CHINAWATERRESOURCES2019.22基于河流环境生态特征的永定河
流域综合治理与管理
田广宇袁刘湛袁刘
浩袁张晨牧
渊中交水运规划设计院有限公司袁100007袁北京冤
摘要院永定河流域水资源过度开发尧环境承载力差尧污染严重尧河道断流尧生态系统退化尧部分河段防洪能力不足等问题突出袁严重制约京津冀地区经济社会的健康发展遥在分析永定河河流环境生态特征渊即汇集尧输移尧转化尧沉积尧冲刷尧传输尧延长尧流水生态冤和水资源条件的基础上袁遵循系统原则尧目标原则尧有限条件原则尧类型原则尧平衡原则尧生产力控制原则尧递进原则尧自组织与共力修复原则尧规模原则和安全原则袁探讨永定河流域治理模式袁提出了以野三水共治冶为主导思路的永定河流域综合治理建议方案袁旨在实现永定河逐步恢复为野流动的河尧绿色的河尧清洁的河尧安全的河冶遥关键词院永定河曰环境生态特征曰流域综合治理与管理Integrated
management
of
the
Yongding
River
based
on
environmental
flow
and
ecological
characteristics//TianGuangyu,LiuZhan,LiuHao,ZhangChenmu
inenvironmentalcarryingcapacityandseriouspollution,whichhasresultedindryingoftherivercourse,ecosystemdegradationandinsufficientfloodcontrolcapacityinsomeriversections,andexertcertainimpactonthehealthyeconomicandsocialdevelopmentoftheBeijing-Tianjin-Hebeiregion.Accordingtoanalysisofenvironmentalandecologicalcharacteristics
discussionaremadeonthegovernancemodeloftheYongdingRiverBasin,inaccordancewiththeprinciplesofsystem,target,limitedcondition,category,balance,productivitycontrol,progression,self-organizationandjointrestoration,scale,andsafety.ItproposestotakeanintegratedmeasuresforthegovernanceoftheYongdinggraduallyrestoretheYongdingRivertoitsnaturestateof野flowing,green,cleanandsafe冶.andmanagement
(i.e.confluence,migration,transformation,deposition,scouring,
Abstract:TheYongdingRiverBasinhasbeendegradedduetotheover-exploitationofwaterresources,fragile
conveyance,extension,flowingwaterecology)aswellaswaterresourceconditionsoftheYongdingRiver,
RiverBasin,byfocusingontreatmentofwaterpollutionandconservingecologyandresources,aimingtoKeywords:theYongdingRiver;environmentalandecologicalcharacteristics;integratedriverbasingovernance中图分类号院X171.4+TV85
文献标识码院B
文章编号院1000-1123渊2019冤22-0042-03
生态系统袁具有多元目标性特点遥在合理开发水资源的同时袁需注重污染防治袁保护水质袁恢复健康的水生态系统袁坚持开发与保护并重遥流域综合治理及管理需要协调上下游尧干支流尧不同行政区之间的经济发展袁促进区域经济协调发展曰不同区域尧不同群体尧不同产业通过流域为纽带袁被联系成为一个整体遥因此袁流域综合治理及管理的最终目标是实现人与自然和谐共处尧促进野生态尧生产尧生活冶协调发展袁实现区域经济社会协同的可持续发一尧概述
流域生态系统是人类生存发展所依存的自然界中最重要的生态系统之一袁为流域地区经济社会健康尧持续和协调发展提供资源和生态保障遥针对我国众多流域水资源短缺尧水环境污染严重和水生态系统受损状况袁国家相继出台叶水污染防治行动计划曳渊即野水十条冶冤尧叶土壤污染防治行动计划曳环境综合治理建设规划曳等政策法规袁
收稿日期院2019-10-18
