根據(jù)最新的水資源公報(bào),我國(guó)水資源總量約27462.5億立方米。這些水資源,以河流、湖泊、地下水、降雨、供水等多種形式浸潤(rùn)著人們的平居日常。
在地理分布上,我國(guó)水資源多數(shù)分布在秦嶺淮河分界線之下的南部,氤氳的水汽,造就了豐盈潤(rùn)澤的南方景象。
在不少北方地區(qū),則呈現(xiàn)出資源型缺水的特征,加上長(zhǎng)期以來(lái)重經(jīng)濟(jì)輕環(huán)境導(dǎo)致的水體污染,使得水質(zhì)性缺水與資源性缺水相互疊加,連貫磅礴的水脈便會(huì)遇到梗阻。
京津冀地區(qū)是中國(guó)的“首都經(jīng)濟(jì)圈”,區(qū)域河流主要由灤河水系和海河水系組成。其中,蜿蜒穿過(guò)京津冀中部核心區(qū)(北京、天津、保定、廊坊)的是源于太行山的海河水系。海河是中國(guó)七大江河之一,以衛(wèi)河為源,干流河長(zhǎng)1050千米,沿線匯集漳衛(wèi)南運(yùn)河、子牙河、大清河、永定河、潮白河、北運(yùn)河等河流于天津金鋼橋,再經(jīng)73千米于大沽口注入渤海。
在扇形分布的海河水體中,永定河、北運(yùn)河、白洋淀-大清河三條廊道,如區(qū)域生態(tài)體系的主體骨架,將中部核心區(qū)包納其中,成為了溝通水脈、貫穿三地的綠色屏障。
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永定河
永定河是海河流域七大水系之一,為河北系的最大河流。水量來(lái)源于有桑干河和洋河兩大支流,經(jīng)一連串的盆地、峽谷后,在河北懷來(lái)縣朱官屯匯合,此后始稱(chēng)永定河。河道在官?gòu)d附近接納媯水河,經(jīng)官?gòu)d山峽于三家店下平原。
永定河聯(lián)結(jié)起了山地、平原、都市和海洋等自然和人文物質(zhì),成為重要的二元流動(dòng)載體。因而連續(xù)傳輸清潔流量和物質(zhì)是它的內(nèi)在屬性,構(gòu)建社會(huì)與自然的安全和諧、展現(xiàn)廊道的綠色景觀成為了它的獨(dú)特使命。
在永定河上游的媯水河流域,是世園會(huì)及正在籌備的冬奧會(huì)的核心區(qū)。而在這個(gè)區(qū)域,面臨著山地生態(tài)破壞嚴(yán)重、水源涵養(yǎng)功能差的情況。為滿(mǎn)足盛事的水質(zhì)需求,需要著重修復(fù)生態(tài)、涵養(yǎng)水源、削減河流泥沙,降低水流中的顆粒性氮磷污染物濃度。
媯水河的主調(diào)水渠道起點(diǎn)為白河堡水庫(kù),經(jīng)過(guò)白河引水渠道、連通渠、媯水河干流至官?gòu)d水庫(kù),總長(zhǎng)度約40km。在媯水河兩岸,分布著大量農(nóng)村農(nóng)田,由此造成的面源污染較為嚴(yán)重。
為此,林下生態(tài)過(guò)濾溝、臺(tái)田雨水凈化、道路生態(tài)邊溝、植被緩沖帶等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)被集成起來(lái),凝練成適用于媯水河流域農(nóng)村面源污染控制的技術(shù)體系。
針對(duì)世園會(huì)水質(zhì)保障需求,通過(guò)設(shè)置四個(gè)示范工程使8公里“枯河”重現(xiàn)清流,有4200萬(wàn)方清水順流而下,為世園會(huì)提供生態(tài)保障,重現(xiàn)“水清岸綠、魚(yú)翔淺底”的場(chǎng)景。
為使生態(tài)美景在季節(jié)交替中延續(xù),就要克服北方低溫的影響。好在仿自然濕地的構(gòu)建,突破了低溫地區(qū)仿自然濕地優(yōu)化調(diào)控、低溫期穩(wěn)定運(yùn)行的技術(shù)瓶頸,所以在寒冷的季節(jié)中,也有微生物菌群、水生植物在不斷吸納氮磷,維持天藍(lán)水清的圖景。
