北京市城市河湖水環境現狀分析及治理舉措

何沛洋，張 瑞，張文陽，王思維，王 偉

(北京市城市河湖管理處，北京 100043)

1 概況

北京城市河湖水系包括永定河引水渠、京密引水渠昆玉段、南護城河、北護城河、小月河、東西土城溝、通惠河、二道溝等13條河道以及內城六海、筒子河等20個湖泊，總長110.6km，跨北京的東城、西城、朝陽、豐臺、海淀、石景山、門頭溝7個區。水面面積8.23×106m2，其中供水河道水面面積2.29×106m2，供水湖泊水面面積5.94×106m2。供水河道及湖泊庫容1.933×107m3，其中供水河道庫容5.16×106m3[1]。

2021年，西郊雨洪調蓄工程并入城市河湖管理范圍，該工程位于北京市石景山區、海淀區內，包括位于西五環路東側，阜石路南側的阜石路砂石坑以及位于永引渠南側的西黃村砂石坑。西黃村砂石坑占地面積3.09×104m2，上開口面積2.33×104m2，起始蓄洪水位46.00m，最高滯洪水位62.00m，蓄洪庫容2.0×105m3[2]。工程實施后，北京西部八大處溝流域及北八排溝、瑯璜溝流域2.7×107m2的100a一遇洪水不下泄至中心城區，通過新建的暗涵分洪至砂石坑滯蓄，可確保中心城的防洪安全，構成了北京城市防洪調度體系中“西蓄東排，南北分洪”的分布格局[3]。

2 河湖水體現狀

根據節水優先、空間均衡發展思路，目前北京市城市河湖水源主要包括官廳水庫水源、南水北調水源和再生水水源。由于北京地表水水資源有限，且天然河道蒸發滲透量大，因此下游河道能夠接收到的天然河水來水量有限。根據北京城區內河道功能和補給要求，上游天然河水要優先保障內城六海、紫竹院湖、北護城河等重要區域用水。而南護城河、通惠河、土城溝等河道以再生水補給為主。

2022年1—10月城市河湖水域水源補給量與區域降水量如圖1所示。

圖1 2022年城市河湖水源補給量與降水量

受季風氣候及地形影響，北京降雨時空分布極不均衡，年際變化懸殊，汛期6—9月降雨頻繁，雨洪水量較大。據統計，2022年1—10月北京市累計流域降水量為509.9mm，其中汛期降雨量約占全年80%。北京城市河湖水源補給為官廳水庫水源、南水北調水源及再生水水源，從圖1中可以看出，官廳水庫補給量在水源補給總量中的占比最高，達到了66.7%。5月氣溫逐步升高，水生動植物生長逐漸旺盛，水體質量下降。此時，官廳補水量增大，開展生態補水，有利于城市河湖水體置換，整體改善水體環境，為接下來的汛期不穩定收到水質做好納污緩沖。此外，再生水作為部分河道主要補給水源之一，其水體中的氮、磷含量偏高，存在著水體富營養化的風險[4]。

2.1 河湖水體功能區劃分

根據《北京市地表水功能區劃方案》[5]，城市河湖流域水體水質管理所執行的標準主要為《地表水環境質量標準(GB 3838—2002)》[6]中地表Ⅲ類與Ⅳ類水體的管理標準。具體河流水功能區劃分情況見表1。

表1 河流水功能區劃分

由表1可知，昆玉河與永引渠要求滿足地表水體Ⅲ類標準要求，通惠河下段(高碑店湖以下)要求滿足地表水體Ⅴ類標準要求，其余河段要求滿足地表水體Ⅳ類標準要求。

由于城市河湖部分景觀河道以再生水為主要補給水源，因此水質分析中也參考《城市污水再生利用景觀環境用水水質(GB/T 18921—2019)》[7]中河道景觀用水的標準。

