松花江畔
近年来，我国生态环境保护工作取得积极进展，但水资源短缺、水环境污染的问题一直存在。水环境污染影响着水资源利用和水生态系统完整性，影响着人民群众的身体健康，已经成为制约我国经济社会可持续发展的重大瓶颈之一。
2006年，我国七大水系中辽河、淮河、黄河、松花江水质较差，海河污染严重，主要河流水生态系统健康受到明显影响。湖泊水库富营养化问题严重，形成以氮、磷污染为基本特征的湖泊水环境问题。未来15年，我国人口将继续增加，经济总量将再翻两番，资源、能源消耗持续增长，水环境保护工作面临的压力越来越大。
水体污染控制与治理科技重大专项（以下简称水专项）自2007年实施以来，研发了一批关键核心技术和装备，建立了适合我国国情的流域水污染治理、水环境管理和饮用水安全保障技术体系，为我国重点流域区域水质由不断恶化转为持续向好、让老百姓喝上放心水提供了强有力的科技支撑。
“十三五”期间，水专项在“十一五”和“十二五”加强“三河三湖”治理技术支撑的基础上，围绕国家经济发展战略需求和水生态环境保护目标，在确定水污染防治行动计划的背景下，选择重点流域、区域开展综合示范。水专项独立课题“国家水体污染控制与治理技术体系与发展战略研究”（课题编号：2018zx07701001）按照第三方监督评估机制要求，组织专家对典型流域进行了整体实施效果评估，评估结果显示，水专项的实施对流域水环境质量改善有显著助益。
坚持目标导向 扎实开展示范工程
水专项实施期间，重点在以下几大流域开展技术研发和工程示范，突破了受损河流水质提升及生态完整性修复技术难点，提升了我国河流水体修复工程化水平，支撑了我国河流流域的水环境质量持续改善。
1、松花江流域：着重研发以水质风险和突发污染事故控制为核心的国家高环境风险河流水污染防治与水质安全保障技术
松花江是我国七大河流之一，是黑龙江和吉林两省的母亲河，是东北老工业基地生存和发展的命脉。
作为国家老工业基地，松花江两岸因石化、煤化工、粮食深加工、能源、造纸、制药等门类齐全的工业体系而导致结构性污染问题突出，长期以来具有“高消耗、高投入、高污染”的基本特征，环境问题严重。
松花江流域也是我国重要的综合农业生产基地，随着经济的快速发展和人口的增加，流域环境污染危害愈发突出，已成为制约老工业基地发展的重要因素之一。
针对松花江流域高寒区高风险典型河流特征，项目组重点突破了石化行业废水有毒有机物全过程控制关键技术，形成辨毒、减毒、解毒相结合的废水有毒有机物全过程控制技术模式。
同时，建立了基于“高风险源识别—诊断—监控预警”的高风险源管理系统和四级风险防控系统，建设了流域事故模拟与应急管理平台。构建了高寒区城市污水处理厂低温期稳定运行技术体系。项目组立足于“生物强化”和“工艺优化”两个方面开展技术研发，形成寒冷区域城市污水处理厂低温期稳定运行技术体系并进行了工程示范。
项目组以5条松花江支流沿江污水处理厂污染物强化去除为对象，开展工程示范，总示范水量38万吨/天，全部达到一级排放标准，年削减cod27557.5吨、氨氮2646.25吨、总氮3157吨、总磷496吨，为全面提升冰封期松花江水质提供技术支撑。
在技术模式探索方面，项目组研发了高寒区农田氮磷面源污染全过程控制技术与模式，形成了“生境修复—食物链延拓—生态需水保障”高寒区生态修复模式，总体上提出了“双险齐控、冬季保障、面源削减、支流管控、生态恢复”松花江流域治理模式。
经过水专项技术攻关和示范，支撑了松花江流域风险污染物减排，实现了重点行业控源减排稳定达标，支持了流域水质改善以及部分流域水生态的恢复。
辽河干流一级支流汇入口污染阻控示范工程（七星河湿地）
2、辽河流域：着重研发以黑臭消除和水质改善为核心的控源减排与水资源循环利用技术
