北京溫榆河流域水體功能修復的技術與對策研究

一、問題的提出

北京是特大型缺水城市，水資源嚴重短缺，1999年-2008年連續9年干旱，平均降水量457.1mm，僅為多年平均值的78%，平原區地下水也存在逐年下降的趨勢。同時，依據《北京市環境質量報告書》，溫榆河水系是全市地表水環境質量最差的水系，大部分河段達不到水體功能要求。水資源短缺和水生態環境惡化已經成為北京市尤其是溫榆河流域社會經濟可持續發展的主要瓶頸之一。

在北京市五大水系中，溫榆河是唯一一條發源于北京且常年有水的河流。溫榆河流域橫跨《北京城市總體規劃（2004-2020年）》提出的西部生態帶和東部發展帶，位于整個北京市的心臟地帶。流域內的海淀區和昌平區既是國家級高新技術產業基地，又是國際知名的高等教育和科研機構云集地；順義區和通州區是北京重點建設的新城；朝陽區為中央商務中心；2008年奧運會主承載區基本處在溫榆河流域。勿容置疑，溫榆河流域對北京市的整體發展戰略具有舉足輕重的地位，流域生態水環境狀況直接影響北京城市經濟社會協調發展和功能定位。

為此，北京市委市政府高度重視和關注溫榆河水環境治理，2002年6月市政府專題會議審議通過了《溫榆河綠色生態走廊規劃》，內容包括對全流域范圍進行水系整治及污水治理。規劃提出的建設目標是：（1）通過實施全流域綜合治理，擴大水面和沿岸綠化，實現溫榆河水清、流暢、岸綠、部分通航、滿足城市排洪要求，創建優美的水生態環境；（2）改善沿河生態和景觀，使沿河地區成為城市的旅游休閑和景觀帶，創造最佳的人居環境；（3）通過舊村改造和農業產業結構調整，促進農村地區環境改善和城市化進程，實現地區經濟與社會的可持續發展。

相比北京地區其他河道，溫榆河水資源量較為豐沛，但是實測資料顯示溫榆河流域特別是上游的水資源大部分集中在汛期。由于降雨相對集中，且流域調蓄能力嚴重不足，溫榆河流域地表水資源的利用率不足15%，平均每年至少有4億m3溫榆河水排入下游而沒有得到合理利用。另外，溫榆河作為北京市的主要排水河道，隨著經濟發展，排水量不斷增加，河道水體污染、水生態退化等問題日益突出，現狀河道水體水質已遠遠不能滿足其功能要求。溫榆河流域水環境逐漸惡化和水資源利用率低的現狀已經嚴重影響了地區社會經濟的可持續發展。

二、“溫榆河流域水體功能修復關鍵技術研究”項目的實施與主要成果

2006年以來，在北京市科委的資助下，北京市水利科學研究所主持完成了北京市區兩級政府重大科技需求專項“溫榆河流域水體功能修復關鍵技術研究”，該專項包括“溫榆河流域水資源利用保障體系研究”、“溫榆河流域河流生態修復技術研究”和“溫榆河流域污染源控制技術研究”三個課題，系統、深入地開展了溫榆河流域水環境質量改善技術研究與工程示范。

項目通過流域污染控制、河流水體修復、微污染水水質凈化、流域水質水量過程等多方面的技術研究和攻關，形成了非常規水源補水河流水污染控制、水生態修復與水資源利用的技術體系，在如下方面取得了重要進展。

（一）建立了流域污染控制技術方法

項目針對溫榆河流域水污染現狀，在全面分析流域污染源構成的基礎上，將削減入河污染負荷與污水處理相結合，以控制流域污染為目標，以低耗能易管理處理技術為手段，通過控制各類污染源排放量，實現入河污染的總量控制，開發了低耗能易管理的厭氧折板濾池+跌水曝氣生物接觸氧化池的農村生活污水處理技術、高效厭氧循環懸浮顆粒污泥床+改良A2/O（懸浮填料）+吹脫結晶輔助化學除磷的畜禽養殖廢水處理技術，摸清了流域面源污染負荷時空分布及貢獻率，開發了城市面源污染單元控制技術，為流域污染控制提供了技術支撐。

