雄安新區水生態環境一體化管理研究

張亞坤,吳澤昆,唐文哲,王忠靜

(清華大學水圈科學與水利工程全國重點實驗室,北京 100084)

設立雄安新區是為打造北京非首都功能疏解集中承載地、深入推進京津冀協同發展做出的一項重大部署,目前,容東片區、高鐵片區等已初具規模[1-3]。隨著雄安新區規劃建設加快推進,水生態環境問題日益凸顯。如何按照“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”的治水思路,管好水、治好水、用好水,構建藍綠交織、清新明亮、水城共融、多組團集約緊湊發展的生態城市,恢復白洋淀生態功能,對雄安新區的可持續發展至關重要[4-5]。雄安新區水生態環境保護是一項復雜的系統工程,水污染治理和生態系統修復與水資源利用和防洪排澇密切相關,需要統籌城市水系、城市建設、水資源高效利用、水生態環境保護、防洪排澇、藍綠空間、淀泊景觀、城鄉供水和水資源再生回用等涉水事務[6-7],對此,需探究水資源一體化管理模式,對雄安新區水資源利用各環節施行統一管理,以提升水資源利用效率,達到水資源供需與生態環境保護的綜合平衡[8-11]。

已有研究大都從單一視角出發,研究水污染治理、生態系統修復或防洪排澇的某一方面,缺乏從水生態環境一體化視角開展整體性、系統性研究,且缺少實證數據的支持。對此,本文提出了雄安新區水生態環境一體化管理機制,即流域與上下游行政區域協同治理,將補水、治污和防洪納入同一體系,并結合調研結果分析了雄安新區水生態環境管理現狀,提出了相應的建議。

1 雄安新區水生態環境一體化管理機制

建立雄安新區水生態環境一體化管理機制,是在流域與區域尺度充分考慮調水、供水、用水、節水、治污、防洪排澇、污水處理、再生水回用之間的相互關系,統一進行城鄉水資源評價、規劃、開發、利用、配置和保護工作,統籌管理水量、水質、水域、水能。雄安新區水生態環境一體化管理機制如圖 1所示。

圖1 雄安新區水生態環境一體化管理機制

構建雄安新區水生態環境一體化管理機制,應統一協調各利益相關方需求,明確各方協同工作與決策機制,通過智慧管理信息平臺實現高效處理水務信息和應對風險,有助于統籌城鄉水資源評價、規劃、開發、利用、配置和保護,統一管理取水、供水、用水、節水、排水、污水處理和再生水回用,促進雄安新區水資源、水環境、水安全、水生態、水文化建設,統籌解決雄安新區各種水問題,以實現水資源優化配置與高效利用、水生態環境優良、水工程高質量建設與運營、水災害防治高效、利益相關方共贏、水務智慧化管理和經濟社會環境可持續發展的目標[12-13]。

雄安新區水生態環境一體化管理還應通過調研解決以下問題:①水生態環境保護管理需求;②水生態環境一體化管理重要性;③水生態環境一體化管理面臨的問題及解決對策。

2 調研方法

本文采用問卷調研與半結構化訪談相結合的混合研究方法,通過問卷調研收集定量數據,通過訪談、資料分析、現場考察等方法收集定性數據。問卷采用Likert 5分量表,結合文獻調研、雄安新區水生態環境管理現狀設計題項,并與行業內專家多次交流討論,不斷優化。調研對象包括來自容城縣(9%)、安新縣(35%)和雄縣(35%)涉水管理部門和水務公司(21%)的管理人員和技術人員,共收集問卷88份,其中有效問卷81份,調研對象從業時間n≤5a為15人,5a30a為3人,平均從業年數為13.6a,水務管理經驗較為豐富。

除問卷調研外,還對調研對象中的32位水務管理和技術專家進行了半結構化訪談,訪談主題包括水污染治理、生態系統修復與水資源利用、防洪排澇、涉水事務利益相關方協調管理等方面,以了解問卷評分的深層次原因以及受訪者對水生態環境一體化管理的相關建議。訪談結果能有效支撐問卷調研結果,確保研究結果的可信度[14]。

3 調研結果分析

3.1 雄安新區水生態環境管理需求

雄安新區水生態環境管理需求得分如表 1所示,其中根據得分將需求重要性分為5個等級:0～1為很不重要,>1～2為不重要,>2～3為一般,>3～4為重要,>4～5為很重要。

由表 1可知,雄安新區水生態環境管理需求得分均值為4.51分,各項得分不低于4.00分,表明需求較強。其中,在利用水務工程保護生態環境、突發環境事件應急響應和地下水污染防治方面有迫切的需求,需通過多源補水、生態系統修復、植樹造林、生物多樣性保護、海綿城市建設[15]、生態環境質量監測和監督評價等多重手段保護生態環境。同時,需建立并實施洪澇災害防治體系,加強風險辨識、風險分析、應急預案編制、應急資源準備、應急處置和整改恢復。此外,需從源頭上對雄安新區水污染進行防治,系統規劃和處理城鄉污水并資源化利用。綜上所述,需建立水生態環境一體化管理模式,達到水資源供需與生態環境保護的綜合平衡。

