于紫萍， 宋永會， 魏 健， 胡術剛*， 許秋瑾*

1.山東科技大學安全與環(huán)境工程學院, 山東 青島 266590 2.中國環(huán)境科學研究院水生態(tài)環(huán)境研究所, 北京 100012

作為七大水系之一的海河流域是我國政治文化中心、重要工業(yè)基地、高新技術產業(yè)基地和主要糧食生產基地，在我國政治經濟社會發(fā)展中具有舉足輕重的地位. 新中國成立初期，海河流域洪澇等水利災害不斷，毛澤東主席號召“一定要根治海河”，經過幾代人持續(xù)努力，通過“根治海河”運動等一系列工程和非工程措施的實施，海河流域建成大中小型水庫 1 879 座(總庫容3.21×1010m3)，修筑主要堤防 9 000 km[1]，建成蓄水塘壩 17 505 座、大中型調水工程27處、井深小于120 m的淺水井1.22×106眼、井深大于120 m的深水井1.4×105眼[2]，初步構建了由水庫、河道、堤防、蓄滯洪區(qū)構成的防洪工程體系，形成了“分流入海、分區(qū)防守”的防洪格局，為流域經濟社會發(fā)展提供了防洪安全保障.

海河流域地處京津冀都市圈，經濟社會發(fā)展快，早期工業(yè)結構不合理，高污染低產出行業(yè)不健康發(fā)展，加之上游修建了大量的閘壩水庫等，攔截了上游來水，下游河道基本無天然徑流補給，因此水體污染出現的較早. 1972年暴發(fā)了流域第一次污染事件，即官廳水庫死魚事件，此后，隨著經濟社會的全面高速發(fā)展，水體污染加劇，由20世紀80年代的局部污染，一度發(fā)展為全流域污染，面臨“有河皆枯、有水皆污”的局面. 經過國家“九五”計劃以來的治理，特別是“十一五”以來國家不斷加大流域治理力度，啟動實施水體污染控制與治理科技重大專項(簡稱“水專項”)，將海河流域作為重點示范流域，同時發(fā)布實施《水污染防治行動計劃》(簡稱“《水十條》”)，以科技創(chuàng)新支持流域水污染系統治理，流域水質得到逐步改善，由重度污染轉變?yōu)檩p度污染，GB 3838—2002《地表水環(huán)境質量標準》Ⅰ～Ⅲ 類水質斷面比例從1998年的25.3%升至2019年的51.9%，劣Ⅴ類水質斷面比例從59.6%降至7.5%.

通過系統梳理新中國成立70年以來海河流域治理與保護的歷程，分析不同階段海河流域主要洪澇災害和水污染事件，以及海河水生態(tài)環(huán)境的變化趨勢及治理與保護的重點，總結海河水污染防治與保護的經驗，以期為海河流域經濟社會可持續(xù)發(fā)展與水生態(tài)文明建設提供借鑒.

1 海河流域概況

海河流域是我國七大水系之一，位于112°E～120°E、35°N～43°N之間，東臨渤海，西靠云中、太岳山，南界黃河，北依蒙古高原，流域內太行山、燕山將華北平原環(huán)抱其中，是我國七大水系中唯一的扇形河系. 流域包括海河、灤河和徒駭馬頰河三大水系，薊運河、潮白河、北運河、永定河、大清河、子牙河、漳衛(wèi)河七大河系，共10條骨干河流，總面積3.18×105km2，占全國陸地國土面積的3.3%. 全流域總的地勢西北高東南低，大致分高原、山丘及平原3種地貌類型. 其中，西部、北部為山丘和高原，面積1.89×105km2，占60%；東部、東南部為平原，面積12.9×104km2，占40%. 海河流域屬于溫帶半濕潤、半干旱大陸性季風氣候區(qū)，是我國干旱和濕潤氣候的過渡帶，冬季盛行北風和西北風，夏季多東南風，春季干旱多風沙. 海河流域地跨京、津、冀、晉、魯、豫、遼、蒙8個省(自治區(qū)、直轄市)，下轄64個地區(qū)級行政區(qū)劃單位，268個縣級行政區(qū)劃單位. 2010年流域內人口接近1.46×108人[3]，大中城市眾多，在我國政治經濟生活中具有重要地位. 歷史上海河流域就盛產魚鹽，西部和北部山區(qū)礦產資源豐富，是我國重要的鋼鐵、煤炭生產基地，中部和南部為遼闊平原，是重要的農業(yè)產區(qū)，東部及沿海是重要的石油產區(qū)[4].

