26年以來首次 ——從五河重入??瓷鷳B(tài)治水“北京經(jīng)驗”
夏秋之交的北京,永定河山峽段河水奔流,一派湖光山色;潮白河沿線水草豐美,水清岸綠……通過跨流域、多水源的生態(tài)補(bǔ)水,干涸26年的永定河、斷流22年的潮白河(北京段)在2021年實(shí)現(xiàn)全線通水。北京的永定河、潮白河、北運(yùn)河、拒馬河、泃河五大主干河流26年來首次全部重現(xiàn)“流動的河”并貫通入海。
五河入海帶來巨大的生態(tài)效益。到2021年底,受汛期降水偏豐和生態(tài)補(bǔ)水影響,北京全年有水河流比當(dāng)年春季生態(tài)補(bǔ)水前增加46條,有水河長增加786.3公里,有水水面面積增加71.48平方公里。
以水開路,用水引路,引河入海,藏水于地。結(jié)合首都水情,北京走出了一條人與自然和諧發(fā)展的生態(tài)治水之路,摸索出了新時代城市治水、用水、節(jié)水、愛水的“北京經(jīng)驗”。
五大河流三條曾斷流
歷史上的北京依水而建,起初河流遍布、清泉四溢。雖然從地理位置上看,北京并不臨海,但轄區(qū)內(nèi)有五條主要河流,可以通過津冀兩地河道入海:永定河、潮白河、北運(yùn)河、拒馬河、泃河。這些河流又發(fā)展出了大大小小的支流水脈,奠定了發(fā)達(dá)的城鄉(xiāng)水系格局。
資料顯示,到上世紀(jì)六十年代末,北京河湖水系的水面一度占市域面積的3%,河道大部分有水,水質(zhì)也基本良好。在郊區(qū),到上世紀(jì)七十年代初,有水的河湖渠道仍大量存在。那時候,北京的五大河流貫通入海,并非難事。
但自上世紀(jì)七十年代后期開始,隨著城市發(fā)展和人口擴(kuò)張,城市河湖系統(tǒng)逐漸遭到破壞。先是封蓋部分河道、填平幾個湖泊,以滿足建筑用地需求和交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需要。到了上世紀(jì)九十年代,長期干旱少雨,加上地下水超采嚴(yán)重,河道、溝渠甚至部分水庫都干涸了,永定河、潮白河就是在這一時期開始斷流的。
當(dāng)時的永定河,由于盜采砂石、污水直排、連年干旱等原因,河道水量逐漸減少,北京段在1995年斷流干涸后,河底黃沙裸露,甚至一度冒出大量違建。在潮白河,氣候變化導(dǎo)致連年干旱,上游密云水庫來水銳減,又逢城市發(fā)展過度開采應(yīng)急水源,在1999年,潮白河干流出現(xiàn)斷流。
與此同時,工業(yè)興起,污水大都就地直排入河,使得北京河湖污染達(dá)到“頂峰”。北運(yùn)河河道內(nèi)雖常年有水,但因為地處北京的“九河下梢”,中心城區(qū)90%的河流流經(jīng)這里出境,承接了大量城市、城鎮(zhèn)排水,所以存在大量黑臭水體。
上世紀(jì)九十年代末,北京的城市水系面臨著“有河皆枯,有水皆污”的尷尬局面。五大河流除了北運(yùn)河、拒馬河常年有水外,其它三條都處于部分?jǐn)嗔鞯臓顟B(tài)。河水流動尚且難以實(shí)現(xiàn),入海,更成了難事。
五水聯(lián)調(diào)讓河道復(fù)蘇
轉(zhuǎn)變始于2014年。這一年,南水北調(diào)中線工程通水。
每年近10億立方米南水進(jìn)京后,北京的用水格局發(fā)生巨大改變。本市遵循“先節(jié)水后調(diào)水、先治污后通水、先環(huán)保后用水”原則,確定了“節(jié)、喝、存、補(bǔ)”用水方針,優(yōu)先保障居民生活用水,并向大中型水庫存水,向地下水源地和城市河湖補(bǔ)水。但即便如此,五大河流仍存在河道斷流,生態(tài)并未完全修復(fù)。