表1 雄安新區水生態環境管理需求得分

3.2 雄安新區水生態環境一體化管理的構建

3.2.1水生態環境一體化管理的重要性

雄安新區水生態環境一體化管理重要性得分如表 2所示,其中按得分將需求重要性分為5個等級:0～1為很不重要,>1～2為不重要,>2～3為一般,>3～4為重要,>4～5為很重要。

由表 2可知,雄安新區水生態環境一體化管理重要性得分均值為4.43分,各項得分不低于4.00分,表明水生態環境一體化管理非常重要,需建立流域與行政區域相結合的協同治理機制,統籌城鄉水資源評價、規劃、開發、利用、配置和保護,實現取水、供水、用水、節水、排水、污水處理和再生水回用的統一管理。

3.2.2水資源優化配置

2019年雄安新區供水、用水情況如表3、表4所示。未來隨著雄安新區城市人口的不斷增加,城市生活用水會相應增加,農業用水相應減少。如何優化配置外調水、當地地表水、地下水和再生水資源,改善生態環境,達到水資源供需與生態環境保護的綜合平衡至關重要。

2020年雄安新區地下水井類型分布情況見表5。雄安新區地下水井類型主要為農業灌溉井,占比達86.4%,工業服務井和農村生活井分別占比為6.6%和5.2%,并有少量其他類型的地下水井,表明應重視農業取水、用水和灌溉節水工作,控制地下水開采總量,從行政管理和市場機制兩方面促進農業用水效率和效益的提升。相關數據顯示,雄安新區2020年淺層地下水水位平均埋深18.88m,深層地下水水位平均埋深42.75m,分別比2018年回升0.76m和0.56m,表明雄安新區地下水污染防治與保護取得了良好的成效,通過外調水、當地地表水和地下水聯合調度,在實現地下水采補平衡的基礎上,加強了地下水資源的涵養,改善了雄安新區的生態環境。

3.2.3流域尺度水污染治理

2021年6月主要河流斷面水質檢測類別占比如表6所示。2020年1月至2021年6月,白洋淀和白溝引河、大清河、府河、孝義河斷面水質整體上達到或優于Ⅳ類。根據生態環境部通報的監測數據顯示,2022年,白洋淀水質進一步改善,穩定保持在Ⅲ類,淀區8個國控監測點位水質全部達到Ⅲ類及以上標準[16-17]。未來,還需進一步深化白洋淀全流域的水污染治理,建立上下游行政區域相結合的生態環境協調治理機制,統籌管控上下游、地表地下、城市鄉村、企業和居民水務,實現補水、治污、防洪、排澇和城市生態系統一體化管理,以持續改善雄安新區生態環境。

3.2.4防洪排澇與生態環境保護協同管理

2020年1月至2021年6月白洋淀及上下游河流主要斷面水質變化見圖2。根據府河、孝義河、白洋淀、白溝引河和大清河從2020年1月至2021年6月的水質變化顯示,6—9月汛期的水質相對較差,水體污染物在雨季達到峰值,防洪與治污需在流域范圍協同治理。

圖2 白洋淀及上下游河流主要斷面水質變化

4 雄安新區水生態環境一體化管理建議

4.1 水資源優化配置

a.優化配置外調水、當地地表水、地下水和再生水資源,以滿足生態保護和城市生態系統、生活、工業、農業的用水需求。

b.提升污水處理能力及提高再生水利用率,以緩解白洋淀補水和城市生態系統的用水壓力,通過水資源循環利用,改善河湖和城市的生態環境。

c.重視農業取水、用水和灌溉節水工作,包括限制審批新增取用地下水、用水消耗總量和強度雙控、取水精確監測和計量、嚴控高耗水作物、推廣高效節水灌溉技術和推行階梯水價,從行政管理和市場機制兩方面促進農業用水效率和效益的提升。

4.2 流域尺度水污染防治

需建立流域與區域相結合的協同治理機制,嚴控白洋淀入淀河流中上游水污染物排放總量。①對于工業污染,要確保企業嚴格遵守排污標準,取締流域內不達標企業,封堵入河入淀非法排污口。②對于農業污染,在退耕還淀和控制沿淀沿河范圍化肥、農藥使用的同時,應結合雄安新區城市建設規模,相應發展綠色生態農業,種植無公害糧食、蔬菜和水果,并注重生態水利工程建設,以控制農田退水,減少白洋淀及入淀河流水體富營養化,防治農業面源污染;合理布局水產、畜禽養殖區域,嚴控淀內、淀邊和入淀河流沿岸養殖活動,并集中處理畜禽養殖污水,確保達到排放標準。③嚴禁城鄉污水、垃圾直接入淀入河,避免白洋淀景區垃圾和燃油船舶運營所造成的污染,在流域尺度系統規劃污水與固廢資源化利用設施,對城鄉生活污水集中處理并再生回用,兼顧水生態環境保護與水資源高效利用。