2 海河流域水資源和水環(huán)境變化趨勢及歷程

2.1 洪澇災害頻發(fā)

新中國成立以來，海河流域旱澇災害頻發(fā)，多數年份先旱后澇又旱，重復受災[5]. 1949—2019年內影響較大的澇災發(fā)生了20次，平均3.5年一次，旱災發(fā)生了31次，平均2.26年一次. 旱災不僅在年內連續(xù)幾個季度出現，也在年際連續(xù)出現，素有“十年九旱”之說，影響嚴重且深遠. 海河流域澇災時洪水流量比較大的年份有1954年、1956年、1963年、1996年、2016年. 1954年6月下旬開始，華北地區(qū)連降暴雨，洪水下泄不暢引發(fā)內澇，淹地面積近百萬畝[6]；1956年8月，海河流域發(fā)生大范圍大程度降雨，五大水系均發(fā)生漫溢決口，廣大平原地區(qū)造成嚴重洪澇災害. 1963年8月，海河南系降下有歷史記錄以來的最大暴雨，雨量是1956年的1.9倍，降水強度大，持續(xù)時間長，分布面積廣[7]，引發(fā)流域性特大洪水，給民眾的生命和財產造成巨大損失[8]. 1996年8月，海河南系降下1963年以來的最大暴雨，雖然洪水總量是1963年的1/4，但降雨時間卻是1963年的1/2[9]，洪水來勢極其兇猛，大面積土地受淹，房屋倒塌. 2016年7月，海河流域連續(xù)遭受強降雨[10]，發(fā)生了自1996年以來強度大、范圍廣的流域性大洪水[11]. 1949—2019年海河流域旱澇災害情況見表1.

表1 1949—2019年海河流域旱澇災害情況

2.2 水質變化趨勢

根據生態(tài)環(huán)境部和水利部海河水利委員會的監(jiān)測數據[17-18]，1998—2019年海河流域水質變化趨勢如圖1所示. 1998年，海河流域污染河長(水質劣于Ⅲ類)占評價河長的74.7%，其中劣Ⅴ類水占比達60%，1998—2007年，Ⅰ～Ⅲ類水占比上下波動，劣Ⅴ類水占比先降后升，反復波動. 2008—2019年，劣Ⅴ類水占比持續(xù)下降，其中，2017—2019年降幅最大，達80.87%，Ⅰ～Ⅱ類水占比上升了52.56%，Ⅲ～Ⅳ類水占比上下波動，變化不大.

圖1 1998—2019年海河流域水質變化趨勢Fig.1 Variation trend of water quality in Haihe River Basin from 1998 to 2019

20世紀70年代海河流域水質開始惡化，出現3次較大的污染事故；80年代后，海河流域水環(huán)境污染問題日益加劇，到1985年，海河流域超過70%的河流受到污染，水生態(tài)環(huán)境惡化，形勢極為嚴峻；90年代后，海河流域的水環(huán)境狀況有所好轉，但形勢仍不容樂觀，“九五”時期，海河流域2/3的河段喪失使用功能；進入21世紀以來，海河流域水污染得到有效遏制，局部河段水質得到改善[15]，流域水質改善到2008年才逐步顯現；“十二五”時期流域整體水質有所好轉，為中度污染；“十三五”時期流域整體水質繼續(xù)好轉，為輕度污染.

2.3 水污染事件暴發(fā)

污染物的長期累積或一次性大量排放，超過了水體的納污能力，會導致環(huán)境性污染事故的發(fā)生，具體表現為水體有明顯顏色變化并伴隨刺激性氣味，出現死魚現象或附近居民飲用該水體之后出現身體不適等癥狀. 1972年官廳水庫水質明顯惡化，水體發(fā)黃、有苦味和大量白色泡沫[19]，發(fā)生了大面積死魚事件，北京、懷來等地居民飲水或食魚后發(fā)生中毒現象. 1973年白洋淀因長期受納周圍小工廠和未經處理的城市生活污水而遭受污染. 薊運河接納了天津化工廠等11家工廠和北京市城市生活污水，大量三氯乙醛等有毒物質入河，1974年4月，漢沽、寧河、塘沽、清河等地用薊運河水澆灌土地后，造成4.7×104畝土地受害[19]，2.8×104畝土地顆粒無收[20]. 1990年大港區(qū)北排水河承泄上游來水，大量有害污水污染蝦池面積達347 hm2，僅養(yǎng)蝦的直接損失就達到8.29×106元[21]. 1995年11月，河北省滄州市為蓄引黃河水，南運河污水進入了天津市南部地區(qū)，造成污染[22]. 此后，海河流域每年發(fā)生幾十次甚至上百次污染事故，污染極其嚴重. 2007年流域內的洋河水庫暴發(fā)以魚腥藻和微囊藻為優(yōu)勢種[23]的水華，產生有毒有害物質，威脅水質安全；同年潘家口水庫 9 000 多個網箱出現死魚，給養(yǎng)殖戶帶來巨大損失，上游水質一度達到劣Ⅴ類，嚴重影響天津、唐山供水和引灤入津工程水質[24]. 2012年12月，山西天脊煤化工集團股份有限公司發(fā)生苯胺泄漏事故，8.7 t苯胺進入濁漳河[25]，導致岳城水庫以上全部污染，下游邯鄲、安陽大面積停水，造成巨大社會影響[26-27].