多年來,北京水務(wù)部門一直致力于探索實(shí)踐水資源多目標(biāo)配置調(diào)度模式,特別是永定河、潮白河等五大水系的生態(tài)水量調(diào)度,統(tǒng)籌兼顧地下水回補(bǔ)涵養(yǎng)和地表河網(wǎng)水路連通,實(shí)現(xiàn)地表地下協(xié)同修復(fù),逐步復(fù)蘇河流生態(tài),為廣大市民打造高品質(zhì)水生態(tài)空間。
2021年,北京迎來豐水年,汛期的頻繁降雨為五河復(fù)流并貫通入海創(chuàng)造了有利條件。汛期過后,密云水庫調(diào)控雨洪資源15.8億立方米,蓄水最高達(dá)35.7億立方米,官廳水庫也因優(yōu)化調(diào)度儲備了充足的水資源。于是,去年秋季至今年春季,一場大規(guī)模、跨流域、多水源生態(tài)補(bǔ)水開始了。
北京市水資源調(diào)度管理事務(wù)中心副主任王俊文告訴記者,這是一次多水源、多流域、多路徑、多目標(biāo)的聯(lián)合調(diào)度?!拔覀円y(tǒng)籌調(diào)度外調(diào)水、本地地表水、地下水、雨洪水、再生水,充分發(fā)揮各類水利工程作用,均衡水資源時空分布,最大限度發(fā)揮水資源綜合效益。”
在永定河,除了北京官廳水庫、齋堂水庫等地表水(包括地表徑流水和雨水資源)匯入河道,還有萬家寨引黃、永定河上游當(dāng)?shù)厮畮?、南水北調(diào)中線來水等外調(diào)水參與補(bǔ)水。除此之外,小紅門再生水廠每天也有10萬立方米清澈的再生水補(bǔ)充進(jìn)永定河河道。去年全年,北京水務(wù)部門統(tǒng)籌調(diào)集多種水源,通過優(yōu)化調(diào)配,累計為永定河補(bǔ)水2億多立方米,利用有限的生態(tài)水資源量,保障了永定河26年來首次實(shí)現(xiàn)865公里河道全線水流貫通入海。
去年4月30日,北京啟動了潮白河試驗性春季生態(tài)補(bǔ)水,通過密云水庫、懷柔水庫、京密引水渠等,多源頭、多工程、干支流聯(lián)調(diào),源源不斷向潮白河補(bǔ)水。隨后到來的汛期,豐沛的降雨使得密云水庫蓄水量大大增加。汛期結(jié)束后,潮白河再次實(shí)施生態(tài)補(bǔ)水,一直持續(xù)至今。
北運(yùn)河也通過上游來水和周邊再生水廠產(chǎn)生的再生水補(bǔ)充河道生態(tài)環(huán)境水量。與此同時,泃河和拒馬河也不同程度地開展了補(bǔ)水調(diào)度,提高了水體的流動性。
人努力,天幫忙。源源不斷的清水匯入河道溝渠,漸漸滋潤、連通水網(wǎng),讓京城五大河流不僅實(shí)現(xiàn)自身水流貫通,還與下游河北和天津的河道“牽手”,最終實(shí)現(xiàn)入海。這也是繼永定河斷流后26年來,京城五大河流首次全部再現(xiàn)“流動的河”并同時入海。
精準(zhǔn)調(diào)度維持全年貫通
據(jù)北京市水務(wù)局統(tǒng)計,2021年全市降水日數(shù)111天(日均大于0.5毫米),累計降雨量924毫米,比2020年多60%,比常年多58%,形成水資源總量為61.30億立方米。
難道僅僅因為雨水多,就決定要實(shí)施生態(tài)補(bǔ)水,將地表雨水補(bǔ)充進(jìn)河道里嗎?“那當(dāng)然不是一拍腦門兒就決定的,這其實(shí)已經(jīng)過了連續(xù)幾年的嘗試?!蓖蹩∥恼f。
