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中国高效践行智慧治水

作者:李杰 发表时间:2022-04-11 08:56:03 来源:新浪财经

 作为世界最大调水工程,南水北调工程正在加速改变中国自古“南丰北缺”的水资源分布;被誉为“华北之肾”的白洋淀,短短五年间就还清复绿;有“中华水塔”之称的青海,在探索“河湖复苏”科技的同时,利用再生水解城市之“渴”……依托“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”新时代智慧治水指南,将绿色发展理念转化为一系列科技实践。拥有古老治水智慧的中国,正在大规模展开高效治水的新探索。

 科技加持“华北之肾”加速功能恢复

 360平方公里淀区内,140余个淀泊星罗棋布,3000余条沟壕纵横交错……白洋淀是大清河流域缓洪滞沥的大型平原洼淀,作为华北地区最大的湿地生态系统,它又被誉为“华北之肾”。雄安新区承载着“千年大计、国家大事”,因坐拥白洋淀而拥有天然生态优势。

 下好流域治理一盘棋,上好绿水青山一堂课,白洋淀治理在科技赋能下,交出亮眼“成绩单”。中国环境监测总站数据显示,2021年白洋淀淀区及上游有水入淀河流水质全部达到三类及以上标准,由2017年的劣五类水质实现明显改善。

 污染治理齐头并进

 如今,白洋淀的春天,是芦苇青翠如玉,是红日映透淀底,是鸟翔鱼跃的一派水乡景色。过去,由于上游工业污水排放、淀区生活污水直排、机械船只增多,水质不断恶化,一些河段一度呈“酱油色”。

 不让一滴污水进入白洋淀,这是白洋淀环境保护与治理的一项硬指标。

 白洋淀流域852家重点监控涉水企业全部安装污水在线监控设施,淀区上游25家省级及以上工业园区全部完成污水集中治理、雄安新区高污染、高排放、高耗水企业全部退出……为从源头上减少污染物排放,工业污染治理首当其冲。

 白洋淀生态环境治理不仅局限于白洋淀,而是整个流域,“强化上下游协同防护避免功亏一篑”日益成为流域生态环境治理的共识。几年来,河北完成流域内37个省级以上工业园区污水集中处理设施建设,排查取缔“散乱污”企业3万余家,持续保持动态清零。

 数字跳动,实时更新,记者在东邻雄安新区的保定市徐水区污水处理厂中控室看到,清晰的巨型屏幕上各类数据信息一目了然,工作人员正认真记录着,为监测出水水质做准备。

 “现在这座污水处理厂提标改造后实际日处理污水达3万立方米,出水水质均已达到大清河流域重点控制区排放标准,出水合格后排入瀑河。”徐水区城市管理综合行政执法局相关负责人说。

 城镇污染治理原来一直是白洋淀流域生态修复工作的短板,如今在流域城镇污水处理厂全部达到《大清河流域水污染物排放标准》基础上,23座城市污水处理厂再次提标改造,达到地表水三类标准,远高于国家工作要求和现行污染物排放最高标准。

 同时,河北在流域设市城市加快推进海绵城市建设,并将流域现有合流制排水管网全面实施改造,新建排水管网全部实现雨污分流。

 为改变原生村落生活污染物入淀的情况,雄安新区对淀中村、淀边村开展“一村一策”专项整治,对103个淀中村、淀边村,因地制宜配建115座小型污水处理设施,实现污水全收集、全处理,其中39个淀中村配建57个生活污水处理站,污水处理后实现全导出、全利用。截至2021年,白洋淀流域沿线(不含雄安新区)852个村庄完成生活污水治理。此外,白洋淀流域所有保留的规模化畜禽养殖场粪污处理设施装备配套率达到100%。

 科技加持监测监管

 野生鸟类一向被誉为生态环境的“晴雨表”。2021年秋季至今,安新县自然资源局白洋淀湿地保护区管理中心的工作人员先后观测记录到国家一级重点保护野生动物大鸨、青头潜鸭等,以及灰鹤、黑翅鸢等珍稀鸟类的踪迹,且观测数量远超往年。