4.3 防洪排澇與生態環境保護協同管理

a.防洪與治污協同管理。白洋淀和出入淀河流水體污染物在雨季達到峰值,防洪與治污需在流域范圍內協同治理。通過堤防加高加固、河槽清淤擴挖、生態堤岸與沿河攔蓄工程建設,以及清理河道采砂、采礦、圍墾及侵占水域岸線等措施對白溝河和白溝引河等河道進行治理,提高河道行洪能力,減少水體污染負荷。白溝引河河道與生態堤岸如圖3所示。

圖3 白溝引河河道與生態堤岸

b.防洪與生態環境保護協同管理。建設洼淀蓄滯洪區發揮滯洪、緩洪功能,可以起到涵養水源、清理淀區存量污染物、優化河淀水系、保護生物多樣性、重塑淀區自然風貌、發展生態農業、資源化利用葦草、建設美麗鄉村和實現水城共融的作用。在汛期,通過庫淀聯動、洼淀蓄滯、堤岸防護和行洪河道疏通可以保障雄安新區防洪安全。汛期末期,在防洪措施的基礎上,基于水情精準預報可以實現洪水資源化利用,增加上游水庫和白洋淀蓄水量,統籌配置南水北調水和引黃入冀水,以改善河、淀水動力條件,恢復白洋淀良性生態系統。

c.與治污、排澇協同管理。通過植樹造林、庫區綠化、沿河林帶建設、納污坑塘治理和河口濕地建設等生態治理措施,提升水源涵養能力,削減入淀污染物。通過海綿城市、城市組團間森林斑塊、城邊淀邊濕地和沿河綠色生態廊道建設,形成雄安新區復合生態系統,控制面源污染,增加碳匯,促進雨水滲透補給地下水和雨水資源集蓄利用,提升城市排澇能力。

4.4 全流域環境監測與水務一體化智慧管理

由表2可知,雄安新區生態環境保護數字化、信息化、智能化管理非常重要,應基于全流域自然環境監測數據、水務工程建設與運營數據和雄安新區社會經濟數據進行綜合分析,開展水務一體化智慧管理。按照如圖4所示的雄安新區水務一體化智慧管理平臺,開展全區域自然環境監測,獲取區域地理環境、氣候、河流水文,白洋淀水文、水環境、水生態和土地利用等基礎數據[18],并結合水務工程建設與運營及社會經濟數據進行分析,揭示生態環境—水務工程—社會經濟間的相互影響關系,為流域和區域部門協同推進補水、治污、防洪一體化管理提供運行調度與決策支持。

表2 雄安新區水生態環境一體化管理的重要性得分

表3 2019年雄安新區供水情況

表4 2019年雄安新區用水情況

表5 2020年雄安新區地下水井類型分布情況

表6 2021年6月主要河流斷面水質檢測類別占比 單位:%

圖4 雄安新區水務一體化智慧管理平臺

應運用信息技術對河淀水文、水質,白洋淀水生態環境,水庫,引調水工程,取水工程,供水工程,污水處理設施,防洪排澇工程,生態工程和城鄉社會經濟活動相關數據進行采集、傳輸、存儲和綜合分析,為水質、水生態、用水總量與效率控制以及水務工程調度運行、應急處置提供決策依據,并支持水務相關部門的高效協同工作[19],實現水務一體化管理目標:①江、河、淀、庫、地下水資源優化配置;②取水、供水、用水、節水、排水、污水處理、再生水回用統一高效管理;③水質問題預警及時,污染物跟蹤溯源,水污染治理高效;④水生態系統健康評價全面,生態治理措施得當;⑤防洪排澇與突發環境事件的風險排查、預防措施、應急響應與處置和事后恢復工作得當。

5 結 語

本文構建了雄安新區水生態環境流域與區域相結合的協同治理機制,將補水、治污、防洪排澇和城市生態系統納入一個整體,并通過實地調研全面分析了雄安新區水生態環境管理現狀,提出了相應的建議。雄安新區水生態環境一體化管理應做到:①優化配置外調水,當地地表水、地下水和再生水資源,提升污水處理能力及提高再生水利用率,重視農業取水、用水和灌溉節水工作;②建立流域與區域相結合的協同治理機制,嚴控白洋淀入淀河流中上游水污染物排放總量;③生態環境保護與防洪排澇一體化管理,包括防洪與治污協同管理,防洪與生態保護協同管理,生態治理與治污、排澇協同管理;④建立雄安新區水務一體化智慧管理平臺,進行智慧化水生態環境管理。

本文主要基于雄安新區水生態環境管理進行實證研究,未來可將研究范圍擴大至全國乃至全球范圍,并重視以下相關研究方向:①水生態環境一體化管理組織架構;②補水、治污、防洪和生態保護一體化管理;③水生態環境管理績效評價與激勵機制;④智慧化水生態環境管理平臺建設。