早在2015年,北京市就開始調(diào)度南水北調(diào)中線水實(shí)施潮白河生態(tài)補(bǔ)水,探索資源儲備與生態(tài)修復(fù)協(xié)同的水資源優(yōu)化調(diào)度路徑。2017年,永定河進(jìn)行了生態(tài)水量調(diào)度補(bǔ)水的初步嘗試。2019年3月,永定河啟動試驗性生態(tài)補(bǔ)水,引黃河萬家寨、冊田、友誼等上游水庫來水進(jìn)入官廳水庫,再通過官廳水庫開閘放水補(bǔ)充到永定河中,實(shí)現(xiàn)官廳水庫至永定河山峽段108公里全線流動。2020年春季,永定河再次通過官廳水庫向下游補(bǔ)水,永定河在北京境內(nèi)全線貫通。
在多次補(bǔ)水過程中,水務(wù)部門在這些河道探索形成了“濕河底、拉河槽、定河型、復(fù)生態(tài)”的生態(tài)治河規(guī)律,獲取水文、水生態(tài)及河床演變等方面監(jiān)測數(shù)據(jù),為后續(xù)和其他流域大規(guī)模生態(tài)補(bǔ)水奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。永定河北京段的貫通,也為實(shí)現(xiàn)永定河全線通水提供了經(jīng)驗和范本。
“一次兩次全線通水不是最終目的,我們希望盡可能地讓河道里的水持續(xù)貫通,力爭五大河流全年不斷流。”王俊文說,這就要求水資源調(diào)度要更加精細(xì)化,尤其在今年降水明顯少于去年的情況下,還要維持住整個水網(wǎng)的補(bǔ)水格局,絕非易事。
對此,北京市水資源調(diào)度管理事務(wù)中心調(diào)度管理科負(fù)責(zé)人李述和運(yùn)行管理科科長賈天云都深有感觸。他倆一個負(fù)責(zé)制定和調(diào)整調(diào)度方案,一個負(fù)責(zé)執(zhí)行調(diào)度方案,并在實(shí)踐中不斷優(yōu)化細(xì)化。
李述說,水資源調(diào)度方案制定的原則,立足北京市水資源稟賦,基于對一段時期水資源情勢的研判,找到水源端與需求端、多水源組合與水利工程運(yùn)用的最優(yōu)配置。在保障城市生活、生產(chǎn)用水這個剛性要求的前提下,協(xié)調(diào)水資源戰(zhàn)略儲備和河流生態(tài)復(fù)蘇,在最大程度“蓄水于庫”的基礎(chǔ)上,盡可能“還水于河”,復(fù)蘇河流生態(tài)。一方是資源儲備,一方又不想丟掉現(xiàn)有的補(bǔ)水成效,還要實(shí)現(xiàn)水資源與防洪調(diào)度協(xié)同聯(lián)動,這就對調(diào)度方案的制定提出了更高要求,有時幾乎是一立方米一立方米地去摳,“真的是下足了繡花功夫”。
就以潮白河生態(tài)補(bǔ)水為例,密云水庫自去年秋季向下游補(bǔ)水以來始終未停,但今年汛期降水少于去年,為了讓潮白河持續(xù)貫通,調(diào)水方案最終將出庫水流量確定在每秒4立方米??煞潘?jīng)過的潮河輸水隧洞閘門一旦開啟,出庫水流量至少需要維持在每秒5立方米。于是,幾經(jīng)測算,最終調(diào)水方案確定為潮河輸水隧洞閘門每開閘放水4天,就停止1天,才能既保證水庫蓄水量,又讓下游河水持續(xù)流動,同時還不對水工建筑物造成危害。
每開閘放水4天,就停止1天,這樣的調(diào)度方式讓調(diào)度令的發(fā)布頻次比往年高得多。賈天云算了算,從今年4月春季集中補(bǔ)水開始到現(xiàn)在,他已經(jīng)發(fā)出了近100份調(diào)度令,平均每兩三天就要調(diào)整一次調(diào)度指令,“調(diào)得越頻繁,我們的工作量越大?!?/p>