沿著永定河河道向下游走,是官?gòu)d水庫(kù)。如果說(shuō)永定河是串聯(lián)京津冀地區(qū)的生態(tài)“大動(dòng)脈”,那么官?gòu)d水庫(kù)就是“大動(dòng)脈”的“心臟”。1997年,因?yàn)樯嫌稳霂?kù)水質(zhì)污染,官?gòu)d水庫(kù)退出了北京飲水供應(yīng)體系。
近10年來(lái),永定河年均入庫(kù)量約為1億立方米,水質(zhì)卻長(zhǎng)期處于Ⅳ-Ⅴ類(lèi)水平,水質(zhì)看上去發(fā)黑。對(duì)癥下藥,削減入河氮、磷污染負(fù)荷,提升上游水環(huán)境質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)入庫(kù)河流考核斷面水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到III類(lèi)水質(zhì)指標(biāo),是永定河官?gòu)d水庫(kù)的治理重點(diǎn)。
八號(hào)橋濕地是永定河生態(tài)修復(fù)工程中首個(gè)開(kāi)工建設(shè)的濕地項(xiàng)目,建成后將對(duì)水庫(kù)上游污染起到全面凈化效果,消減N/P入河30%,從源頭上改善官?gòu)d水庫(kù)的水質(zhì)與生態(tài)環(huán)境。
八號(hào)橋濕地將建設(shè)河流濕地、溝渠濕地、島嶼濕地和一些強(qiáng)化處理濕地,通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)式的和非標(biāo)準(zhǔn)式的流態(tài),讓水通過(guò)自然的微生物、水生植物和土壤凈化,最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)水質(zhì)的提升。
對(duì)于官?gòu)d水庫(kù)水量不足的問(wèn)題,2018年以來(lái),永定河上游山西、河北連續(xù)兩次集中輸水2億立方米。官?gòu)d水庫(kù)蓄水量已達(dá)5.3億立方米,創(chuàng)近20年新高。包括門(mén)頭溝再生水廠、盧溝橋再生水廠、清河再生水廠、小紅門(mén)再生水廠等,都是官?gòu)d水庫(kù)的供水大戶(hù)。我國(guó)的第一個(gè)環(huán)保機(jī)構(gòu)——1971年建立的官辦,便是起源于官?gòu)d水庫(kù)的污染治理。包括第一批環(huán)保推動(dòng)者專(zhuān)家在內(nèi)的一大波行業(yè)人士,都在等待,有朝一日官?gòu)d水庫(kù)能夠恢復(fù)成水源地的樣貌。
在龍河濕地工程中,還特別規(guī)劃了鷺鳥(niǎo)營(yíng)巢覓食區(qū)。在沿岸技術(shù)是時(shí)候,生物多樣性、鷺鳥(niǎo)鳥(niǎo)類(lèi)數(shù)量顯著增加。
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白洋淀-大清河
大清河是中國(guó)海河水系五大河之一,流域面積45131k㎡,總?cè)丝?325萬(wàn)人。北支洪水經(jīng)新蓋房分洪道匯入東淀。南支洪水經(jīng)白洋淀調(diào)蓄后,由趙王新渠入東淀。
在國(guó)家戰(zhàn)略規(guī)劃之下,白洋淀雄安新城給了我們建立可持續(xù)發(fā)展新型城市的一次偉大實(shí)踐。其中,白洋淀的生態(tài)環(huán)境保護(hù)修復(fù)是新區(qū)建設(shè)的根本依托,是雄安新區(qū)藍(lán)綠空間的重要組成部分。依托淀泊、綠廊、水系,構(gòu)建“秀林、綠谷、淀灣”為骨架的空間生態(tài)結(jié)構(gòu),形成“北城,中苑,南淀“的生態(tài)格局。
