高峡出平湖，三峡工程作为中华民族根治长江水患的百年梦想，记载着百万移民舍弃久居的故园，铸就了“舍小家、顾大家、为国家”的三峡移民精神；也记载着无数环保科技工作者在三峡移民精神的感召下，以坚实的科学研究和大胆的科技创新，攻克了一系列技术难题，为保障三峡水环境安全，打响了一场水体污染控制与治理科技重大专项（以下简称水专项）攻坚战。

    ■ 水环境安全面临巨大挑战

    一湖碧水承载着几代人的祈盼和希望。三峡工程作为长江中上游最为重要的水利枢纽，库区水环境安全不仅关系到库区周边湖北省和重庆市20个区县人民的生产生活，也关系到长江中下游和南水北调沿线几亿人的用水安全，生态功能极其重要。因此，三峡库区环境问题一直受到党中央、国务院的高度重视，也是国际社会广泛关注的热点。

    2011年5月18日，国务院召开常务会议讨论通过《三峡后续工作规划》和《长江中下游流域水污染防治规划》，会议明确指出，“三峡工程在发挥巨大综合效益的同时，在移民安稳致富、生态环境保护、地质灾害防治等方面还存在一些亟须解决的问题。”

    三峡库区受高山、峡谷地理因素影响，人口承载能力历来较差。三峡工程的实施，因水库蓄水、移民迁建及经济发展等，库区承载容量进一步减小。与此同时，水库蓄水运行后，改变了长江原有的流态，对库区人民的生产、生活和生态系统都产生了影响。按照三峡工程环境影响评价报告书所说：蓄水后库区水体的自净能力降低。如果不采取措施，三峡水库的水质污染可能加剧，从而制约库区经济和社会的可持续发展。

    记者在三峡库区采访时发现，库区生态脆弱、地少人多，既要承担保障三峡水库“一库清水”的历史重任，又要承载千万人的生存发展，保证百万移民安稳致富，环境保护面临着巨大压力。

    国务院三峡办水库管理司巡视员周维介绍说，三峡工程本身没有带来污染。相反，国家为三峡工程的建设投入了大量资金，先后在长江中上游流域和库区开展生态环境保护和污染治理工程，建设了大量水污染治理设施，水污染排放得到有效控制。三峡水库蓄水以来的持续监测数据显示，三峡水库蓄水后，干流水环境质量总体良好，水库及长江干流水质稳定保持在Ⅱ～Ⅲ类。但是，三峡工程作为总库容393亿立方米的新生“人工湖泊”，水安全保障和水污染防治仍面临着一系列挑战，支流水体富营养化、滞留区和支流水华以及消落带生态问题等逐渐显现。

    周维补充道，无论从实现国家战略目标的层面上，还是从三峡工程建设运行的现实需求出发，适时掌握三峡工程蓄水后库区水环境、水生态变化动态，提出保障三峡水库水质安全和生态安全的流域环境保护与生态建设策略和措施，是三峡水库环境保护的重中之重。

    中国水利水电科学研究院水环境研究所副所长王雨春长期从事水利水电工程的生态环境影响研究，在长期工作中他深切感受到，目前对三峡这种超大型的人工湖泊生态系统演化机理研究依然相当缺乏，三峡水库的水污染防治对环保科技领域而言仍然是一个全新的课题。

    “工程蓄水后，三峡库区逐渐由‘河流型’向‘湖库型’转变，原有的生态环境发生了巨大变化，新的生态问题逐渐显现，亟待对库区生态环境的演化过程进行科学认知，掌握其演变规律，从而正确诊断三峡水库生态安全问题，为制定适用技术体系和决策管理提供支持。”王雨春说。

    一方面，三峡库区水环境变化受到自身内部“湖沼化进程”的控制，而表现出高度复杂性；另一方面，水库水环境变化也受到广大流域集水区的影响，而呈现显著的边界不确定性。目前，国内外关于此类高坝大库水体生态环境的理论研究相对薄弱，对大型水库富营养化及其他环境问题的科学认知相当缺失，这对三峡水库生态环境保护的工作实践是很大的制约。因此，非常需要国家水专项以大型水库水环境、水生态演化科学认知为基础，为保护三峡水生态安全提供科技支撑和科技示范作用。

