及其携带的污染物来源对于维持河流生态健康具有重要意义。传统的泥沙溯源以观测和侵蚀监测为主，因受观测、经费和实验条件的影响，难以保证数据在时空上的完整性。近年来新发展的复合指纹识别技术主要依赖土壤自身的理化性质，且标记物也不够稳定，应用受限。泥沙与其附着的微生物密不可分，基于环境DNA建立基于生物指纹的长江泥沙及其携带污染物的溯源技术可为长江流域生态保护和管理提供重要支持。主要包括构建长江流域生态信息数据库，建立长江泥沙和典型污染物指纹库，建立长江流域泥沙与典型污染物的生物指纹定量关系，以及发展完善泥沙及其携带污染物的溯源技术体系。

（2）基于微生物完整性的长江流域水环境健康评价方法研究

对河湖生态系统健康状况进行科学合理的评价是指导河湖生态保护和修复的重要前提。传统的评价方法主要基于水文、水质、大型动植物等指标，不但缺乏环境微生物、环境DNA等生物完整性指标，且无法满足大流域河湖地理分化的特点。当前亟须对长江流域生态系统群落特征及其分布规律开展系统的调查和研究，发展长江流域生态信息数据库，建立适用于长江流域河湖生态健康评价的生态完整性方法，为流域环境治理和修复提供理论支撑。主要包括长江流域典型区域生态信息监测及数据库构建，长江流域生态完整性健康评价关键生物指标识别，以及长江流域生态健康状况评价方法建立及风险问题诊断。

（3）基于生态健康的长江流域水环境修复技术评估研究

河流因所处水系不同，生态系统差异巨大，因此，河流修复技术的适用性对于流域水环境综合保护和修复具有重要意义。以往对水环境修复技术的评估多以经济效益为主，生态效益为辅，未结合区域地理差异性，探究河流水环境的修复工程规划和实施前后对生态效应的影响，开展基于生态健康的长江流域水环境修复技术评估研究对于优化长江水环境修复技术和长江大保护都具有重要意义。因此，亟须构建科学有效的水环境修复技术评估体系。主要内容包括长江流域水环境生态健康状况总体评估和诊断，长江流域水环境修复技术评估体系构建，以及长江流域水环境修复技术评估。

6.2.3.2　农业面源污染防控

（1）流域农业面源污染监测与治理技术研究

流域农业面源污染是造成水环境恶化的主要原因之一，据不完全统计，在水体污染中，60%～80%的河流和湖泊富营养问题是由农业面源污染造成的。农业面源污染是最为重要且分布最为广泛的面源污染，但农村面源又具有非常强的分散性和不确定性，对农业面源污染状况进行实时动态监测，可以为农业面源污染程度的分析提供科学的信息渠道。形成多部门协同的全过程农业面源污染监测体系，可以为长江流域水环境保护乃至全国面源污染控制提供技术支撑。主要内容包括优化流域农业面源监测布点格局，建立流域农业面源污染监测大数据平台，以及研发流域农业面源污染生态治理技术。

（2）典型流域面源污染评价与预测预警关键技术研究

随着对生活污水等点源污染的有效控制，面源污染已成为导致水环境污染的重要原因。作为一个农业大国，我国一些河流和湖泊存在面源污染问题。对流域面源污染进行全面合理的评价是指导流域水环境修复、水生态保护的重要前提。已有的相关研究忽略了土地利用等影响因素对污染物迁移过程的综合作用，以及引水工程等人为干预下流域面源污染的动态变化规律，因此需要在深入研究流域面源污染分布和迁移扩散规律的基础上，结合大数据开展新模型的研究与应用，形成对面源污染物和污染源的综合评价系统，并研发面源污染发生的预警预测技术，为流域生态管理和风险评估提供技术支撑。主要内容包括典型流域面源污染物的迁移扩散规律研究，典型流域面源污染评价方法与模型研究，以及面源污染发生预警预测技术研究。

（3）湖泊富营养化治理关键技术研究

以定量评估流域农业面源污染对水体富营养化的贡献为目标，通过对面源污染物输出和迁移转化机制的研究，提出污染物输出关键源区的识别技术，建立面源污染定量评估模型，可为加强面源污染防治、遏制水体富营养化、保护水资源提供技术支撑。(www.xing528.com)

基于流域面源污染的空间分布与富集特征以及受纳水体的水质状况，分析影响流域面源污染物分布与富集的驱动机制和影响因子。研究不同土地利用类型在不同的降水强度与历时、土壤养分含量、施肥与耕作方式等影响因素的作用下，面源污染物随降雨径流过程的迁移扩散途径、形态构成特征、浓度时程变化规律等。明晰流域面源污染形成机制及影响因素，揭示面源污染物的迁移转化规律和滞留机制以及与水文动力因子的耦合关系，提出污染物输出关键源区识别方法，形成用于流域面源污染调查与评估的监测技术体系。甄别藻类暴发的主要影响因素及临界阈值，提出藻类暴发或水华发生预测预报模型；耦合适用于模拟流域产流区时变过程的分布式水文模型，结合流域潜在面源污染物输出源区、迁移路径等因素，研发流域面源污染评估模型。