2.4 治理階段劃分

通過調研海河研究文獻，運用對比分析等方法梳理新中國成立以來海河流域的旱澇災害、水質發(fā)展趨勢、主要水污染事件以及采取的相應治理和管理措施，發(fā)現1972年、1996年和2007年是比較關鍵的節(jié)點. 1972年，海河流域暴發(fā)了第一次水污染事件——官廳水庫污染事件，又接連發(fā)生薊運河污染和白洋淀污染；1996年《國民經濟和社會發(fā)展“九五”計劃和2010年遠景目標綱要》，將海河作為三河之一，列為國家“九五”期間重點污染防治工作[28]；2006年國家啟動重大專項，2007年水專項正式開始實施，更加強調以科技成果支撐海河流域的水體污染治理.

基于此以及盡量兼顧我國經濟建設的五年計劃，將海河治理歷程分為4個階段，第一階段為洪澇災害治理階段(1949—1971年)，這一階段主要是治理旱澇災害；第二階段為急劇污染階段(1972—1995年)，由于工業(yè)迅速發(fā)展，城鎮(zhèn)化進程加快，污水排放量增多，逐年累積超過水體自凈能力，導致水體污染，嚴重時暴發(fā)多次大規(guī)模污染事故；第三階段為遏制污染階段(1996—2005年)，由于海河流域污染形勢非常嚴峻，2/3的河段失去了生態(tài)功能，國家啟動編制海河流域水污染防治“九五”計劃、“十五”規(guī)劃等，從國家層面對海河流域污染進行統籌治理；第四階段為水質改善階段(2006年—至今)，水專項啟動實施，特別是發(fā)布《水十條》后，中央和地方協同治理，流域水質得到逐步改善，但水質仍然難以全面達到Ⅲ類標準，需要持續(xù)控源減排和分層次有序推進河道生態(tài)功能恢復.

3 海河流域水資源和水環(huán)境治理歷程

3.1 洪澇災害治理階段(1949—1971年)

1949—1957年，重點整修了歷史遺留下來的殘破堤防[29]，疏浚河道，并對部分中下游河道潮白河、大清河進行了初步治理，開挖疏浚了新蓋房分洪道、趙王新渠[30]. 水利部1956年制定《海河流域規(guī)劃(草案)》，提出“以蓄為主”的治理方針，上游興建水庫，在海河流域掀起了第一次流域綜合治理高潮. 1963年8月，海河南系降下新中國成立以來最大暴雨，引發(fā)特大洪災，9月，中央決定全面治理海河，11月，毛澤東主席發(fā)出“一定要根治海河”的偉大號召[31]，采取“蓄泄兼施、綜合治理”方針，開始全面治理海河. 1964年秋季，流域內各省(自治區(qū)、直轄市)實施“根治海河”運動，完成了宣惠河、黑龍港流域內的9條骨干河流以及子牙河、大清河、北四河、漳衛(wèi)南運河、老灤河等排洪排瀝河道的疏浚工程，開挖了子牙新河、滏陽新河、永定新河等河道[32]，拓寬尾閭，加固滹沱河北大堤、北大港圍堤等堤防，對原有的崗南、臨城、橫山嶺、王快等大型水庫進行了擴建續(xù)建，新建了朱莊、大黑汀等水庫. 在重要河系修建了可蓄可泄可通航的樞紐工程和大量的配套建筑物. 1966年修訂了《海河流域防洪規(guī)劃》，明確提出了“上蓄、中疏、下排、適當滯”的防洪方針[33]，確定了海河南系防1963年型洪水、北系防1939年型洪水、灤河防1962年型洪水、徒駭河和馬頰河防1961年型洪水的治理標準[34]，掀起了以開挖疏浚行洪河道為重點的海河治理高潮[35]. 該階段重要時間節(jié)點見圖2.

