环境日特辑 | 走进京津冀水专项,陪你去看坚韧的北方之水
来源: | 作者:xinshuiji | 发布时间: 2020-06-09 | 298 次浏览 | 分享到:

根据最新的水资源公报,我国水资源总量约27462.5亿立方米。这些水资源,以河流、湖泊、地下水、降雨、供水等多种形式浸润着人们的平居日常。 

在地理分布上,我国水资源多数分布在秦岭淮河分界线之下的南部,氤氲的水汽,造就了丰盈润泽的南方景象。 

在不少北方地区,则呈现出资源型缺水的特征,加上长期以来重经济轻环境导致的水体污染,使得水质性缺水与资源性缺水相互叠加,连贯磅礴的水脉便会遇到梗阻。 

京津冀地区是中国的“首都经济圈”,区域河流主要由滦河水系和海河水系组成。其中,蜿蜒穿过京津冀中部核心区(北京、天津、保定、廊坊)的是源于太行山的海河水系。海河是中国七大江河之一,以卫河为源,干流河长1050千米,沿线汇集漳卫南运河、子牙河、大清河、永定河、潮白河、北运河等河流于天津金钢桥,再经73千米于大沽口注入渤海。 

在扇形分布的海河水体中,永定河、北运河、白洋淀-大清河三条廊道,如区域生态体系的主体骨架,将中部核心区包纳其中,成为了沟通水脉、贯穿三地的绿色屏障。

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永定河

永定河是海河流域七大水系之一,为河北系的最大河流。水量来源于有桑干河和洋河两大支流,经一连串的盆地、峡谷后,在河北怀来县朱官屯汇合,此后始称永定河。河道在官厅附近接纳妫水河,经官厅山峡于三家店下平原。

永定河联结起了山地、平原、都市和海洋等自然和人文物质,成为重要的二元流动载体。因而连续传输清洁流量和物质是它的内在属性,构建社会与自然的安全和谐、展现廊道的绿色景观成为了它的独特使命。

在永定河上游的妫水河流域,是世园会及正在筹备的冬奥会的核心区。而在这个区域,面临着山地生态破坏严重、水源涵养功能差的情况。为满足盛事的水质需求,需要着重修复生态、涵养水源、削减河流泥沙,降低水流中的颗粒性氮磷污染物浓度。

妫水河的主调水渠道起点为白河堡水库,经过白河引水渠道、连通渠、妫水河干流至官厅水库,总长度约40km。在妫水河两岸,分布着大量农村农田,由此造成的面源污染较为严重。

为此,林下生态过滤沟、台田雨水净化、道路生态边沟、植被缓冲带等多项关键技术被集成起来,凝练成适用于妫水河流域农村面源污染控制的技术体系。

 针对世园会水质保障需求,通过设置四个示范工程使8公里“枯河”重现清流,有4200万方清水顺流而下,为世园会提供生态保障,重现“水清岸绿、鱼翔浅底”的场景。

为使生态美景在季节交替中延续,就要克服北方低温的影响。好在仿自然湿地的构建,突破了低温地区仿自然湿地优化调控、低温期稳定运行的技术瓶颈,所以在寒冷的季节中,也有微生物菌群、水生植物在不断吸纳氮磷,维持天蓝水清的图景。

沿着永定河河道向下游走,是官厅水库。如果说永定河是串联京津冀地区的生态“大动脉”,那么官厅水库就是“大动脉”的“心脏”。1997年,因为上游入库水质污染,官厅水库退出了北京饮水供应体系。

10年来,永定河年均入库量约为1亿立方米,水质却长期处于Ⅳ-Ⅴ类水平,水质看上去发黑。对症下药,削减入河氮、磷污染负荷,提升上游水环境质量,实现入库河流考核断面水质稳定达到III类水质指标,是永定河官厅水库的治理重点。

八号桥湿地是永定河生态修复工程中首个开工建设的湿地项目,建成后将对水库上游污染起到全面净化效果,消减N/P入河30%,从源头上改善官厅水库的水质与生态环境。

八号桥湿地将建设河流湿地、沟渠湿地、岛屿湿地和一些强化处理湿地,通过标准式的和非标准式的流态,让水通过自然的微生物、水生植物和土壤净化,最终实现整个水质的提升。

对于官厅水库水量不足的问题,2018年以来,永定河上游山西、河北连续两次集中输水2亿立方米。官厅水库蓄水量已达5.3亿立方米,创近20年新高。包括门头沟再生水厂、卢沟桥再生水厂、清河再生水厂、小红门再生水厂等,都是官厅水库的供水大户。我国的第一个环保机构——1971年建立的官办,便是起源于官厅水库的污染治理。包括第一批环保推动者专家在内的一大波行业人士,都在等待,有朝一日官厅水库能够恢复成水源地的样貌。