但白洋淀淀區(qū)蓄水和排渠系統(tǒng)蓄水,主要靠大清河上游地區(qū)降水在地表形成的徑流。年入淀水量隨降水量變化差異很大。水資源供需矛盾尖銳,而水污染又加劇了這一矛盾。近幾年來(lái),白洋淀甚至出現(xiàn)了淀區(qū)沼澤化、生物多樣性退化的情況。
個(gè)半水村,總?cè)丝?/span>26 .8萬(wàn)人。很多村民家中都有排污管子直接伸入白洋淀內(nèi)。為保證入淀水的質(zhì)量及安全,淀中村生活污染的削減迫在眉睫。
為了護(hù)住這顆“華北明珠”,分散式污水處置、環(huán)保廁所、入淀濕地工程等陸續(xù)建了起來(lái),淀內(nèi)要清淤,清淤后底棲生態(tài)系統(tǒng)要恢復(fù),水資源利用要實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)水-節(jié)水-凈水-配水-用水”五位一體,一系列的保護(hù)措施上馬,白洋淀周邊的生態(tài)環(huán)境也在一步步改善。
藻苲淀、馬棚淀濕地生態(tài)修復(fù)工程,是水流入淀之前經(jīng)過(guò)的又一套復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。示范面積7 km2、處理水量不低于35萬(wàn)m3/d,保障入淀水質(zhì)主要指標(biāo)(總氮除外)提升至地表水環(huán)境質(zhì)量IV類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。
浩渺的蘆葦蕩及潔白的蘆花,是白洋淀留給人們最深刻的浪漫印象。白洋淀的蘆葦品種多達(dá)10余種,蘆葦面積11.6萬(wàn)畝,年產(chǎn)量8895萬(wàn)斤,在調(diào)節(jié)氣候、降解污染物、涵養(yǎng)水源、促淤造陸、保護(hù)生物多樣性和為人類(lèi)提供生產(chǎn)、生活資源等方面發(fā)揮了重要的作用。
從內(nèi)源污染消減和水動(dòng)力提升的角度出發(fā),蘆葦與圍堤圍埝對(duì)淀區(qū)水質(zhì)、水動(dòng)力的影響也被納入了京津冀水專(zhuān)項(xiàng)的研究范疇。在確保淀區(qū)擁有連續(xù)性開(kāi)闊水域的同時(shí),也實(shí)現(xiàn)了蘆葦?shù)谋Wo(hù)性開(kāi)發(fā)。
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北運(yùn)河
北運(yùn)河是古大運(yùn)河的一部分,是海河流域唯一因?yàn)樵偕a(bǔ)給全年不斷流,人口最集中、產(chǎn)業(yè)最聚集、城市化水平最高、水污染最嚴(yán)重的特大型城市的排水河道。
北京、天津兩個(gè)特大型城市與廊道形成新的人工結(jié)構(gòu),嚴(yán)重干擾了河流廊道的物質(zhì)循環(huán)?;謴?fù)并保持城市與廊道間良性的物質(zhì)與流量循環(huán)、重構(gòu)流域尺度上良好景觀系統(tǒng),是傳承大運(yùn)河物質(zhì)文化的重要任務(wù)。
北運(yùn)河的上游是沙河水庫(kù)。由于常年遭受遭污水垃圾圍困,曾經(jīng)作為飲用水源地的沙河水庫(kù)污染嚴(yán)重。
近幾年來(lái),京津冀水專(zhuān)項(xiàng)在在具有沙河水庫(kù)流域典型多源污染特征的南沙河流域和北沙河流域開(kāi)展生態(tài)清潔小流域技術(shù)示范;在東沙河、北沙河和南沙河及部分支流開(kāi)展河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)示范。