圖2 洪澇災害治理階段(1949—1971年)重要節(jié)點軸線圖Fig.2 Axis diagram of important nodes during flood disaster control stage (from 1949 to 1971)

3.2 急劇污染階段(1972—1995年)

3.2.1旱澇災害治理

1973年“根治海河”運動繼續(xù)實施，主要以續(xù)建、擴建和提高防洪標準為主，擴挖疏通衛(wèi)運河，開挖漳衛(wèi)新河，分泄海河南系洪水入海，完成了薊運河、引泃入潮、潮白河吳村閘下復堤、青龍灣減河疏浚和北運河輸水等工程[36]，完成了官廳、陡河、崗南、冊田等水庫的加固[30]. 1972年流域大旱，地表水量不足以支撐工業(yè)和生活用水量的使用，華北地區(qū)開始進行大規(guī)模的機井建設[37]以利用地下水資源，共打井數十萬眼. 1980年水利部海河水利委員會成立[1]，“根治海河”運動結束，基本改變了海河上大下小、尾閭不暢、災害頻發(fā)的狀況，極大地提高了防洪除澇和灌溉能力. 1982年制定海河流域第一個洪水調度方案——《海河流域各河防洪調度意見》；1986年制定《海河流域防御特大洪水方案》，1987年水利部海河水利委員會發(fā)布《海河流域防洪規(guī)劃》，繼續(xù)堅持“上蓄、中疏、下排、適當滯”的治水方針，鞏固完善海河流域的防洪體系. 1992年11月，引黃濟冀工程開工，并于翌年2月對河北省進行第一次臨時緊急輸水[38]，有效緩解了城市用水壓力. 1993—1994年，根據防洪工程現狀，重新制定了永定河、大清河、漳衛(wèi)河洪水調度方案.

3.2.2水污染治理

1972年，官廳水庫水質明顯惡化，發(fā)生海河流域第一次有記載的污染事件，威脅人民飲用水安全，周恩來總理下達十幾次具體指示，北京市成立官廳水系水源保護領導小組辦公室[39]進行專項治理，并由此誕生了一項中國獨創(chuàng)的環(huán)境管理制度——“三同時”制度[40]. 然而，規(guī)范工業(yè)排污的措施還未實施，就發(fā)生了白洋淀污染(1973年)、薊運河污染(1974年). 嚴峻的污染事件倒逼環(huán)境治理，截至1985年，海河流域先后建成廠礦企業(yè)污水治理設施 2 000 多套，年處理廢污水量6.44×108t，占廢污水總量的17.6%[19]. 1991年水利部海河水利委員會開展流域入河排污口調查工作. 1994年北京市投資2.8×108元用于水污染治理，完成398個治理項目，天津市完成了天津造紙廠、天津堿廠等大型污水治理工程，河北省投資1×108元完成了362項污染源限期治理項目，資料顯示新建項目“三同時”執(zhí)行率在80%以上[41].

由于海河流域水土流失面積達1.055×105km2[42]，占山區(qū)面積的50%以上，占流域總面積的30%. 1980年，開始以戶包和“四荒”拍賣等形式[43]的小流域治理和水土流失嚴重地區(qū)的重點防治工作[44]. 1983年對永定河上游進行治理，劃定永定河上游為國家級水土流失防治區(qū). 1989年開始治理潮白河、密云水庫上游水土流失. 1991年開始治理灤河潘家口水庫上游水土流失. 截至1995年，15年累計完成流域水土流失治理面積3.6×104km2. 該階段重要時間節(jié)點見圖3.

圖3 急劇污染階段(1972—1995年)重要節(jié)點軸線圖Fig.3 Axis diagram of important nodes during the severe pollution stage (from 1972 to 1995)

3.3 遏制污染階段(1996—2005年)

3.3.1旱澇災害治理和水資源調控

“九五”期間安排了海河干流、永定河、永定新河、獨流減河、大清河、滹沱河、漳河、漳衛(wèi)新河等8條骨干河道的治理，完成了831.16 km的堤防治理，河道、河口清淤土方2.57×107m3，有效提高了一級、二級堤防防御洪水的能力；安排了岳城、密云、黃壁莊、東武仕、洋河、大黑汀等23座病險水庫除險加固；開工建設盤石頭水庫、北京市滯洪水庫、桃林口水庫、大名遠水庫等防洪水利樞紐，大大提高了漳衛(wèi)河、永定河的防洪能力.