    ■ 以科技创新破解环保瓶颈

    水专项将三峡库区列为水专项十大重点流域，紧密结合水库水环境保护和水污染治理的实际，设立了“三峡水库水污染综合防治技术与工程示范”项目，开展大攻关、大会战。“十一五”期间，重点开展了三峡水库消落带生态保护与水环境治理关键技术、次级支流污染负荷削减技术、三峡水库水华发生基本特征及其防控综合技术等方面研究，突破一批库区水环境治理关键技术，形成三峡水库水污染监控与防治的技术体系，为库区水安全保障及流域水污染控制提供了有力的技术与管理支撑。

    如何对库区生态环境的演化过程进行科学认知，掌握其演变规律，从而正确诊断三峡水库生态安全问题成为首要问题。“十一五”期间，三峡水专项按照“动态观测-多维模拟-流域污染负荷解构-综合评价”的技术路线，以国务院三峡办支持建立的小江、忠县、香溪河水生态监测站为重点，建立了覆盖全库区干流、支流的93个固定监测断面网络，共采集超过10万件水体、沉积物、生物标样，全面掌握了从2003年工程初期蓄水至2010年达到175米正常水位期间的库区水质变化特征，初步完成了三峡水库的水环境水生态特征、主要污染物来源及时空分布特征、水环境演变过程和水华暴发机制等方面的科学认知和问题诊断，取得了“1个对策、2个技术体系、3大工程、2个方案”的重要研究成果。

    “1个对策”提出了“强支控干、增容减排、生态优先、保护为重”的水污染防治策略，“2个技术体系”构建了三峡库区水环境演化及富营养化控制科学认知和诊断技术体系和水污染治理与生态修复成套集成技术体系，“3大工程”实施了消落带保护与生态恢复示范工程、次级河流环境治理与污染控制示范工程和支流水华综合控制示范工程，“2个方案”形成了三峡库区水污染总量控制方案和三峡水库生态调度方案。

    在水专项这个强大科研平台的支持下，中国水利水电科学研究院、中国环境科学研究院、中科院水生生物研究所、华北水利电力大学及重庆市环境科学研究院等16家国内长期研究三峡的优势单位和团队共同参与研究，一大批科技工作者通过不懈努力，取得了水环境污染治理技术创新的累累硕果：

    ——在水污染防治技术突破方面，重点攻克了库区水环境风险监测与生态安全问题诊断、次级河流点源与面源污染综合控制、消落带生态修复、支流水华控制、山地小城镇污水经济适用处理等关键技术，初步形成了具有鲜明三峡库区特色的高效、适应、经济的成套技术和体系；

    ——在监控预警网络构建方面，初步形成了三峡库区监测预警监控网络和体系，集成构建了三峡库区水环境风险评估与预警技术平台。建设了三峡库区环境基础数据库，覆盖8个自动监测断面和45个水质手工监测断面，构建了三峡库区水环境风险评估系统。

    “十一五”项目研究的主要成果和提出的“强支控干、增容减排、生态优先、保护为重”的水污染防治策略，为《三峡库区及其上游流域水污染防治“十二五”规划》、《三峡后续工作规划》的编制实施以及国务院有关部门的三峡环境咨询、决策和管理工作提供了有力支持。

    中国国际工程咨询公司高工王才君向记者介绍说，《三峡后续工作规划》与水专项结合是非常紧密的，水专项很多成果都可以在《三峡后续工作规划》的具体实施中发挥重要作用。

    记者在采访中还了解到，水专项的实施极大地带动了地方政府和社会对水污染治理工程的投资和建设积极性，加快推动和促进了地方水污染治理工作。重庆市先后投入2.3亿元用于项目配套，并加快实施污水治理、生态修复、垃圾处理项目，在重庆市创模核心工程梁滩河生态综合治理中，水专项三峡项目研究团队担当了大任。

    ■ 以科技示范推进污染防治

    清晨，淅淅沥沥的细雨笼罩着忠县石宝寨镇。站在岸边望去，一江绿水沿着两岸的落差地带奔腾前行。这个落差地带有自己的学名——消落带。三峡库区因季节性水位涨落而形成的消落带，存在着世界级的“生态难题”。

    2009年，随着三峡水库蓄水到175米水位线，每年夏天，600公里长的库区沿线都会出现消落带这一奇特“景观”。如何保证这条世界上最长最大的消落带不会给库区带来生态灾难，这个问题从三峡工程最初的立项讨论阶段以来，就一直困扰着中国科学家们。

    “对消落带生态治理的考验，要从每年的5月末6月初才真正开始。”中国科学院植物研究所谢宗强介绍说，在175米蓄水完成后，每年的5月底6月初，为应对将要到来的汛期，库区水位将降至145米，其间因30米水位落差而暴露出的消落带将达数月之久。