（二）建立了流域河流水體生態修復技術方法

項目針對溫榆河流域水生態現狀，在分析總結流域生態構成特點的基礎上，對河流水體的生態治理技術進行了研究，提出了人工土地快速滲濾、人工強化＋自然凈化組合氧化塘等河流水體的生態治理技術方案與關鍵參數；同時在材料研發、基質優化、結構重建等單項研究的基礎上提出了集成的生態河道治理方案，為規模化工程應用提供了技術支持。

（三）建立了流域微污染水水質凈化技術方法

項目針對溫榆河流域水資源利用現狀，在全面分析流域水環境狀況和水資源利用需求的基礎上，開展了電化學+人工濕地、固定化微生物濾池+混凝沉淀、微絮凝沉淀+膜生物反應器等深度凈化工藝的技術適應性研究和關鍵參數與處理效果響應分析，提出了流域微污染水水質凈化的有效技術與技術參數，為大規模利用流域水資源奠定了堅實的技術基礎。

（四）分析了流域水質水量過程并建立了分析方法

項目針對溫榆河流域水質水量演變過程，開展了過程分析方法研究，開發了預測軟件平臺，預測了流域中長期水質水量；結合溫榆河水源、水質特點，選擇適宜方法，定量計算、評價了溫榆河生態需水量；構建了耦合閘壩體系的分布式水循環模型，研制了閘壩優化調度模型并進行了多情景方案分析，探討了溫榆河流域閘壩的合理調度模式，為改善溫榆河流域水環境質量，提高水資源利用率提供了有效的技術手段。

（五）提出了流域水質提升方案與河流健康評價方法

項目根據溫榆河水體功能要求，分析了點源面源污染物入河量，計算了水環境容量，開展了基于流域污水處理廠達標排放的河流水質分析，論證了滿足研究標準的污水深度處理技術可行性，分析測算了滿足水體功能要求的污水處理成本，提出了污水處理廠升級改造投資政策及污水處理廠增加成本補償政策措施。根據溫榆河流域的生態體系狀況和特點，從環境科學、水利科學及生態學的交叉視角，構建了多指標綜合評價方法的生態河流健康評價指標體系，首次應用AHP－綜合評價模型對溫榆河生態河流健康狀況進行了評估，為流域生態修復工作的開展提供了參考標準。

三、流域水環境治理與水資源利用的思考

河流是一個流域和地區的生態命脈和經濟命脈，環境的可持續發展已經逐漸得到廣泛關注。良好的生態水環境是一種資源，是人類生存與發展的基礎，是綠色GDP的組成部分，是可持續發展的前提。

（一）制定流域水系綜合治理規劃并扎實推進實施是流域健康協調發展的有效保障

河流水環境改善不僅涉及到區域資源環境，還與社會經濟、人類活動等各個方面緊密相關，依賴技術措施、經濟政策和法律手段三者之間的有機結合，需要水務、市政、農業、環保和規劃部門間的合作，依賴全社會的共同參與。在北方嚴重缺水地區，流域水環境保護和水資源利用問題的解決尤其艱難，應統一規劃流域水環境綜合治理工作，按照河流水體功能要求和水環境容量，制定污染綜合治理、河流生態修復、水資源可持續利用的綜合規劃，安排專項資金，明確管理責任和獎懲辦法，建立流域水環境治理和水資源利用的長效工作機制，此乃流域健康協調發展的保障。

根據本項目科研成果，北京市相關部門已經制定《北運河流域水系綜合治理規劃》，明確了北運河流域水系綜合治理思路，構筑了水資源保護、水資源利用、防洪減災三個體系，制定了中心城區、新城、鄉鎮、山區小流域和平原排水溝等排水單元內的污水治理方案，提出了水資源利用工程及攔河閘改造配套工程，規劃了以改善河流水質為目的的水體循環及濕地工程、三級支流河溝生態治理措施、雨洪利用措施，提出了市、區、鎮、村四級聯動監管機制，為流域健康協調發展奠定了基礎。