2001年5月，國務院批復《21世紀初期(2001—2005年)首都水資源可持續(xù)利用規(guī)劃》[45]，旨在加強對官廳水庫上游地區(qū)的治污力度，保障首都水源安全和水質不斷提升. 2001年漳河上游跨省有償調水，有效緩解了相關地區(qū)的用水矛盾. 2002年10月—2003年1月，繼2000年后，水利部組織實施第七次引黃濟津調水工程. 2003完成第八次引黃濟津調水. 9月由冊田水庫向官廳水庫集中輸水5.01×107m3. 2004年完成第九次引黃濟津調水，實施了流域內第一次跨流域生態(tài)補水工程，即引岳濟淀生態(tài)應急補水工程，挽救了瀕臨干涸的“華北明珠”白洋淀，2005年11月實施引岳入衡輸水工程. 4次引黃濟津應急調水工程，累計向天津供水2.2×109m3，確保了天津市的供水安全. 此外，新建了盤石頭水庫、滹沱河倒虹吸、永定河倒虹吸、唐河倒虹吸、河北王大引水等重點水源工程.

3.3.2水污染治理

1996年，全國人大會議通過了《國民經濟和社會發(fā)展“九五”計劃和2010年遠景目標綱要》[46]，海河列為國家“九五”期間重點污染防治工作. 1999年3月，國務院正式批復《海河流域水污染防治規(guī)劃》[47]，海河流域主要實施六大骨干工程，包括重要飲用水源地官廳水庫及潘大水庫群保護工程、漳衛(wèi)南運河污染控制工程、天津市水污染控制工程、污水集中治理保護渤海灣工程、子牙河污染控制工程以及清潔生產、產業(yè)結構調整和污水資源化工程，同時推動全流域水污染防治工作，加強水污染防治的基礎能力建設，通過修梯田、挖水平溝、建谷坊壩等工程措施和植樹種草等生物措施，重點安排了潘家口、密云水庫上游和太行山區(qū)水土保持生態(tài)建設工程，有效地改善了水土流失區(qū)生態(tài)環(huán)境及生產條件[45]. “九五”期間完成工業(yè)點源治理投資5.8×109元，城市污水處理廠建設投資4.74×109元，到2000年底，“九五”計劃使得海河流域COD排放量削減1.32×106t，削減率為45.4%，但與原計劃的總量削減任務還有一定的差距.

2003年3月，國務院批復《海河流域水污染防治“十五”計劃》[48]，規(guī)劃了城鎮(zhèn)污染治理工程、城市水資源保護工程、強化管理工程三類工程項目，主要包括建設城鎮(zhèn)污水處理(含污水回用)工程213座，企業(yè)結構調整及清潔生產項目41個，對流域內六省(自治區(qū)、直轄市)確實不能穩(wěn)定達標的工業(yè)污染源提出關停并轉計劃，特別是化工、制革、制藥、染料中間體及印染，工業(yè)點源治理項目共154項，截污導流和河道清淤項目20項，流域、區(qū)域綜合整治項目61項，生態(tài)農業(yè)示范縣建設項目17項，打井5 300眼，環(huán)境監(jiān)測能力建設項目44項. 上述項目完成后，海河流域具備削減COD 6.05×105t/a、氨氮6.4×104t/a的能力. 2000—2005年，海河流域水污染物排放量呈下降趨勢，2005年全流域廢水排放量5.43×109t、COD排放量1.44×106t，與2000年相比削減了4.6%. “十五”期間全流域水土流失治理面積達 5 200 km2，以小流域為單元的綜合治理穩(wěn)步推進[49]. 海河流域水土保持生態(tài)建設進入歷史上投資大、治理標準高的發(fā)展時期[50]. 該階段重要時間節(jié)點見圖4.

圖4 遏制污染階段(1996—2005年)重要節(jié)點軸線圖Fig.4 Axis diagram of important nodes in the pollution curbing stage (from 1996 to 2005)

3.4 水質改善階段(2006年至今)

3.4.1水資源調控

2009年海河流域遭受嚴重干旱，白洋淀缺水形勢嚴峻，啟動了引黃濟津濟淀應急調水工程[51]. 2010年國務院批復《海河流域水資源綜合規(guī)劃》，實施引黃濟津調水工程和引黃入冀應急調水. 2017年，京冀建立密云水庫水源涵養(yǎng)區(qū)生態(tài)補償機制取得積極進展；津冀于2017年簽訂了《關于引灤入津上下游橫向生態(tài)補償的協議》[52]. 2018年組織引黃入冀(補淀)工程向河北省輸水3.1×108m3，緩解了沿線農業(yè)灌溉缺水及地下水超采情況，改善了白洋淀生態(tài)環(huán)境.