辽河流域位于中国东北地区西南部，是我国七大江河流域之一，与松花江水系南北呼应，是东北地区两条最大的水系之一。
由于辽河流域气候变化较大，降水量年际波动剧烈，径流量和输沙量的年际变化也比较明显，水环境改善受到自然因素的严重制约，因此，辽河流域水资源短缺，季节性、人工受控性河流特点突出。
辽河流域是北方缺水型重化工业重污染典型河流，项目组针对辽河流域结构性、区域性、流域性等污染特征，重点突破了冶金、石化、制药、造纸、印染、食品等行业水污染治理、农业面源污染治理、水生态修复等技术。同时，按照源头区、干流区和河口区的不同区位特点和治理修复问题需求，开展区域全讯600cc大白菜的解决方案的创新设计和工程示范。
项目组积极支持“十二五”“十三五”国家重点流域水污染防治规划的编制，创新理念，设计了大型河流保护区——辽河保护区，研编了分阶段生态修复与保护方案。
同时，为支持国家“水十条”和流域规划的实施，项目组构建了辽河流域水污染治理和水环境管理两个技术体系，搭建了辽河流域水环境管理综合调控平台；构建了典型优控单元污染治理和辽河保护区健康河流两个模式，完成了辽河流域水污染治理模式与技术路线图。
在生态修复方面，项目组完成了河口区稻田生态系统面源污染控制与水质改善技术、河口湿地养殖水体污染物理—生物联合阻控与水质改善技术、河口区地表水中烃类有机污染物的强化阻控与水质改善技术、石油开采破坏性湿地净化能力的仿真模拟与优化设计、河口区退化芦苇湿地生境修复技术等国家重点环境保护实用技术，统筹支撑了油田、稻田、蟹田、苇田“四田”的生态修复与生态环境保护工作。
如今，辽河流域水污染治理科技水平显著提升，流域水质持续改善，促进了以分散式污水治理为特色的环保产业化发展，推动了流域水污染治理市场化机制的有效发挥。
3、淮河流域：着重研发以污废水再生和生态安全利用为核心的闸坝型河流污染治理与生态修复技术
淮河流域所辖湖北、河南、安徽、山东、江苏五省40个地（市），181个县（市），是长江经济带与黄河经济带连接中枢，是我国重要粮食与能源生产基地。
针对淮河流域“闸坝多、污染重，基流匮乏、风险高、生态退化”等典型特征，水专项选择贾鲁河—沙颍河和南四湖为重点综合示范区，以“废水治理与生态安全利用”为重大需求，构建了基于“行业间接排放标准—小流域排污标准—河流水质达标标准”有序衔接的闸坝型河流“三级标准”体系。在此基础上，创新提出与实践了基于“三级控制、三级标准、三级循环”的闸坝型重污染河流“三三三”治理模式，并率先在淮河流域污染最重的二级支流贾鲁河进行成功示范。
在这一模式的“一级控制”中，针对可能对综合污水处理厂造成冲击的化工、制药、造纸等农业伴生型工业废水有毒有害污染物，通过制订化工、发酵制药等工业废水间接排放标准以及研发“双相双循环—流化床芬顿氧化”集成处理技术，提高了污水处理厂的达标率，同时提高了企业或园区的中水回用率。
在工业、城市尾水深度处理与再生回用的“二级控制”中，利用新型永磁性树脂吸附技术以及“物化与生态”集成技术，可使区域内工业与城市尾水达到再生水景观回用标准，然后经过人工湿地净化进一步削减氮磷以及有毒有害污染物后集中排入河流，使污水处理厂非常规水源得到充分利用。
在河流原位生态净化与水质提升的“三级控制”中，通过生境构造、基质强化脱氮除磷、水生植被恢复和生态系统构建等河流原位生态强化净化与修复关键技术，使生态补给的再生水水质由劣ⅴ类跃升至ⅲ类～ⅳ类，重建与恢复了贾鲁河的“肾脏”系统。
利用河流“三三三”治理模式，实现了工业废水与城市污水在闸坝型重污染河流的大尺度生态安全利用，使流域污染排放总量、河流生态净化能力与河流水质目标得到科学衔接，破解了贾鲁河等闸坝型重污染河流的治污困境。