 淀里的水越来越清,往昔难得一见的鸟类、鱼类的身影明显增多,这些改变背后离不开监测、监管新技术的加持。

 记者在白洋淀看到,一艘“天地一体化”生态监测的水上实验室正对水质进行日常监测。空中无人机监测,水中无人船采样,采样数据通过5G信号第一时间回传。船上的水质监测设备能够实现化学需氧量、氨氮、总磷、藻密度等14项水质指标的快速分析。

 “王家寨自动监测站是新区在白洋淀湖心区设置的一个淀区超级站,可以实现水质、空气质量的实时监测。”雄安新区生态环境监控中心工作专班自动室负责人说,在常规水质监测指标基础上,这些试点建设的环境自动监测超级站集空气质量自动监测、水质自动监测、气象自动观测、水文自动监测、水污染自动溯源和5G视频监控于一体。

 VR眼镜、智能采样质控保温箱、安装了质控程序的软件平台……在雄安新区生态环境监控中心二楼化验室区域的样品交接室,一项项“黑科技”让人目不暇接。接到采样任务后,采样员通过智能采样质控保温箱保证到达正确的采样点位,采样质控智能终端可通过北斗导航、5G、区块链、环境地理信息系统等新技术,保证采样箱到达预设的采样点位才能开箱。

 通过全国首创的环境监测采样质控系统,结合物联网、互联网、区块链等高科技手段,真正做到了采样全过程质控,数据全程留痕和数据可溯性。这将在环境监测垂直管理改革过程中发挥重要的作用。

 在三楼的雄安生态环境指挥调度中心,“雄安新区智慧监测平台”正在运行,水质监测网络地图上的颜色根据每个月环境状况而变换。该中心构建起针对各级调度的指挥网络,遍布新区三县30个乡镇的自动监测站工作人员通过手机App接收指令,对预警区域进行环境取样,调度中心进行实验和分析,从而实现异地多人协同的监控指挥功能。

 “目前,雄安正从‘天地淀’逐渐向‘天空地淀一体化’生态监测网络建设迈进,拟引入卫星遥感技术,搭建白洋淀水系生态监测管理平台,实现白洋淀全域、全淀泊监测。”雄安新区生态环境局监测科负责人王英俊说。

 远程执法更是让违法排放无处遁形。通过一套远程执法系统,数十公里外的污水处理厂的采样仪工作情况尽在掌握。目前,新区范围内符合条件的涉水企业已经全部安装在线监控设备。经提标改造后,安新县污水处理厂增加了智能化控制系统,新建了9组超滤膜组架车间,根据进水量和水质情况,启用不同组架的超滤膜设备。

 “我们通过远程控制抽查采样仪器,定时留取企业排水水样,可以第一时间掌握企业超标排放情况,快速锁定违法证据。”雄安新区生态环境局执法支队相关负责人表示。

 探索生态修复新模式

 水域生态修复工作是白洋淀流域环境治理的重要内容之一。为支持配合白洋淀开展生态环境修复保护,由农业农村部设立、中国水产科学研究院负责组织实施的“白洋淀水生生物资源环境调查及水域生态修复示范项目”(下称“示范项目”)在雄安启动实施,由中国水产科学研究院、河北省海洋与水产科学研究院、河北大学等单位共同承担。目前,示范项目已取得阶段性成效,初步形成“以渔净水、以水养鱼”模式,探索了白洋淀水域生态修复的新技术、新方法和新模式。

 在鲥淀淀区,示范项目探索研究水产种质保护区、草型淀区和藻型淀区等三种生态修复模式,集成水生生物养护、生态预警和栖息生境营造技术,优化鱼类增殖放流和繁殖群体结构,建成200亩白洋淀水域生态修复试验区和1500亩白洋淀水域生态修复示范区。

 自启动以来,示范项目系统开展白洋淀及主要入淀河流水生生物资源与环境调查,并利用水生生物生态屏障构建、栖息生境营造、区域分级养护三大技术,在白洋淀开展恢复水生生物资源种群结构、修复水域生态系统等提升示范工程。