3.4.2水污染治理

2006年，水利部海河水利委員會初步劃定了海河流域水功能區(qū)限制納污紅線[24]. 2007年7月，原國家環(huán)境保護總局實行“流域限批”，對流域內32家重污染企業(yè)及6家污水處理廠實行“掛牌督辦”[53]. 2008年水利部印發(fā)《關于海河流域入河排污口監(jiān)督管理權限的批復》[54]，要求對入河排污口開展登記、整治方案編報、建檔以及統計、監(jiān)測等工作. 2008年國務院發(fā)布《海河流域水污染防治“十一五”規(guī)劃》[55]，2011年國務院印發(fā)《國家環(huán)境保護“十二五”規(guī)劃》[56]，要求海河流域加強水資源利用與水污染防治統籌，以飲用水安全保障、城市水環(huán)境改善和跨界水污染協同治理為重點，大幅減少污染負荷，實現劣Ⅴ類水質斷面比例明顯下降. 2012年，水利部海河水利委員會編制了《海河流域重要江河湖泊水功能區(qū)納污能力核定和分階段限制排污總量控制方案》[57]. 2013年國務院批復《海河流域綜合規(guī)劃》[58]，提出流域水資源保護與水生態(tài)修復方案，明確加強流域水資源保護與水生態(tài)修復的措施. 2015年國務院印發(fā)《水污染防治行動計劃》，要求取締“十小”企業(yè)，專項整治十大重點行業(yè)，集中治理工業(yè)集聚區(qū)污染；推動經濟結構轉型升級，節(jié)約保護水資源，加強水環(huán)境管理. 同年，國家發(fā)展和改革委員會公示《永定河綜合治理與生態(tài)修復總體方案》[59]，標志著內蒙古自治區(qū)、山西省、河北省、北京市和天津市等五省(自治區(qū)、直轄市)對北方大河的治理工作步入新階段. “十三五”期間，海河流域治理重點放在水質改善與生態(tài)修復上，主要通過河流濕地等河道生態(tài)工程保障河流非常規(guī)水源的出水水質[60].

2007年啟動的水專項海河項目，為海河流域治理和《水十條》的實施提供了科技支撐. 工業(yè)源治理方面，研發(fā)了草漿制漿造紙廢水污染物綜合減排與回用技術及工藝、基于高鹽廢水物質與能量生命足跡評價的制革廢水全過程控制水處理技術、石化行業(yè)綜合廢水處理過程優(yōu)化控制與升級改造達標技術、化工工業(yè)廢水近零排放處理技術、工業(yè)園區(qū)控源減排與面源徑流污染協同控制技術等[61]. 城市生活源治理方面，突破了低溫下城鎮(zhèn)污水處理廠高效生物脫氮與穩(wěn)定達標關鍵技術、多點進水、污泥原位削減同步耦合脫氮除磷技術、城市污水處理廠二級出水深度處理技術等[62]. 面源治理方面，研發(fā)了厭氧濾池+太陽能曝氣生物接觸氧化處理農村生活污水技術、畜禽養(yǎng)殖糞污沼氣發(fā)酵物料預處理菌劑及沼氣反應器技術、以營養(yǎng)鹽平衡為核心的農田非點源污染控制技術、寒冷地區(qū)分散污水垃圾堆肥一體化處理關鍵技術以及豬糞、秸稈和廚余垃圾聯合堆肥技術等. 水生態(tài)修復方面，突破了坡岸生態(tài)攔截-生物浮床吸收-水生植物凈化技術[63]、河道緩沖帶濕地構建和運行技術、河湖富營養(yǎng)化水體多功能除藻技術、旁路離線河流凈化器關鍵技術、基于白洋淀氮磷控制的水生植物平衡收割與資源化利用技術、河道在線柔性可控立體組合式生態(tài)凈化技術等. 水環(huán)境管理方面，研發(fā)了河流水環(huán)境承載能力計算及負荷動態(tài)分配技術、海河干流基于總量控制的分級水質目標適應性管理技術[64]、基于排污許可證的排污口管控技術、海河流域河流污染源結構分析與低誤差分割技術方法等，建立了流域目標污染物入河源強模型、河流水質對入河源強響應關系模型等，構建了流域水環(huán)境實時調控決策支持系統平臺，提出了海河流域河流水污染治理戰(zhàn)略方案[65]. 該階段重要時間節(jié)點見圖5.