賈天云說,今年永定河重點(diǎn)挖掘下游水庫、塘壩潛力,在汛期特別是主汛期內(nèi),將永定河流域內(nèi)的齋堂水庫、珠窩水庫、落坡嶺水庫、三家店調(diào)節(jié)池、園博湖等都蓄足水,等下游某一段河道缺水時,就從上一級往下放,再上一級河段缺水了,再從上上級放,如此梯級調(diào)度,助力永定河維持全年通水。“沿線七八座這樣的水利設(shè)施,基本調(diào)了個遍?!辟Z天云說。
現(xiàn)在,北京已經(jīng)提前完成了水利部關(guān)于永定河全線貫通全年不少于3個月的目標(biāo),潮白河等其他河流也仍在持續(xù)貫通。
60多種魚成“常住民”
五河入海帶來了顯著的生態(tài)效益。自2020年起,北京市水文總站每年對全市河流的有水河長、有水面積進(jìn)行四次高清遙感監(jiān)測。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2021年大規(guī)模生態(tài)補(bǔ)水前,全市有水河流120條,有水河長2683.44公里,占總河長41.8%;有水水面面積為376.81平方公里。全年補(bǔ)水后,到2021年12月,全市有水河流166條,有水河長3469.74公里,占總河長54.1%;有水水面面積為448.29平方公里。受汛期降水偏豐和生態(tài)補(bǔ)水影響,全年有水河長增加786.3公里,有水水面面積增加71.48平方公里。
五河貫通也讓北京的地下水回補(bǔ)明顯,實(shí)現(xiàn)“藏水于地”的目標(biāo)。據(jù)統(tǒng)計,2021年末全市平原區(qū)地下水平均埋深為16.39米,已基本回升至2001年末地下水埋深值,地下水位為近20年來最高。與上年同期對比,地下水位回升5.64米,地下水儲量增加28.9億立方米。全市16個區(qū)地下水水位普遍回升。
尤其在永定河、潮白河和北運(yùn)河等重要生態(tài)補(bǔ)水河段,沿線的地下水位更是回升明顯。
例如,在永定河沿線,秋季補(bǔ)水使永定河沿線周邊10公里范圍內(nèi)地下水位平均回升1.80米,盧溝橋以上永定河沿線地下水位平均回升2.91米。在潮白河沿線,春季、秋季兩次補(bǔ)水造成約4.53億立方米水資源入滲地下水,與補(bǔ)水前(4月30日)對比,2021年末潮白河沿線周邊10公里范圍內(nèi)地下水位平均回升10.78米。在北運(yùn)河沿線,秋季補(bǔ)水使受水區(qū)域地下水水位平均回升2.17米。
京城五大河流貫通入海,給北京的河湖水質(zhì)和水生態(tài)也帶來了巨大變化。
2021年,全市共對104個河段進(jìn)行了水質(zhì)監(jiān)測,評價結(jié)果顯示,水源涵養(yǎng)區(qū)符合Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)的有水河長比例明顯上升。景觀用水區(qū)符合Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)有水河長比例上升,Ⅴ類和劣于Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)河長基本消失。全市達(dá)標(biāo)河長占比高達(dá)95.2%。