要恢復(fù)水體自?xún)裟芰?,離不開(kāi)水體中成體系的水生生物。選用哪種類(lèi)型、如何進(jìn)行系統(tǒng)配置和群落調(diào)控,都會(huì)影響水下生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,從而影響水體自?xún)粜Ч?/span>
枝角類(lèi)水生物與沙河水庫(kù)水體透明度之間有相關(guān)性;枝角類(lèi)、魚(yú)、蝦、螺、貝的投放種類(lèi)與投加量也要反復(fù)確定;對(duì)于浮游動(dòng)物、沉水植物,要密切關(guān)注它們的生長(zhǎng)情況,形成流暢的食物鏈。如今,羊坊閘、北關(guān)閘、榆林莊閘附近出現(xiàn)成群的白鷺,底棲動(dòng)物中出現(xiàn)中等耐污性生物及水生維管束植物。
北運(yùn)河的上游,還承載著特大型城市排水河道的功能。雖然我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理率目前得到大大提高,但全國(guó)范圍內(nèi)污水處理廠存在著工藝路線陳舊、高能耗換取高水質(zhì)、能源資源回收幾近空白以及運(yùn)行管理水平低下等問(wèn)題。要實(shí)現(xiàn)北運(yùn)河水質(zhì)轉(zhuǎn)好及北京副中心地區(qū)的水環(huán)境的改善,需要對(duì)城市污水處理廠運(yùn)行質(zhì)量進(jìn)行整體提升。
位于北京朝陽(yáng)區(qū)焦莊村附近的東壩污水廠便是“面向未來(lái)污水處理廠”概念的示范工程之一。東壩污水廠出水排入北運(yùn)河水系的壩河,日處理污水能力2萬(wàn)噸。從2019年起,升級(jí)改造工程啟動(dòng),通過(guò)高效預(yù)處理、新型脫氮技術(shù)、深度凈化等工藝的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)出水滿(mǎn)足京標(biāo)A要求。
此外,在東壩污水廠還集成了碳源分離、高效低耗氮轉(zhuǎn)化、能源回收、大數(shù)據(jù)云平臺(tái)等未來(lái)污水處理廠技術(shù),實(shí)現(xiàn)了資源能源回收及智慧化運(yùn)行。
沿著北運(yùn)河河道來(lái)到中游,便是大名鼎鼎的通州副中心,是京津冀協(xié)同發(fā)展“橋頭堡”。但這里也是北方典型水資源極度短缺城市區(qū),降雨時(shí)空不均,導(dǎo)致流域下游防洪壓力巨大。
同時(shí),城市的開(kāi)發(fā)對(duì)區(qū)域水系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響,灰色水泥構(gòu)筑的城市排水設(shè)施并不完善,大量的混流管網(wǎng)、農(nóng)村合流排水區(qū)域,雨季溢流污染依然存在,并造成水體反復(fù)污染。海綿城市,成為這個(gè)新興之城的戰(zhàn)略定位。要將自然途徑與人工措施相結(jié)合,采用滲、滯、蓄、凈、用、排等措施,將城市打造為如海綿一般的雨水吸納緩沖地帶。
道路透水磚、植草溝、綠色屋頂、下凹式綠地,這些都是海綿城市的毛細(xì)管,吸納、凈化著城市中的點(diǎn)滴水源。這樣,自然之水得以從城市脈絡(luò)中靜靜走過(guò),與城市文明同生共長(zhǎng)。
圍繞北京城市副中心對(duì)超凈排放和構(gòu)建一流綠色基礎(chǔ)設(shè)施的需求,通州還建設(shè)了一座隱藏在地下的下沉式污水處理廠——北京通州碧水再生水廠,設(shè)計(jì)規(guī)模45000m3/d,出水主要指標(biāo)達(dá)到地表水 IV 類(lèi)標(biāo)準(zhǔn),為北運(yùn)河提供高品質(zhì)生態(tài)補(bǔ)水。