圖5 水質改善階段(2006年至今)重要節(jié)點軸線圖Fig.5 Axis diagram of important nodes in the water quality improvement stage (from 2006 to date)

4 討論

4.1 海河流域旱澇災害頻發(fā)原因分析

4.1.1氣候原因

海河流域屬于溫帶半濕潤、半干旱大陸性季風氣候區(qū)[66]，是我國干旱和濕潤氣候的過渡帶，春季干旱多風沙，冬季盛行北風和西北風，夏季多東南風，這決定了海河流域夏季降雨充沛且集中、冬春季基本無降雨這一特點. 降雨年內分配集中，汛期只有6—9月，汛期降雨量占全年降雨量的75%～85%[67]，且汛期降雨多以暴雨形式降下，洪水易泛濫成災. 汛期過后，許多河流經常斷流甚至干涸. 季風氣候有很大的年際變化，因此海河各水系的水資源量年際變化也較大，豐水年與枯水年水資源量的比值高達10～25倍[28]. 水量多時，洪水東泄入海，甚至造成災害；水量少時，水庫蓄水困難，造成用水危機，形成干旱.

4.1.2水系結構原因

海河流域為典型的扇形河流，上游眾多支流在天津匯合，形成海河干流. 降雨后，大量雨水流向下游，下游水量壓力驟增，洪水勢急量大，由于下游只有一條河道，洪水排泄不暢[68]，漫溢河道，淹沒周圍陸地，造成內澇，如果遇到大規(guī)模降雨，極易引發(fā)洪澇災害.

4.1.3地形地勢原因

海河流域多旱多澇與其地理位置、地形也有關系[69-70]，流域西部為太行山，北部倚靠內蒙古高原，夏季從東部來的海上氣流攜帶大量水汽遇高山爬升，在山前形成暴雨，山勢陡峭，且山區(qū)和平原之間沒有丘陵阻攔，雨水傾瀉而下，受下游河道影響排洪受阻，引發(fā)洪澇災害.

4.2 海河治理歷程分析

4.2.1洪澇災害治理階段(1949—1971年)

新中國成立時，海河流域受氣候、地形影響，降水量時空變化較大，又因扇形水系結構，極易導致旱災、澇災或者旱澇連轉災害，因此1949—1971年這一階段主要進行以防洪除澇為主，兼顧抗旱防澇的水利建設. 可以概括為20世紀50年代初期海河下游主要進行了大洼淀治理，50年代末在上游大規(guī)模修建水庫，“63·8”洪水之后開始了以“根治海河”為中心的水利建設. 這一階段，國民經濟仍處于復蘇時期，人口、工業(yè)都沒有實質性發(fā)展，加之海河流域水量豐沛，因此水質未受到污染，處于良好狀態(tài).

4.2.2急劇污染階段(1972—1995年)

新中國成立以來建設的水庫、閘壩等水利設施在“63·8”洪水時發(fā)揮了非常重要的作用，有效緩解了洪水壓力. 但隨著時間的推移，工程老化、運行條件改變等問題陸續(xù)出現，亟需對正在運行的閘壩等水利設施進行加固、擴建，以適應新的洪水量級. 全國43座病險庫中海河流域就占了8座[71]. 同時，海河流域在我國經濟社會發(fā)展中具有重要地位，其人口增長和經濟發(fā)展速度比其他流域和地方迅速，產生的工業(yè)廢水廢渣、城市生活垃圾和污水以及農業(yè)種植需要的化肥農藥殘留排入或隨地表徑流匯入河道，同時上游修建的水庫帶攔截了源頭區(qū)域水資源，中下游平原地區(qū)地表水資源緊缺，缺少天然徑流補給，日積月累，水質急劇惡化，導致暴發(fā)多次水污染事故. 因此，這一階段海河流域的治理著重于提高防洪標準和水污染治理. 70年代流域內掀起了一股打井熱潮，80年代流域經歷枯水期，水資源量迅速減少，加之工礦企業(yè)和城市生活產生了大量的高污染物污水，直接排入河道，造成海河流域水質急劇惡化，1990年海河流域65.9%的河長受到污染. 這一階段啟動了“三同時”措施，并著力對工業(yè)企業(yè)污染源進行治理，同時開展水土流失治理.

4.2.3遏制污染階段(1996—2005年)

海河流域是我國政治、經濟、文化的中心地區(qū)，又是重要的工業(yè)和高新技術產業(yè)基地，經濟發(fā)展迅速，排污量巨大，面對海河流域2/3的河段已失去生態(tài)功能的情勢，國家頒布《海河流域水污染防治規(guī)劃》等，實施外流域調水，并貫徹高污染企業(yè)“關、停、并、轉”方針，加快調整產業(yè)結構、積極倡導水的循環(huán)利用和污水資源化工程，治理工業(yè)點源達標排放，建設城市污水集中處理設施削減生活污染負荷等. 同時，1998年長江大水后，再次掀起了以水庫除險加固、河道整治和堤防建設為重點的海河治理高潮[35]. 這一階段，實施污染物總量控制，海河流域水體污染趨勢得到遏制，廢污水排放量減少，但治理的速度趕不上污染的嚴重情形，水質情況并未得到根本改善，劣Ⅴ類水質斷面比例仍高達54%.