4、东江流域：着重研发以饮用水水源型河流风险管控、维护生态、保水甘甜为核心的水环境风险控制工程技术和综合管理技术
东江是珠江三大水系之一，支流众多，同时担负着建成充满活力的世界级城市群、具有全球影响力的国际科技创新中心和“一带一路”重要支点的特殊使命，在国家发展大局中具有重要战略地位。东江干流水质总体优良，但是随着经济社会快速发展和农村生产生活方式发生重大变化，以及产业由下游向中上游转移，东江水质安全面临较大风险。
针对东江流域高质量发展要求和典型的高经济密度、高发展速度、高水质要求、高强度控污的特点，项目组从水质风险、生态风险、健康风险三个方面，集成创新了包括控制风险、维护生态、保水甘甜、高质发展在内的水源型河流水环境风险控制工程技术体系和水环境综合管理技术体系。
同时，按照“一区一策”技术路径集成研发上游水源区清洁产流、中游输水通道区清水入江、下游受水区脱毒减害和高强度控污等工程技术。项目组还研发了以“监测、估算、评估、控制”为主线的优控污染物、生物毒性和水华水生态风险综合管理技术。
通过技术落地实施，实现了水源型河流从水质管理向水生态管理、从静态管理向实时过程管理、从达标管理向风险管理的重大转变，促进以“五高”为特征的水源型流域高质量发展。
立足湖泊特点 改善湖泊水环境
水专项实施期间，重点在以下几大流域开展技术研发和工程示范，攻克了受损湖泊生境改善及生态功能提升技术难题，取得了较好的成果。
巢湖入湖河流南淝河旁路多级人工湿地净化示范工程
1、巢湖流域：围绕小流域综合治理，通过示范工程提供实用技术
巢湖是安徽省合肥市的重要饮用水源之一，巢湖水资源和水环境质量是合肥市、巢湖市及周边城镇与农村居民生活和经济发展的命脉，是安徽省社会经济可持续发展的基础。
巢湖的水环境也具有其特殊性。巢湖湖滨丰富的营养本底以及流域上人类活动的巨大影响，导致湖泊水体营养水平长久以来持续居高不下，形成蓝藻水华（湖靛）的历史十分久远，流域水环境保护对氮磷排放要求较高。
项目组针对巢湖流域水污染和富营养化藻类水华控制，重点突破饮用水水源地应急保障关键技术。同时，研发与集成了系列入湖河流与湖区的生态修复技术，并开展综合示范。在此基础上，建立了巢湖流域以巢湖湖体水质目标为导向的倒逼减排优化的分区、分类、分质管理技术体系与对应的智能化、数字化、可视化水环境目标质量管理平台。
水专项巢湖项目支撑了巢湖流域水环境质量明显改善国家战略目标的实现，形成了快速发展区湖泊流域“城湖和谐共生”模式，为同类型流域的湖泊富营养化治理提供模式和成套技术。
与2011年相比，巢湖在流域经济总量翻两番、城镇人口增长近一倍的发展背景与巨大压力下，2017年以来主要河湖水质状况不仅未恶化，反而有所好转，国控断面达标数大幅增加，河湖水体污染浓度明显下降，蓝藻水华面积及暴发频次有所减轻，巢湖水环境恶化趋势已得到基本遏制，河湖水体质量正逐步改善。
2、洱海流域：立足高原湖泊特点，让洱海景观效果达到世界一流旅游湖泊水平
洱海是云南省第二大高原淡水湖泊，是大理市主要饮用水水源地，孕育了大理地区近四千年的发展历史；洱海又是苍山洱海国家级自然保护区和国家级风景名胜区的核心，具有调节气候、提供工农业生产用水、保护水生生物多样性等多种功能，是整个洱海流域乃至大理州社会经济可持续发展的基础；洱海的治理与保护，是大理州全面建设小康社会和发展先进生产力的必要条件，“洱海清，大理兴”，洱海对云南西部中心城市大理的建设和发展具有轴心、纽带作用和突出的标志性地位。