在北京市水文總站辦公樓8層的走廊一角,有一個長約1.2米、高約1.7米的水生態(tài)實(shí)驗魚缸。這可不是普通觀賞魚缸,而是一個展示北京本地水域水生態(tài)系統(tǒng)的“活態(tài)博物館”?!袄镞叺聂~、蝦、螺,底沙、鵝卵石、水草,全都來自北京本地的實(shí)際水域。”北京市水文總站副主任黃振芳說,最多的時候,缸里的魚有30多個品種。
一條通身銀色、泛著彩色光芒的小魚在水中十分活躍,“那是鳑鲏魚,俗稱五彩魚,對水生態(tài)環(huán)境要求很高,只在水質(zhì)良好、水生態(tài)指標(biāo)健康的水域中生存繁衍,是水生態(tài)健康與否的風(fēng)向標(biāo)?!秉S振芳說,10年前,五彩魚在北京的河流中還十分鮮見。隨著本市治污力度不斷加大,水體質(zhì)量明顯好轉(zhuǎn),如今已成為五大河流常見的物種。
市水務(wù)局水質(zhì)水生態(tài)監(jiān)測中心的監(jiān)測結(jié)果表明,2021年全市水生態(tài)健康水體比例為85.8%。隨著全市水生態(tài)健康情況改善和監(jiān)測工作范圍的增加,和上年度相比,河流中的底棲動物由149種增長為230種,水生植物物種數(shù)由58種增長為81種。魚類也累計調(diào)查到61種,已恢復(fù)到歷史最好水平(85種)的72%。
一城碧水,滋潤京華。北京這座古老的城市,正在因為流動的河水,愈加鮮活起來,靈動起來。
專家觀點(diǎn)
治水新模式推動河湖生態(tài)復(fù)蘇
薛萬來
近年來,首都治水緊緊圍繞河道斷流、地下水超采、水生態(tài)功能脆弱等問題,不斷探索生態(tài)治水新模式。統(tǒng)籌多水源調(diào)度,推進(jìn)基于多目標(biāo)的生態(tài)水量調(diào)度,境內(nèi)永定河、潮白河、北運(yùn)河、拒馬河、泃河五大河流復(fù)流,河湖生態(tài)逐步復(fù)蘇,水生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性逐步提升。
通過多流域、多路徑的水資源調(diào)度,暢通河流干-支流“血脈”,恢復(fù)互連互通的生態(tài)水系格局;統(tǒng)籌水庫調(diào)蓄、城市供水、河道補(bǔ)水、地下水回補(bǔ)等多重目標(biāo),將汛期洪水調(diào)度融入水資源配置,發(fā)揮水庫、閘、壩等工程群組合聯(lián)動、多尺度耦合等一系列創(chuàng)新實(shí)踐,推進(jìn)河流沿線地下水位回升、水資源儲備能力提高。同時梳理了影響全市水資源配置的卡口、堵點(diǎn),為構(gòu)建流域相濟(jì)、多線連通、多層循環(huán)、生態(tài)健康的水網(wǎng)體系奠定基礎(chǔ)。
同時,生態(tài)補(bǔ)水探索提出了“濕河底、拉河槽、定河型、復(fù)生態(tài)”的生態(tài)治水新模式,推動河湖生態(tài)復(fù)蘇。針對永定河等多年季節(jié)性干枯河流特點(diǎn),通過水利設(shè)施生態(tài)調(diào)度,恢復(fù)自然水文情勢,“以水開路”發(fā)揮自然水流沖淤造床作用,以自然要素打通影響河流連通性的人為障礙?!坝盟贰币悦}沖補(bǔ)水自然沖淤造床恢復(fù)多樣自然生境,推動河道地貌形態(tài)和生態(tài)系統(tǒng)的自然恢復(fù),比如河灘、洼塘、島洲、溪流、河濱帶等多樣化生境,以生境多樣性驅(qū)動生物多樣性,為魚類、鳥類、兩棲動物、底棲生物等重要野生生物提供良好棲息空間。
?。ㄗ髡呦当本┦兴茖W(xué)技術(shù)研究院流域生態(tài)所副所長)
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