2.2 河湖基礎水質指標特征

2022年4—10月定期對城市河湖的8條河流28個監測點9項指標(水溫、pH、溶解氧、高錳酸鹽指數、化學需氧量、氨氮、總氮、總磷、五日生化需氧量)252個水質數據進行匯總，對河湖水體整體水質進行分析，各理化指標監測方法參考《水和廢水監測分析方法》[8]中標準方法進行測定。河段基礎水質指標特征概況見表2。

由于在地表水資源公報中，河流水體不設TN指標考核，但城市河湖大部分河段為城市緩流水體，所遵循的地表水體標準中有TN的標準限值，因此本研究也對TN指標進行分析。

由表2可以看出，水溫、pH、溶解氧3項指標均已達到地表水體Ⅲ類標準要求，全線無超標。其余指標，均有超標現象。

將4—10月各河段水質監測指標取平均后進行概況分析，由于水溫、pH、溶解氧3項指標均已全部達標，不再詳述。結果如圖2所示。

圖2 河湖各河段指標概況

由圖2可以看出，全線8條河段，高錳酸鉀指數平均值滿足地表水Ⅲ類標準限值。化學需氧量指標通惠河濃度最高，均值達到了Ⅳ類標準限值，土城溝其次。其余各點化學需氧量數據基本穩定在Ⅱ類。五日化學需氧平均值除土城溝出現較大值外，其余各點均滿足地表水體Ⅲ類標準限值，起伏變化不大。氨氮、總磷指標平均值全段數值平穩，濃度變化趨勢不大，滿足地表水體Ⅲ類標準限值。8條河段總氮平均值均超過Ⅲ類、Ⅳ類標準限值，但滿足再生水景觀用水標準限值(總氮≤15mg/L)總氮變化趨勢較為明顯，昆玉河與內城河湖濃度較低，上游昆玉河至下游通惠河，總氮濃度逐漸上升。總氮沿程有逐漸上升趨勢，說明沿岸不斷有污染物匯入，分析主要受雨污水、地表徑流及污水口溢流等原因影響。

再生水補給所帶來的總氮濃度超標。水源水質與受納水體標準不同所帶來的矛盾。在水源水質無法提標的前提下，日常水環境管理的重點在于截留外源污染匯入，消除內源污染，提升水體自凈能力，最大限度消減污染負荷。

3 河湖水體環境影響因素分析

城市河湖突發水環境污染以排水口溢流污染為主。統計2020—2022年城市河湖突發水環境事件發生情況，水環境污染事件在汛期發生次數較多，如圖3所示。

圖3 2020—2022年北京城市河湖突發水環境事件統計

進入汛期，隨著降水增加，由降水帶來的排水口溢流污染以及地表徑流、雨洪水裹挾帶入河道的污染物增加，導致水環境問題高發。因此，降雨所導致的雨污水入河是導致城市河湖水環境問題增多的主要原因。

根據城市河湖流域范圍內雨量站統計數據可知2022年度流域內各月累計降水量。結合本年度各月水質應急次數，及應急事件分類，可進行關聯性分析，如圖4所示。

圖4 降水量與水質應急關聯性分析

6—9月降雨量激增，且最高降雨量出現在主汛期(7—8月)，汛期過后，降雨逐漸減少。經過分析2022年各河道水環境污染事件的發生頻次，基本與月降雨量大趨勢相同，并且出現水環境問題相對較多的河道以阜石路砂石坑、永引渠、南、北護城河、通惠河及小月河這些主要行洪河道為主。分析水污染發生的問題類型，雨污水合流造成的溢流污染導致的水環境問題占比最高，達60%以上；藻顆粒聚集問題大多出現在阜石路砂石坑，該水域水體流速較緩，降雨后雨污水通過管線匯入湖區，造成水體富營養化問題，出現藻顆粒聚集甚至暴發水華現象[9]。溢流污染不僅僅在短時間之內影響河湖健康水體，造成水體混濁、異味等問題，攜帶的管道內沉積物還會沉入河底造成局部水域的淤積，形成內源污染，在一定的條件下還會造成底泥上翻、水體黑臭等問題，嚴重破壞河湖水生態系統[10]。