6.2.3.3　水源地安全保障技术研究

近年来，长江饮用水源地安全保障水平有较大提高，但仍存在一定的风险，特别是长江干流和支流持续输入的外源污染、水源地附近排污口的常规污染以及取水口附近上、下游河段突发性水污染等，都有可能对长江饮用水源地的安全产生影响。为了确保水源地提供安全、可靠的饮用水，有效保障城乡居民的用水安全，对长江饮用水源地的安全开展研究十分必要。

（1）常规与突发污染源对长江饮用水源地水质影响研究

对影响水源地的污染源（长江干流、一级支流、排污口、长江沿线化工码头、油码头等）进行收集调查，分析其污染排放量、排放形式、污染物类型及含量等，判断各污染源的可能影响范围。构建动水条件下长江泥沙对氮、磷的吸附—解吸动力模式，揭示水沙变化条件下细颗粒泥沙对氮磷等典型污染物吸附和解吸机理。通过长江水动力及水质数学模型，量化研究各常规污染源对长江饮用水源地的影响程度，甄别影响水源地安全的主要常规污染源。

基于突发污染源的分析结果，建立不同类型突发性水污染事件（危险化学品泄漏、石油泄漏、污水偷拍或过度排放等）对水源地影响的数学模型，分析不同强度、不同位置和时段的典型突发性水污染事件对水源地影响的程度，甄别影响水源地安全的主要突发污染源。

（2）长江流域典型水源地持久性有机污染物风险评价与防控研究

近年来，长江流域部分水源地及周围环境已检测出持久性有机污染物（POPs）的存在，对饮用水安全造成了严重的潜在威胁。2010—2016年间，长江流域水源地水质合格率仅达到60%左右。部分水源地存在码头、油库、养殖场等潜在污染源，其也是典型POPs（包括多环芳烃PAHs、有机氯农药OCPs和多溴联苯醚PBDEs）的重要来源，加强饮用水水源地保护刻不容缓。对代表性水源地的POPs浓度进行调查分析，结合相关背景数据对POPs安全风险进行评估，并根据污染物赋存情况进行溯源研究。然而目前研究较少关注水源地中持久性有机污染物的风险评价与防控措施。需要在流域代表性水源地典型POPs污染情况调查分析，代表水源地典型POPs溯源和污染风险评价，以及现有POPs防控措施评估及生物-生态防治技术研究方面的加强。

（3）饮用水源地安全保障关键技术研究

获得安全饮用水是人类生存的基本需求，它不仅关系着人民群众的生命健康，同时也关系着国家的可持续发展，是体现国家发展水平和质量的一项重要指标，长江作为人口密度大、经济发达的重要流域，今后很长一段时间里都会是中国的发展命脉，但在越来越严峻的环境污染和生态破坏形势面前，长江水源地的安全是脆弱的。目前有关水源地方面的研究对于水源地突发性污染和常规污染前的识别研究重视程度有待加强，对于污染治理后的长效保持管护也缺少系统科学的方法。因此，根据饮用水水源地及其周边汇流区的自然地理特征、社会经济发展状况、土地利用方式等，研究饮用水水源地安全保障关键技术、制定应急响应方案对确保饮水安全具有非常重要的意义。主要内容包括风险污染源动态识别控制和水质监控预警关键技术研究，水源地风险源和内源污染控制关键技术研究，以及长江流域典型水源地污染事件应急响应关键技术研究。

6.2.3.4　流域城区水污染综合治理

（1）典型流域城区水环境系统综合治理技术开发及应用

在新时期生态城市建设的背景下，积极开展城市河湖水环境综合治理已经成为当前环保工作的重点。目前，我国城市河湖水环境综合治理多采用截污调水、底部清淤和生物修复等技术。然而，截污调水工程与生态水网的建设仍有待优化。传统清淤技术会对河湖底泥造成扰动，导致内源污染物的释放，进一步恶化水质。现有的河湖硬质化护岸拦截面源污染效果有限，因此，亟须开展系统化的城市河湖水环境综合治理技术研究，包括分区域、分类别的高精度生态清淤体系构建研究，集吸附和降解功能于一体的生态混凝土护岸材料开发，以及流域生态水网规划与水质水量优化调度技术体系构建研究。

（2）长江沿岸排污口整治和生态引水补水可行性研究

分析长江沿岸排污口的入江污染物通量，研究生态引水补水对长江水质和生态系统的影响具有重要意义。长江沿岸有大量排污口，同时沿岸城市群开展大量生态引水补水工程，由此带来的污染物通量不容小觑，但目前该方面的研究较少。长江大保护的关键在于减少入江污染物通量，因此亟须进行排污口整治并优化生态引水补水方案，减少对长江水质的不利影响。此外，长江生态系统的变化是重要的评价指标，应关注入江河流对长江生态系统的影响，为制定科学合理的沿江城市生态引水补水方案提供重要支撑。主要包括典型区域入江污染物通量计算方法研究，长江流域典型城市生态引水补水方案优化研究，以及生态引水补水工程对长江生态系统的影响评价研究。