 通过系统调查白洋淀流域75个站位的水生生物资源和环境,示范项目获得浮游动植物、水生植物、鱼类资源等数据8万条,29个水质及沉积物等环境指标数据6500条,初步掌握调查区域水生生物资源与环境现状,制作形成白洋淀湿地、水生植被等专题图件36张,为白洋淀增殖放流研究和生态系统服务功能评价奠定重要基础。

 针对西大洋水库,示范项目组工作人员利用生物操控修复模式,开展沿岸带生态防控区、生态浮岛、关键物种栖息地等构建试验,安装浮床1500平方米,种植挺水、浮叶和沉水植物4000平方米,建立沿岸带和敞水区生态防控区;针对入淀河流府河,打造河道生态走廊示范区,为提高鱼类繁殖发育、外来物种防控、污染净化等功能,设计并实施复合人工生境系统200亩。

 据了解,农业农村部下一步将以白洋淀为重点,加快渔业生态修复示范,开展大水面生态渔业示范建设,推进“以渔养水”科学发展,有效发挥“以渔养水”的生态服务功能,打造“以渔护水、以水养鱼、以渔富民”的水域生态维护与修复模式,推动白洋淀流域生产、生活、生态“三生融合”。

 农业农村部官网显示,“白洋淀水生生物资源环境调查及水域生态修复示范”专项实施以来,形成了“以渔控草、以渔控藻、资源恢复、种群平衡、生境修复”五大模式。示范区水面漂浮死亡杂草减少80%以上,生物种群结构得到优化,多样性增加20%以上,鱼类结构得到改善,鱼类栖息环境得到改善。

 流水不腐、户枢不蠹,“华北之肾”的功能正在加快恢复。白洋淀畔,一幅蓝绿交织、水城共融的水乡画卷徐徐铺展,一座“妙不可言、心向往之”的追梦之城正在拔节生长。

 技术助力“中华水塔”探索“开源节流”

 □记者李宁陈杰西宁报道

 青海省是长江、黄河、澜沧江的发源地,也是中国重要的生态安全屏障。同时,人均水资源占有量高,但水资源总量偏低的省情折射出青海水资源的时空与区域分布不均,属于相对缺水地区。

 近年来,青海深入落实国家节水行动,利用科学技术手段,促进水资源集约利用,推动实施一批水生态保护与治理工程,以节水优先、以水而定、量水而行的发展理念管好水资源,确保“一江清水向东流”。

 在青海省西宁市第一再生水厂车间内,潺潺流水自管道中流出,水池内的绿萝在“贪婪”地吸收水分,绿色的叶片在阳光照射下熠熠生辉。这些用于浇灌花朵的水,曾是市民家中排放的生活污水。

 西宁市污水处理有限公司第一再生水厂副厂长颜维敏介绍,再生水厂正在探索水生植物吸附污染物的新技术,提高水环境自净能力。“目前厂内使用的原水为西宁市海湖新区、八一路等区域的生活污水,经由第三污水处理厂处理达标后,再经过第一再生水厂深度处理成为符合标准的再生水。”

 青海被誉为“中华水塔”,但省会城市西宁人均水资源量仅为570立方米,为全国平均水平的四分之一,属于资源型重度缺水城市。循环利用水资源成为目前节约用水的有效途径之一。

 为了让再生水物尽其用,西宁市出台了《进一步稳定工业经济增长的若干措施》,对使用中水的企业给予每吨水减免0.8元的排污费补贴,鼓励城市景观、绿化、道路喷洒等城市杂用水及工业生产用水优先使用再生水,中水使用率逐年增加。

 除了探索“河湖复苏”的“黑科技”,利用好再生水更能解城市之“渴”。颜维敏介绍,第一再生水厂每日生产景观用再生水0.8万吨,用于城市绿化、道路浇洒和宁湖湿地补充用水;每日生产工业用再生水0.8万吨,主要为西宁市东川工业园区提供工业用水。

 在东川工业园区亚洲硅业(青海)股份有限公司的提纯车间内,再生水被用于循环系统的补充水和脱盐水的原水。西宁东川工业园是青海省用水量较大的工业园之一,园区内高精尖企业居多,用水质量要求高,部分企业使用的导电率较低的水被称为“奢侈水”。