   龙河位于永定河中下游的龙河,流经河北省廊坊境内,发源于燕山山脉,与凤河一样,均属永定河水系,南北呼应相拥入海,是廊坊重要的地域标志和文化标志。但在近年来,龙河水资源严重不足、自净能力差、淤积严重和景观缺失等问题日益凸显龙河湿地是改善周边生态情况、恢复生物多样性的重点工程。通过将部分河水引至人工湿地进行处理,改善龙河的生态环境和出境水质,使河道及周边形成一个水清、岸绿、动植物和谐生存的整体环境带。

在龙河湿地工程中,还特别规划了鹭鸟营巢觅食区。在沿岸技术是时候,生物多样性、鹭鸟鸟类数量显著增加。

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白洋淀-大清河

大清河是中国海河水系五大河之一,流域面积45131k㎡,总人口2325万人。北支洪水经新盖房分洪道汇入东淀。南支洪水经白洋淀调蓄后,由赵王新渠入东淀。

白洋淀是华北唯一的大型平原湖泊湿地,是“华北之肾”,具有缓洪防旱、维持生态平衡、涵养水源等重要生态功能。在京津冀圈的河流水系中,起到了一轴贯通、沟通三条生态廊道的作用。


在国家战略规划之下,白洋淀雄安新城给了我们建立可持续发展新型城市的一次伟大实践。其中,白洋淀的生态环境保护修复是新区建设的根本依托,是雄安新区蓝绿空间的重要组成部分。依托淀泊、绿廊、水系,构建“秀林、绿谷、淀湾”为骨架的空间生态结构,形成“北城,中苑,南淀“的生态格局。

但白洋淀淀区蓄水和排渠系统蓄水,主要靠大清河上游地区降水在地表形成的径流。年入淀水量随降水量变化差异很大。水资源供需矛盾尖锐,而水污染又加剧了这一矛盾。近几年来,白洋淀甚至出现了淀区沼泽化、生物多样性退化的情况。

个半水村,总人口26 .8万人。很多村民家中都有排污管子直接伸入白洋淀内。为保证入淀水的质量及安全,淀中村生活污染的削减迫在眉睫。

为了护住这颗“华北明珠”,分散式污水处置、环保厕所、入淀湿地工程等陆续建了起来,淀内要清淤,清淤后底栖生态系统要恢复,水资源利用要实现“产水-节水-净水-配水-用水”五位一体,一系列的保护措施上马,白洋淀周边的生态环境也在一步步改善。
  
藻苲淀、马棚淀湿地生态修复工程,是水流入淀之前经过的又一套复合生态系统。示范面积7 km2、处理水量不低于35万m3/d,保障入淀水质主要指标(总氮除外)提升至地表水环境质量IV类标准。

浩渺的芦苇荡及洁白的芦花,是白洋淀留给人们最深刻的浪漫印象。白洋淀的芦苇品种多达10余种,芦苇面积11.6万亩,年产量8895万斤,在调节气候、降解污染物、涵养水源、促淤造陆、保护生物多样性和为人类提供生产、生活资源等方面发挥了重要的作用。

从内源污染消减和水动力提升的角度出发,芦苇与围堤围埝对淀区水质、水动力的影响也被纳入了京津冀水专项的研究范畴。在确保淀区拥有连续性开阔水域的同时,也实现了芦苇的保护性开发。  

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北运河

北运河是古大运河的一部分,是海河流域唯一因为再生水补给全年不断流,人口最集中、产业最聚集、城市化水平最高、水污染最严重的特大型城市的排水河道。

北京、天津两个特大型城市与廊道形成新的人工结构,严重干扰了河流廊道的物质循环。恢复并保持城市与廊道间良性的物质与流量循环、重构流域尺度上良好景观系统,是传承大运河物质文化的重要任务。 

北运河的上游是沙河水库。由于常年遭受遭污水垃圾围困,曾经作为饮用水源地的沙河水库污染严重。

近几年来,京津冀水专项在在具有沙河水库流域典型多源污染特征的南沙河流域和北沙河流域开展生态清洁小流域技术示范;在东沙河、北沙河和南沙河及部分支流开展河流生态修复技术示范。

要恢复水体自净能力,离不开水体中成体系的水生生物。选用哪种类型、如何进行系统配置和群落调控,都会影响水下生态系统的稳定性,从而影响水体自净效果。 

枝角类水生物与沙河水库水体透明度之间有相关性;枝角类、鱼、虾、螺、贝的投放种类与投加量也要反复确定;对于浮游动物、沉水植物,要密切关注它们的生长情况,形成流畅的食物链。如今,羊坊闸、北关闸、榆林庄闸附近出现成群的白鹭,底栖动物中出现中等耐污性生物及水生维管束植物。 

