科技攻关三大难题 重塑妫水河生态美
来源: | 作者:xinshuiji | 发布时间: 2021-02-01 | 236 次浏览 | 分享到:

冬日的妫水河,冰面晶莹剔透,冰下鱼翔浅底。2017年至2020年底三年多时间,妫水河由过去的河道断流、难觅鱼鸟变成如今的水质清澈、生态多样。由北京市水利规划设计研究院(以下简称“设计院”)牵头,联合多家单位开展的国家水体污染控制与治理重大科技专项独立课题——“妫水河世园会及冬奥会水质保障与流域生态修复和示范”取得显著成效。百余名科技人员攻坚克难,用科技成就了妫水河生态之美。

 

银装素裹的妫水河

集思广益制定科学技术路线

妫水河发源于北京延庆东北约13公里处,被称为延庆的“母亲河”。如何让妫水河呈现出自然生态之美,2017年底课题的科研工作正式开启。担任课题技术总负责人的设计院党委书记刘培斌介绍,课题研究本着“边研发、边产出、边应用”的原则,以问题为导向,以增加生态流量、改善河流水质、修复水生态系统,保障世园会与冬奥会成功举办为目标进行系统治理。

“当时面临三大难题”,课题负责人、设计院生态环境所所长王利军回忆说,“第一大难题是水资源极度短缺,加上北方山区河流的特点,妫水河一年断流超过200天,部分支流常年无水,河床斑驳;第二大难题是水体污染与水土流失严重,水质严重恶化;第三大难题是水生态系统严重退化。”

为破解三大难题,科研人员集思广益,一次次思维火花的碰撞,最终制定了一条科学的技术路线:要实现多水源的优化配置与联合调度,使有限的水资源发挥最大的生态效益;要大量使用再生水来增加河道生态流量,同时保证水质达标;要设立河流与湿地群连通的水循环系统,保障河道不断流,修复水生态系统;要建立北方冬季低温地区仿自然功能型湿地,使入官厅水库水质稳定达到地表水Ⅲ类;要建设流域水土保持生态修复工程,打造生态清洁小流域的升级版,使清水下山、净水入库。

应用新技术保障水量水质达标

“我们以‘优先使用再生水、充分利用雨洪水和地表水,合理利用外调水和地下水’为原则,采取了源头减排、过程阻断、末端治理与山水林田湖草系统治理技术。”刘培斌介绍,前端通过调整农业种植结构、测土施肥、畜禽养殖关停清退等举措,从源头上控制面源污染;中端采取植草渗滤沟、台田雨水净化及岸坡生态沟技术,进一步截留污染物;末端通过人工湿地净化、水体原位修复技术使出水水质达标。经过系统治理,妫水河国家考核断面谷家营出水水质达到地表水Ⅲ类标准。

此外,科研团队还将十多种新科技应用到妫水河生态治理中。刘培斌表示,为攻克冬季低温湿地运行技术瓶颈,采用了诸如冰下运行、保温增温、优化湿地结构、优选生物菌种等技术,打造低温仿自然人工湿地,确保冬季湿地的高效运行。同时还采用了湿地群与河流水系生态连通、多水源优化配置和水质水量联合调度、流域农村面源污染综合控制与精准配置等技术,让妫水河的水多起来、清起来、美起来。

 

妫水河及支流水质水量优化配置和调度示范工程应用效果

“我们还为妫水河的水资源调配量身打造了一个智慧调度平台,一目了然掌握各种水源的供水状况,还能通过河道生态基流核算、水质水量调度模拟预测模型,自动形成丰水期、枯水期的最佳水资源配置方案,为精准调度提供决策。”刘培斌深有感慨,“北京是水资源严重紧缺的城市,要掰着手指头省着用,科学精准调度,才能使其发挥最大效益。”

在线实时监测暴雨径流

“三年多的时间里,我们每周都要集中讨论各项技术应用的效果,并根据实际情况随时调整。”王利军表示,科研团队最开始人工对暴雨径流进行监测,后来发现人工监测不仅取样不及时,还存在一定的安全风险,随即调整方案,建立了在线监测、取样系统,不仅能人为设置取样时间、实时监测数据,数据还能及时反馈到手机上,既方便又准确,采集到的3000个样品为数学模型的构建奠定了基础。

通过团队的不懈努力,在妫水河入库口、三里河等多片湿地构建起河流与湿地群连通循环系统,河流连通了,水量稳定了,水质提升了,生态环境也变好了。生物多样性指数从0.3提高到2.05,生态景观也得到了明显提升,妫水河重新焕发了勃勃生机。

这支由多家单位组成的团队用科技打造了妫水河的生态之美,打造了北方山区季节性河流治理的北京样本,有力地保障了2019年世园会的顺利举行,并为2022年北京冬奥会的召开做好了充分的准备。