4.2.4水質改善階段(2006年至今)

雖然“九五”“十五”計劃實施后取得一定成效，海河流域水質得到改善，但區(qū)域性和結構性污染依然突出，流域內部分城市高耗水、重污染行業(yè)比重仍然較大，受資金或政策等制約，污水處理深度不夠，流域內水資源緊缺，河道基本無天然徑流，城鎮(zhèn)污水與工業(yè)廢水達標排放后，大部分水域仍難以達到水域功能要求，其中，漳衛(wèi)南運河是海河流域多年來跨省界污染糾紛集中區(qū)域. 這一階段，國家和地方加大了流域治理的力度，同時將海河流域納入水專項重大示范流域[72]. 按照水專項總體部署，將流域水污染治理技術研發(fā)和示范分三階段推進[73]，第一階段(2006—2010年)為污染控制與負荷削減階段，主要污染類型為耗氧污染，重點研發(fā)污染源控制技術，削減污染物的排放；第二階段(2011—2015年)為負荷削減與水質改善階段，主要污染類型為耗氧污染與富營養(yǎng)化，重點研發(fā)內源污染控制技術及生態(tài)修復技術，提升河流水質；第三階段(2016—2020年)為水質改善、生態(tài)修復與綜合調控階段，主要污染類型為富營養(yǎng)化與有毒有害污染，重點研發(fā)風險污染源控制技術、河流生態(tài)系統恢復技術，恢復河流生態(tài)系統. “十三五”時期，海河流域所在的京津冀區(qū)域成為水專項最重要的兩個示范區(qū)之一，專項正著力支持流域區(qū)域《水十條》和污染防治攻堅戰(zhàn)目標實現. 這一階段，一系列針對性措施的實施，使海河水質得到明顯改善. 特別是2015年以來《水十條》及污染防治攻堅戰(zhàn)的實施，海河水質有了顯著好轉，2018年劣Ⅴ類水質斷面比例較2017年下降了36%，Ⅳ類和Ⅴ類水質斷面比例較2017年上升了50%，到2019年海河流域水質優(yōu)良斷面比例為51.9%，劣Ⅴ類斷面比例僅為7.5%.

5 結論

海河的治理分為4個階段：①1949—1971年為第一階段，針對流域內頻繁反復發(fā)生的旱澇災害，遵循“上蓄、中疏、下排、適當滯”思路，進行水庫、閘壩、堤防等抗旱防洪水利工程建設；②1972—1995年為第二階段，改革開放的實施使得流域內經濟快速發(fā)展，流域水質急劇惡化，以提升防洪標準和強力治理污染源為思路，進行旱澇災害和水體污染的共同治理；③1996—2005年為第三階段，國家開始頒布《水十條》，以“關、停、并、轉”為主要手段進行污染物的源頭削減，大量建設污水處理設施，水體污染趨勢得到遏制；④2006年至今為第四階段，該階段水污染治理在“控源減排、減負修復、綜合調控”思路指導下，以水專項科技成果為支撐，實施《水十條》，中央和地方協同治理流域水體污染.

海河流域是一個人口高密度、經濟高發(fā)展、水資源高度短缺的地區(qū)，經過70年的治理和修復，水環(huán)境得到了顯著的改善，2019年流域總體為輕度污染，劣Ⅴ類水質占比降至7.5%. 然而，目前區(qū)域性和結構性污染仍然突出，污水處理力度和收集強度依然不夠，環(huán)境監(jiān)管仍然能力不足，生態(tài)基流不足，生態(tài)修復還未全面推開，海河流域水環(huán)境問題是京津冀都市圈深度發(fā)展的瓶頸之一. 在習近平生態(tài)文明思想指引下，海河治理應遵循“三水統籌”的理念持續(xù)治理，一是跨區(qū)域跨流域調控水資源以保障海河流域生態(tài)基流；二是持續(xù)削減污染物排放，治理水環(huán)境，改善水體質量；三是推廣實施水生態(tài)恢復，維護河流生態(tài)系統功能，盡早實現“有河有水、有魚有草、人水和諧”.

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