北运河的上游,还承载着特大型城市排水河道的功能。虽然我国城镇污水处理率目前得到大大提高,但全国范围内污水处理厂存在着工艺路线陈旧、高能耗换取高水质、能源资源回收几近空白以及运行管理水平低下等问题。要实现北运河水质转好及北京副中心地区的水环境的改善,需要对城市污水处理厂运行质量进行整体提升。 

位于北京朝阳区焦庄村附近的东坝污水厂便是“面向未来污水处理厂”概念的示范工程之一。东坝污水厂出水排入北运河水系的坝河,日处理污水能力2万吨。从2019年起,升级改造工程启动,通过高效预处理、新型脱氮技术、深度净化等工艺的应用,实现出水满足京标A要求。

此外,在东坝污水厂还集成了碳源分离、高效低耗氮转化、能源回收、大数据云平台等未来污水处理厂技术,实现了资源能源回收及智慧化运行。 

沿着北运河河道来到中游,便是大名鼎鼎的通州副中心,是京津冀协同发展“桥头堡”。但这里也是北方典型水资源极度短缺城市区,降雨时空不均,导致流域下游防洪压力巨大。

同时,城市的开发对区域水系统产生较大影响,灰色水泥构筑的城市排水设施并不完善,大量的混流管网、农村合流排水区域,雨季溢流污染依然存在,并造成水体反复污染。海绵城市,成为这个新兴之城的战略定位。要将自然途径与人工措施相结合,采用渗、滞、蓄、净、用、排等措施,将城市打造为如海绵一般的雨水吸纳缓冲地带。 

道路透水砖、植草沟、绿色屋顶、下凹式绿地,这些都是海绵城市的毛细管,吸纳、净化着城市中的点滴水源。这样,自然之水得以从城市脉络中静静走过,与城市文明同生共长。

围绕北京城市副中心对超净排放和构建一流绿色基础设施的需求,通州还建设了一座隐藏在地下的下沉式污水处理厂——北京通州碧水再生水厂,设计规模45000m³/d,出水主要指标达到地表水 IV 类标准,为北运河提供高品质生态补水。 

未来,污水处理厂地上将建成面积达676亩的湿地“碧水公园”,集休闲、娱乐、科普于一体,面向市民免费开放。 

北运河的下游,是汇入渤海之前的天津段。在北运河天津段,天津海河干支流河网的河道数目多且连通复杂,自然属性弱且社会属性强,承担景观水体、行洪排涝和输水通道等功能,加上初期雨水污染、局部不确定的点源或内源污染,常有水质不达标的情况,夏季富营养化和水华现象时有发生。

要保持北运河天津段的水质活力,就需要城区河网联动循环起来。海河干流、新开河、月牙河,通过河网联动水循环净化系统综合调控管理信息平台,进行系统化的污染控制和水质改善。 

在农田退水区段,利用河流故道和岸边缓冲区域削减入河污染物,减少农田退水区河道水体的氮磷污染负荷。在城区段,则对微纳米曝气、人工水草、植物浮床和水生动物等生物处理技术进行优化集成,让河床本身成为立体的净化系统。

在窄槽宽滩段,则将水面、岸坡、河滩统筹考虑,通过生态浮岛、滩地湿地生态构建、沿河生态岸坡构建等多项生态技术集成,形成一套专攻窄槽宽滩区河道水体的修复技术。 

对于海河水系众多河流来说,天津是它们的最后一站。扇形水系的走势在这里逐渐收紧、汇集入海。在这里,海河最后一次迎接来自人类社会的艰难挑战。

天津滨海新区作为京津冀一体化中“三区一基地”的载体,承接了上游超过一亿人口8万亿GDP产生的废水,分布着近180个工业园(区)。排水水质呈现组分复杂、高浓度、高生物毒性、难生物降解、水质水量波动大等特点。 

针对这一区域的水质顽疾,流域减污增容、污水厂提质增效、工业企业污染防控等手段被协同起来,并根据滨海工业园区污水厂尾水及园区初期雨水特征布设相应的人工湿地,守住水系入海前的最后一关。 

穿过山脉,走过湿地,北方之水继续在这片土地上奔腾着。你可能爱慕它的开阔凛冽,感动于水体丰足时的磅礴气势。而更多时候,它是一个带着壮丽伤口的奋斗者。在流过乡村、经过城市之时,包容人类文明排出的残污,抚平干燥灵魂的褶皱。有着“水量少、水质差、阻隔多、水温寒”等诸多先天不足,却也保有深刻的生命力,尽力地向着远方流去,日复一日,温柔坚韧。