 “过去,我们在生产中使用的自来水钙镁离子较高,时间一长容易形成水垢,影响设备生产效率。”亚洲硅业(青海)股份有限公司多晶硅工厂厂长冉胜国说,2014年,工厂开始在循环水、脱盐水系统中利用再生水。由于再生水钙镁离子低,电导率远低于自来水,不仅延长设备寿命,还提高了水资源利用率。

 2021年,第一再生水厂全年共向东川工业园区内企业供应233万吨再生水。颜维敏介绍,使用再生水,企业水资源使用率提高了30%,同时工业生产中减少了自来水用量,还能保障城乡居民的生活用水。

 目前,西宁市已建成投运第一再生水厂、第四、第五污水处理厂配套中水厂,有效提高了水资源综合利用率,开发城市第二水源。2021年,青海省围绕用水总量强度双控,推进农业节水增效、工业节水减排,万元国内生产总值用水量为75.5立方米,较2020年下降6.8%。

 破解水资源短缺难题,既要开源,更要节流,如何通过升级技术手段,充分利用好每一滴水,柴达木盆地收获季节连片“火红的海”给出了答案。

 因兼具经济价值与生态效益,枸杞作为代表性作物在柴达木盆地得到广泛种植。但长期以来,受限于年降水量较少,蒸发量很大的自然条件,柴达木盆地地区每平方公里产水量远低于全国平均水平,加之用水效率低下,水资源供需矛盾突出。随着枸杞种植面积不断扩大,传统的大水漫灌导致的资源浪费和生态问题愈发突出。

 走访期间,多位种植户向记者表示,过去的无序灌溉导致地下水位抬升,耕地逐渐次生盐渍化,不仅浪费大量水资源,同时土壤板结不利于枸杞苗生长发育。

 “开展高效节水灌溉势在必行。”20世纪90年代起,青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室研究员李润杰的研究团队在柴达木盆地开展实验,测试固定式喷灌、微喷灌、滴灌等节水灌溉技术的适应性,逐渐确定了以滴灌、地下滴灌为主的枸杞灌溉模式。

 “虽然滴灌节水效率高,但由于柴达木盆地土壤母质中盐分含量较高,采用滴灌后易导致枸杞田土壤盐分过高,进而造成枸杞死亡。”李润杰告诉记者,研究团队从枸杞的灌溉方式入手,在苗期采用地面灌溉,中期采用滴灌、入冬前再进行一次地面灌溉,有效防止了土壤盐分过快积累。

 农业用水方式向节约集约转变,种植中水肥施用的模式同样也要“与时俱进”。李润杰团队联合青海大学青海省农林科学院和枸杞种植企业,研发出了高溶解性能的枸杞滴灌肥,使用水肥耦合技术提高水分和肥料利用率,将土壤的水分及养分浓度维持在适宜范围。

 据了解,项目课题组通过定制专业滴灌设备,设计出针对大型种植片区的厂房式水肥一体系统。“先在大田通过铺设滴灌设备解决节水问题,再修建搅拌池溶解肥料,溶液经过沉淀过滤后,通过滴灌设备输入到大田。”李润杰说,经过实验测试,有了针对枸杞不同生长时期研发的滴灌肥和节水滴灌技术,每亩枸杞果产量增加超过50%。

 “目前,园区内约有1万亩枸杞田推广使用水肥耦合技术。”都兰国家现代农业产业园管委会相关负责人介绍,以前每亩枸杞每年用水超过800立方米,推广水肥耦合技术后,每亩用水量普遍控制在300立方米以内,经济效益显著提升。

 “未来,我们将依托柴达木盆地的太阳能资源,在项目基础上改进滴灌技术,探索新能源+水肥一体化的灌溉模式,进一步降低种植户的生产成本。


中国高效践行智慧治水
作为世界最大调水工程,南水北调工程正在加速改变中国自古“南丰北缺”的水资源分布;被誉为“华北之肾”的白洋淀,短短五年间就还清复绿;有“中华水塔”之称的青海,在探索“河湖复苏”科技的同时,利用再生水解城市之“渴”……依托“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”新时代智慧治水指南,将绿色发展理念转化为一系列科技实践。拥有古老治水智慧的中国,正在大规模展开高效治水的新探索。
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