洱海流域处于营养状态可逆的敏感转型期，存在主要污染物来源和污染途径明确、进入富营养化状态时期短和内负荷较低，以及富营养化初期湖泊生态状态不稳定等特点。为此，项目组通过调整流域社会经济发展模式、经济结构以及经济发展速度，强化环境管理。同时，项目组研发和集成了农田面源污染发生源及入湖流动过程控制技术、流域生态保育与适合湖泊特征的水华控制技术，并建设相应示范工程。通过水专项成果的落地实施，示范区污染负荷削减20％以上，洱海全湖最终达到国家ⅱ类地表水标准，饮用水水源地达到相应国家标准，湖泊生态功能进入良性循环状态，全湖透明度达到5m以上，景观效果达到世界一流旅游湖泊水平。
滇池草海水生态规模化修复关键技术与工程示范
3、滇池流域：针对复杂水文格局，改善近岸水域蓝藻堆积问题
滇池流域是云南省经济最发达、人口最集中、城市化水平最高的区域，滇池被誉为昆明市的“母亲湖”，是国家级风景名胜区，是昆明生产、生活用水的重要水源和城市备用饮用水水源，具有防洪、调蓄、灌溉、景观和气候调节等功能。
滇池流域具有面积小、产水量少、蒸发量大、降雨集中、无过境水补给等特点，同时，因滇池流域河川径流来源于降水，水资源的年内分配受到降水季节变化的制约，因此，流域水资源年际变化较大，存在连续丰水和连续枯水的长周期变化，属于资源性缺水和水质性缺水问题较为突出的湖泊。
近年来，滇池水生态环境虽明显改善，但是因其属浅水性湖泊，水体置换周期较长，自净能力弱等原因导致生态系统恢复重建难度极大，蓝藻水华风险依然较大。
为此，项目组针对滇池流域复杂的水文格局，围绕“控源减排与生态修复”的重大科学问题，开展滇池富营养化响应及氮磷驱动机制研究，在流域“控源—减排—截污—治污—生态修复”递阶削减技术集成、富营养化调控与流域综合精准管理方面取得突破。
项目组破解了滇池流域控源截污体系的系统性衔接和工程化高效运行难题、高原湖泊重污染河流水质提升难题、现代都市型农业面源污染治理提质增效难题等。研究揭示了滇池内负荷形成与释放机制，改善了近岸水域蓝藻堆积的问题。
同时，通过大量研究，揭示了滇池草海沉水植物恢复和草型清水态构建维持的关键环境参数，探明了高营养负荷条件下草型清水生态系统维持机制，定量解析了流域中远期的水资源平衡态势变化，揭示了复杂水文格局下滇池富营养化响应机制及氮磷驱动过程，为滇池水环境改善提供有力支撑。
4、三峡流域：填补特大型水库科学认知空白，构建完整深大水库水生态综合监测与诊断技术体系
三峡水库是我国重要的淡水资源战略储备库。三峡工程自2003年蓄水运行以来，面临的主要问题包括支流水华、消落带植被退化、水土流失、次级河流水污染、面源污染等问题。此外，改善三峡水库水质的优化调度技术面临新要求，主体功能区划定位不足，环境监管和应急能力薄弱。
总体上看，三峡水库是新型人工生态系统，其水生态环境演化过程刚起步，主要问题尚未全面暴露，而国内可借鉴的深大水库研究经验十分匮乏。
由于三峡库区环境容量有限，又是我国经济欠发达地区，环境保护与经济社会发展的矛盾将长期存在，急需开展库区水环境演变态势研究，识别水环境演变机制，提出库区水污染总体控制规划，优化区域发展模式，实现库区社会、经济、环境的协调发展。
针对三峡特大型水库科学认知空白，项目组构建了一套完整的深大水库水生态综合监测与诊断技术体系，全面回答了工程初期运行阶段（1998年-2018年）三峡水库生态环境状态及其变化趋势。同时，阐明了三峡水库初期运行阶段水生态演化机制及水华成因，有效深化了三峡水库水生态演化和水华控制的科学认知。
在此基础上，提出了三峡水库水污染防治和富营养化防控策略（一库一策），制定了“减污降磷、控干强支、生态优先”的系统保护对策。在实施过程中，以减污控磷为工作重心，重点开展三峡支流典型富磷流域磷污染综合治理和三峡库区及上游流域面源污染综合治理，强化流域层面技术集成应用，形成了三峡水库水污染综合防治集成技术体系。