    消落带植被淹没消失，库区两岸失去了天然生态屏障，导致更多的污染物随水土流失进入消落带，经滞留积累进入水体；消落带还影响到库区景观，三峡库区主要城镇和名胜景点，如白帝城、石宝寨、张飞庙等都坐落在消落带边缘，水位下降后，大量淤泥、污染物裸露在河滩上，像丑陋的牛皮癣。

    针对这些问题，水专项“三峡库区消落带生态恢复与综合整治技术与示范”在治理库区消落带的首个试点县———忠县启动。

    如今，当记者来到忠县石宝寨消落带治理试范点时发现，站在岸边，芦苇、荷花、秋花柳，还有不时传来的蛙鸣……已经构成美丽的生态群落，消落带也成为一道独特的景观点缀着美丽的三峡。

    在三峡，与消落带一样困扰着中国科学家的难题还有水华的防治工作。三峡蓄水后，各种水华种类几乎都在支流出现，从藻类水华优势种的多样性可见三峡水华问题的复杂。同一水体1年内出现多种水华交替出现的现象，或者是同一类型的水华多次反复出现，可见三峡水华治理工作的艰巨性。蓝藻水华为常见水华种类，其对水体构成的危害使得水华防治工作显得益发重要。

    水专项的科研团队研究了三峡水库支流水华暴发的具体发生、发展、消亡过程，分析了水华暴发的内在作用机理，在全面认识支流水华基本状况和成因的基础上，依据水华防控思路，进行关键技术研发，在香溪河和小江对控藻核心技术开展应用和工程示范。

    据了解，水专项课题研发的成果被国内多家单位应用于水华防治工作实践，取得了良好效果。例如，水专项课题组形成了以物理控藻为核心技术的水华应急处置技术和以生物控藻为核心的长效防控机制，这一成果在福建九龙江甲藻水华处置和湖南石门县皂市水库甲藻水华处置中得到应用，获得良好处置效果。通过应急处置，甲藻水华快速消退，水体在7天内恢复正常，降低了当地经济损失。同时，利用生物防控技术构建了相当数量的水生植被，提升了水体的生态自净能力。

    基于保水养鱼以及移民致富等多重目的，水专项科研团队通过研发获得了水生动物控藻技术1套。这一技术具有良好的经济效益、环境效益和生态效益，受到中国长江三峡集团公司的重视，公司以水生生物研究所为技术依托单位，在三峡水库先期投入3600多万元，后期追加1440万元，开展生态渔业工作，从水域生态系统健康出发，协调养鱼和保水，实现渔民增收，达到水体生态环境改善的目的。

    这些仅仅是水专项技术示范应用的缩影，三峡库区水土流失与面源污染控制试验示范区、三峡库区水环境风险评估与预警技术平台、次级河流生态修复技术及工程示范项目等一系列技术成果纷纷在库区扎根。

    发挥工程调度的调控能力是改善库区水环境的重要途径，“十一五”期间，三峡水专项以保障库区水环境健康、抑制支流水华和提高三峡水库下游水质为目标，开展了三峡工程运用优化调度研究。形成了三峡库区水量水质耦合分析预报与多目标优化调度的技术体系，提出了三峡水库多目标优化调度准则，并在三峡水库的实际调度过程中得到了有效检验。

    2011年6月，中国三峡集团首次开展了针对长江中游四大家鱼自然繁殖的生态调度。通过科学调度，在长江中游形成持续上涨的洪峰过程，顺利促进了四大家鱼的自然繁殖。在总结2011年生态调度成果的基础上，2012年实施了两次生态调度试验。监测结果表示，两次生态调度期间，四大家鱼产卵总量与调度前一周相比增加了20%～25%，证明生态调度对四大家鱼自然繁殖产生了明显的促进作用。

    中国长江三峡集团公司科技与环境保护部主任孙志禹介绍说，在保证三峡水库防洪、发电和航运等主体功能正常发挥的前提下，生态调度能够实现变化水文条件和设计水质条件下对支流水华的有效抑制。

    周维认为，水专项能够运用不同成熟技术的集成和工程治污的方法达到水质改善的目标，同时也为三峡水环境或者水生态的环境管理工作起到重要的技术支撑作用，更为重要的是，通过国家科技重大专项研究、实践和示范，发挥“举国体制”科研优势，全面系统提升了国家对三峡水库水环境、水生态的整体认识水平和科技支撑能力，为科学有效解决三峡水库水环境、水生态问题，促进流域水污染综合防治，保障水环境、水生态安全，确保“一库清水”，坚定了信心、奠定了基础。