目前，有循證醫學證據的抗血小板藥物主要包括三大類：阿司匹林、二磷酸腺苷(ADP)受體拮抗劑、靜脈血小板膜糖蛋白GP Ⅱb/Ⅲa拮抗劑。

4 治理舉措

針對北京城市河道目前水環境現狀及存在的問題，采用工程及管理措施并行的綜合治理思路。具體為：水資源的優化利用，合理分配生態用水；持續加強外源污染治理力度，截留污水入河，河道內凈水流動，提升河道自凈能力；以內源污染控制和處置為抓手，全面推進城市河湖生態修復，恢復水體生態功能，提升水生生物多樣性，建成清潔生態廊道[11]。強化應急管理，以問題為導向，針對降雨、突發事件導致的局部水污染問題，在受損水域投加微生物制劑，達到及時、高效消除水污染問題的目標。

4.1 “脈沖式調水”，加速水體置換

根據城市河湖輸供水現狀，充分利用上游補水，進行水體置換及生態補水。通過水資源調度，綜合利用永引渠的玉淵潭進口閘、玉淵潭船閘、二熱閘，南護城河的龍潭閘，通惠河上的高碑店閘開展脈沖式調水。利用閘壩抬高區間水位，人工調控下泄流量，以此形成對河道水體的沖擊擾動，加快污染物的擴散，提高水體自凈能力。

4.2 截留外源污染

隨著城市規模不斷擴大，排水管網系統越來越復雜，污水溢流、垃圾入河始終是威脅河湖水環境的一個突出問題。排水口溢流污染突發水環境事件時有發生，為有效解決污水口溢流入河問題，充分利用河長制工作機制，開展截污治污，將“岸上”污水有效截留，及時對雨水管線、雨水篦子、排水邊溝進行全面排查，重要河道入河口加裝攔污索，減少雨污管線入河沖刷出的垃圾量，有效控制外源污染，保障汛期城市河道的安全整潔。

4.3 控制內源污染

定期對河道開展底泥淤積監測并建立臺賬，對南護城河、通惠河等淤泥嚴重的河道實施底泥疏浚工程，清除河底淤泥，消減有機物、氮磷元素的釋放，有效控制水體內源污染。優化景觀水體功能，保障河道安全。

4.4 局部水域原位修復

根據多年管理實踐，局部水域投加微生物制劑可以有效緩解水體渾濁、異味等水質問題。微生物制劑是利用微生物制藥工程技術，將能對污染物起降解作用的微生物分離、提純、培養，并制備成活性的微生物制劑[12]。微生物制劑技術就是向污染水體中投加活性微生物制劑，人為增加水體有益菌濃度，促進微生物降解、消化污染物的能力[13]。投加微生物制劑可有效處置突發水環境問題，快速恢復水體感官效果，對于維護城市河湖優美水環境具有重要作用。

5 結語

2022年北京城市河湖水源補給穩定，水體流動性較強，整體水質較好，基本可以滿足各區域水功能區劃要求，但作為為市民提供親水空間的景觀河道，持續提升城市河道水環境質量仍是今后的重點工作，尤其是針對河流生境較差、自凈能力有限的“三面光”河道，還應因地制宜，開展適合城市河道的水生態修復工程，增加生物多樣性，逐步恢復河湖水體生態；在管理上堅持以人為本，建立基層水管部門與市民聯動機制，兼顧市民親水需要，擴展濱水游玩空間，加強濱河路環境整治力度，優化河道兩岸景觀設計，既要水清，也要岸綠，構建人水和諧的生態格局，推動生態文明建設，提升市民親水滿意度。最大程度發揮城市河道社會及生態效益。