黄河灌区生态环境问题演变与综合整治.pdf

黄河灌区生态环境问题演变与综合整治 主 要 完 成 人:胡亚伟、李强坤、张会敏、靳晓辉、马强、袁建文、李根东、王军涛、景明、逯林方、宋常吉、宋艳、翟来峥、周星宇、马鹏主要完成单位:黄河水利委员会黄河水利科学研究院、河南省赵口引黄灌区二期工程建设管理局、河南省豫东水利工程管理局、内蒙古河套灌区水利发展中心、河南省陆浑水库管理局获 奖 情 况:2022 年度黄委科技进步奖一等奖1 研究背景灌区是我国农业规模化生产和重要的商品粮、棉、油基地,也是我国农业、农村乃至国民经济发展的重要基础设施,直接关系当地人民群众生命安全、生产发展和生存环境。截至 2011 年底,我国已建设大中型灌区7772 处,耕地灌溉面积为 9.22 亿亩,占总耕地面积的 50.5%,在耕地灌溉率相对偏低的情况下,灌区生产着我国 75%的粮食和 90%以上的经济作物。长期以来,我国灌区发展普遍存在重建设轻管理、重工程轻生态等问题,缺乏对区域(流域)水土资源生态可持续发展的良性配置,基于经济效益的过度追求,直接诱发了区域(流域)水资源短缺、灌区及其流域水环境污染、土壤次生盐碱化、地下水位持续下降等生态环境问题。改善灌区生态环境已经成为当前提高农业综合生产能力、保障生态安全、水安全、粮食安全的重要举措。黄河流域及下游引黄地区总土地面积约85 万 km2,占我国国土面积的 9%。流域内的黄淮海平原、汾渭平原、河套灌区是我国粮食主产区,中游地区的煤炭资源、中下游地区的石油和天然气资源在全国占有极其重要的地位。黄河灌区大部分属干旱半干旱地区,农业灌溉效益十分显著。据统计,黄河流域灌溉比不灌溉一般增产 35 倍,在占全流域总耕地面积 45%左右的灌溉面积上,生产了全流域总量 70%以上的粮食和大部分经济作物,黄河灌区开发与建设极大地促进了流域经济发展。另一方面,黄河流域又是一个资源性缺水地区,引黄灌区农业灌溉用水占整个黄河用水量的 70%,受全球气候变化和人类活动的影响,黄河流域社会经济的快速发展和水土资源的大规模开发利用也导致了灌区水土条件和生态环境恶化,不利于区域经济的可持续发展和人居环境的改善。认识水土资源开发过程中生态环境的变化,寻求治理环境的对策,一直是黄河流域生态环境研究所关注的核心问题。在全球水资源危机的背景下,灌区已由单一生产功能向肩负保障粮食安全、供水安全、服务节水型社会建设和水生态环境保护、农村景观建设等多重任务发展,以黄河灌区为例,研究灌区发展过程中系列生态环境问题的发展演变和驱动机制,提出以区域生态安全和促进灌区可持续发展为目标的调控关7治黄科技成果键技术,为黄河流域生态环境保护和生态文明建设提供重要的科学依据与技术支撑就显得尤为必要和迫切。2 成果创新点2.1构建了黄河灌区生态环境综合评价体系根据黄河流域各典型灌区特点,综合考虑具有代表性的盐碱地、面源污染、灌区水环境和 泥 沙 等 问 题,以 压 力状 态响 应(PSR)模型为基础,构建了涵盖四大类问题的黄河灌区生态环境综合评价体系。2.2明确了黄河灌区生态环境问题演变过程以内蒙古河套灌区盐碱地、宁夏青铜峡灌区面源污染、河南赵口二期灌区水环境、山东小开河泥沙淤积等黄河灌区典型问题为导向,厘清了各类典型问题的本底现状,明晰了各类典型问题的影响因素构成,定量解析了不同影响因素对典型问题演变的驱动作用,明确了黄河灌区生态环境问题演变过程。2.3 形成了黄河灌区“减源拦截利用修复”全链条生态环境整治技术基于遴选的各典型黄河灌区及灌区自身特性,通过灌区生态环境监测与评价精准定位了各灌区问题框架,以综合治理为指导方针,提出了融合源头减量(水肥一体化智能灌溉技术)、过程拦截(灌区沟渠生态化、灌区生态湿地构建)、资源化利用(黄河泥沙与灌区土壤适配利用技术)、末端修复(生态河段综合示范)为一体的全链条灌区生态环境综合整治技术。3 取得知识产权及获奖情况项目获国家发明专利 3 件,实用新型专利 4 件,水利部水利实用先进技术 1 项,发表论文 57 篇,其中 SCI/EI 检索 12 篇,出版专著 3 部。4 影响或意义项目中的灌区生态环境监测、生态环境安全评价、盐碱地改良、面源污染综合防控、灌区水环境综合治理、黄河泥沙资源化利用等方面的研究成果,对于精准把握黄河灌区突出问题、灌区生态环境评估,以及灌区生态环境问题的治理具有重要的指导作用。丰富了灌区生态环境研究理论与治理技术体系,为灌区生态环境的可持续发展提供了科技支撑,整体成果在全国第二次污染源普查及河南、宁夏、内蒙古等灌区得到广泛应用,具有广阔的应用前景和推广价值。项目通过揭示黄河灌区生态环境问题的演变过程,从综合治理的角度,提出了“减源拦截利用修复”全链条的灌区生态环境综合整治技术。研究成果对于灌区生态环境现状监测设置、灌区生态环境安全综合评价、盐碱地治理、面源污染防控、水环境综合治理、泥沙资源化利用等工程技术设计应用具有重要的指导作用。同时,灌区生态环境健康是国家粮食安全和经济社会发展的重要支撑。黄河流域生态保护和高质量发展更是强调了黄河灌区的生态环境保护是其中非常重要的一环。因此,对黄河灌区展开生态环境监测与评价,掌握灌区的生态环境现状与突出问题,针对性提出相应的解决措施,能够促进灌区的生态环境向好发展,为黄河灌区的现代化建设和生态文明建设提供依据,既有利于推动我国大中型灌区高质量发展,又为我国的粮食安全提供了保障。【供稿:黄科院 胡亚伟】8 治黄科技信息2023 年第 5 期