（二）采取有效措施從源頭控制污染是實現流域水環境質量改善的前提條件

在流域內實施溯源治污、綜合治理，加大行業監管和執法力度，從源頭減少垃圾、農業面源、工業廢水等對水體的污染是實現流域水環境質量改善的前提條件。

1.嚴把項目環評審批關。認真執行“環評”和“三同時”制度，積極支持北運河水系水污染物總量削減項目建設，新建項目必須符合國家和本市產業政策，并配套建設污水處理設施。對未完成污水集中處理設施建設的工業園區、開發園區、科技園區，暫停審批水污染物排放項目。對現有的高投入、高耗能、高污染的落后產能項目，進行改造升級或轉產關停。

2.加強工業企業監管。對流域內鄉鎮以上工業園區、開發園區、科技園區內的企業，加大監督執法力度，監督污水達標排放。對污水超標排放的企業依法查處并限期治理。開展環保專項行動，杜絕水環境安全隱患，防范突發性水環境事件的發生，確保監管的經常性和有效性。

3.有序推進垃圾治理。建立農村地區保潔員制度，發揮農村保潔員作用，做好日常環境衛生運行維護工作，實現垃圾戶分類、村收集、鎮運輸、區處理。

4.推動養殖糞污的資源化利用。采用畜禽養殖糞污處置、處理與資源化技術對規模化養殖場糞污進行治理，將養殖糞便資源轉化成有機肥，與農田對接，提升農田生態功能，實現糞污的綜合治理和廢棄物資源化利用。

5.加快推進農業面源污染治理。建立流域農業面源污染控制體系和管理機制，減少化肥、農藥對水體的污染。推廣應用病蟲源頭控制、無公害物理防治害蟲、田間雜草無害防治、現代化科學用藥、提質減量與土壤培肥、畜禽與菜田廢棄物循環利用、投入品質量監測與控制等農業面源污染控制技術。

（三）加強生態治理、優化水資源配置是實現流域生態系統健康和水資源高效利用的有力手段

從水生態保護和水資源優化配置出發，將流域水系治理與水資源高效利用、營造優美水環境、防汛安全、休閑娛樂、產業發展相結合，沿河建設“休閑觀光帶”和“綠色產業帶”，實現流域生態系統健康和水資源高效利用。

1.開展河道生態治理。全面截污治污，實施生態護岸，水陸交錯帶種植挺水、浮水或沉水植物；有針對性地恢復水生動物，凈化水質；采取措施促進水體流動，改善河流水質，預防和有效控制河水富營養化，恢復河流健康生命，實現“水清、岸綠、流暢”的目標。

2.建設濱河森林公園和郊野公園。以治水為基礎，對河道兩側進行綠化美化，營造沿河景觀，實現有水有林，水綠相融，提升沿線整體環境品質，服務流域水岸經濟發展。建設郊野公園，發揮植物繁育、生態修復、休閑娛樂等多種功能。

3.優化配置水資源。實施水資源循環利用工程，構建生態水網，改建閘壩等骨干建筑物，實現流域間水資源聯合調配，增強水資源調度和防洪減災能力。

4.生態修復，營造優美水環境。利用沿河的坑塘、砂石坑、老河灣等，建設雨洪利用工程，蓄滯汛期雨洪水，形成景觀水面，構建細水長流、綠蔭滿地、風格迥異的鄉村美景。在庫區、河道及淺灘處建設生態濕地，發揮濕地保持水源、凈化水質、蓄洪防旱、調節氣候和維護生物多樣性等多種功能，實現真正意義上的生態修復。

參考文獻

[1]北京市水務局，北京市水利科學研究所.溫榆河流域水體功能修復關鍵技術研究項目技術報告[R].2010.

[2]北運河流域水系綜合治理協調小組.北運河流域水系綜合治理規劃（2009—2015年）[R].2009.

（責任編輯：文雪峰）