未來(lái),污水處理廠地上將建成面積達(dá)676畝的濕地“碧水公園”,集休閑、娛樂(lè)、科普于一體,面向市民免費(fèi)開(kāi)放。
北運(yùn)河的下游,是匯入渤海之前的天津段。在北運(yùn)河天津段,天津海河干支流河網(wǎng)的河道數(shù)目多且連通復(fù)雜,自然屬性弱且社會(huì)屬性強(qiáng),承擔(dān)景觀水體、行洪排澇和輸水通道等功能,加上初期雨水污染、局部不確定的點(diǎn)源或內(nèi)源污染,常有水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的情況,夏季富營(yíng)養(yǎng)化和水華現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。
要保持北運(yùn)河天津段的水質(zhì)活力,就需要城區(qū)河網(wǎng)聯(lián)動(dòng)循環(huán)起來(lái)。海河干流、新開(kāi)河、月牙河,通過(guò)河網(wǎng)聯(lián)動(dòng)水循環(huán)凈化系統(tǒng)綜合調(diào)控管理信息平臺(tái),進(jìn)行系統(tǒng)化的污染控制和水質(zhì)改善。
在農(nóng)田退水區(qū)段,利用河流故道和岸邊緩沖區(qū)域削減入河污染物,減少農(nóng)田退水區(qū)河道水體的氮磷污染負(fù)荷。在城區(qū)段,則對(duì)微納米曝氣、人工水草、植物浮床和水生動(dòng)物等生物處理技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化集成,讓河床本身成為立體的凈化系統(tǒng)。
在窄槽寬灘段,則將水面、岸坡、河灘統(tǒng)籌考慮,通過(guò)生態(tài)浮島、灘地濕地生態(tài)構(gòu)建、沿河生態(tài)岸坡構(gòu)建等多項(xiàng)生態(tài)技術(shù)集成,形成一套專(zhuān)攻窄槽寬灘區(qū)河道水體的修復(fù)技術(shù)。
對(duì)于海河水系眾多河流來(lái)說(shuō),天津是它們的最后一站。扇形水系的走勢(shì)在這里逐漸收緊、匯集入海。在這里,海河最后一次迎接來(lái)自人類(lèi)社會(huì)的艱難挑戰(zhàn)。
天津?yàn)I海新區(qū)作為京津冀一體化中“三區(qū)一基地”的載體,承接了上游超過(guò)一億人口8萬(wàn)億GDP產(chǎn)生的廢水,分布著近180個(gè)工業(yè)園(區(qū))。排水水質(zhì)呈現(xiàn)組分復(fù)雜、高濃度、高生物毒性、難生物降解、水質(zhì)水量波動(dòng)大等特點(diǎn)。
針對(duì)這一區(qū)域的水質(zhì)頑疾,流域減污增容、污水廠提質(zhì)增效、工業(yè)企業(yè)污染防控等手段被協(xié)同起來(lái),并根據(jù)濱海工業(yè)園區(qū)污水廠尾水及園區(qū)初期雨水特征布設(shè)相應(yīng)的人工濕地,守住水系入海前的最后一關(guān)。
穿過(guò)山脈,走過(guò)濕地,北方之水繼續(xù)在這片土地上奔騰著。你可能愛(ài)慕它的開(kāi)闊凜冽,感動(dòng)于水體豐足時(shí)的磅礴氣勢(shì)。而更多時(shí)候,它是一個(gè)帶著壯麗傷口的奮斗者。在流過(guò)鄉(xiāng)村、經(jīng)過(guò)城市之時(shí),包容人類(lèi)文明排出的殘污,撫平干燥靈魂的褶皺。有著“水量少、水質(zhì)差、阻隔多、水溫寒”等諸多先天不足,卻也保有深刻的生命力,盡力地向著遠(yuǎn)方流去,日復(fù)一日,溫柔堅(jiān)韌。