作者简介院田广宇袁总经理助理袁工程师遥
党的十九大又将生态文明建设提升至千年大计袁中央政府已将流域综合治理提升到国家战略高度遥
流域以河流为主线袁是由分水线围括而成的完整尧独立尧整体性极强的自然区域袁范围涉及河流上下游尧两岸和汇水区域遥流域界限不同于传统行政区域划分袁不同行政区划施政尧施策的差异和跨行政区划协调难袁往往导致流域治理与管理难以成合力遥流域环境的综合治理与管理作用于由水域尧自然尧经济和社会组成的流域复合渊即野土十条冶冤尧叶野十三五冶重点流域水水42
展遥流域综合治理是一项复杂的系统工程袁不仅涉及水环境袁还与水生态尧水经济尧水文化袁乃至水景观尧水安全等相互关联袁需要综合运用行政尧法律和经济等多种手段进行治理遥
永定河是首都北京的母亲河遥永定河流域地跨5省渊自治区尧直辖市冤51张家个口市尧尧县山西大同和内蒙古一尧区袁涉及北京尧天津尧河北些地区袁是京津冀区域重要水源涵养区尧生态屏障和生态廊道遥目前存在水资源过度开发尧环境承载力差尧污染严重尧河道断流尧生态系统退化尧部分河段防洪能力不足等突出问题袁严重制约京津冀地区经济社会的健康发展遥作为首都北京的母亲河袁恢复永定河碧波荡漾的生机袁让永定河再现清水长流尧绿树连绵尧山水相融的自然美景袁一直是沿岸人民的美好期盼遥对永定河流域的综合治理与管理袁是我国首例跨省级行政区域实行全流域协同治理项目袁对京津冀晋内蒙地区协同发展尧创新和完善永定河流域协同治理机制具有重要意义遥
二尧永定河流域现状问题
永定河上游有桑干河尧洋河两大支流袁于河北省张家口怀来县朱官屯汇合后称永定河袁在官厅水库纳妫水河袁经官厅山峡于三家店进入平原遥三家店以下袁两岸均靠堤防约束袁卢沟桥至梁各庄段为地上河袁梁各庄以下进入永定河泛区遥永定河泛区下口屈家店以下为永定新河袁在大张庄以下纳龙凤河尧金钟河尧潮白新河和蓟运河袁于北塘入海遥永定河流域总面积达4.70万km2河流域总面积的14.7%遥近年袁受袁占自海然因素和人为因素影响袁永定河流域经济社会的快速发展与环境承载力不协调袁生态环境不断恶化袁主要原因有院
1.水资源禀赋差，
超载严重近年袁受气候和下垫面变化影响袁永定河可利用水资源量呈明显衰减趋势袁地表水开发利用率已经远超国际公认的40%合理开发红线袁部分城市地区地下水超采严重袁高达21.4亿m3种植结遥构上游农不合理业生产袁农业用用水水方占式比粗高放达袁66%业结袁构亟袁须压减提高农农业业用用水量水效遥
率袁调整农2.水环境承载能力低，污染严重永定河京津冀晋内蒙5省渊自治区尧直辖市冤现状水功能区的主要污染物COD尧氨氮年均入河量分别超过纳污能力的1.5倍尧7.6倍袁41个水功能区中只有11个水质达标袁达标率仅26.8%袁水质为吁类和劣吁类的河长达52%以上遥其中袁桑干河尧洋河部分支流水污染严重袁官厅水库受到污染袁结构和功能受损遥据分析袁由于永定河的入河污染物袁特别是入河的面源污染缺乏有效控制袁点源污染监控亦不够袁永定河大部分河段常年超纳污能力排放袁水质长期处于恶化状态遥
3.生态空间不足，
功能退化目前袁永定河生态系统结构受损袁上游水源涵养能力差袁水土流失依然严重袁仍有1.5万km2需要治理曰森林覆盖率20.8%袁未达到全国平均水平21.63%袁且地区间差异较大袁津冀两省渊直辖市冤均低于20%袁水源涵养能力未能得到稳定发挥曰森林质量不高袁且局部存在部分退化林袁森林生态效益未能充分发挥曰流域内河湖尧湿地率仅2%袁与全国平均水平的5.6%相比有较大差距遥同时生态用水被大量挤占袁下游平原河道1996年后完全断流袁平均干涸长度140km袁局部河段河床沙化袁地下水水位下降袁地面沉降遥2000年后河口入海水量锐减袁较多年平均减少了97.5%遥永定河流域生态空间不足或生态空间管理失据尧失控袁急切地呼唤贯彻野绿水青山就是金山银山冶的环境生态治理理念袁以实现生态空间结构优化的目标和策略遥
4.部分河段防洪能力不足，隐患犹存
永定河是全国四大重点防洪江河之一袁其中永定河左堤是保卫北京防洪安全的西部防线袁防洪任务十分重交流与探讨
2019.22中国水利大遥多年来袁按照野上蓄尧中疏尧下排尧适当地滞冶的海河流域防洪治理方针袁国家对永定河进行了多次整治袁流域防洪工程体系初步形成袁防洪标准基本达到百年一遇袁但部分河段仍然存在防洪隐患袁如山区河道堤防险工险段和主槽淤积袁行洪能力降低曰平原区部分河段堤防超高不足袁超标准洪水通道受阻曰永定河泛区安全设施不健全袁周边洪水灾害风险较大袁同时流域部分河道采砂影响河势稳定等遥此外袁永定河已多年未发生大洪水袁现有防洪工程缺少洪水检验袁防洪风险依然存在遥
5.区域协同管理能力薄弱，亟待加强
目前袁永定河管理以行政区域为主袁但存在标准不统一尧发展不协调问题遥现有水资源利用尧保护等方面的合作多以一事一议为主袁尚未建立跨区域跨行业的议事协调机构袁缺乏健全的流域生态环境保护协作机制尧涉水联合执法机制和水生态补偿机制遥流域水量尧水质尧水生态尧森林尧湿地监测站点虽有布设袁但各自为政袁部分监测内容重复建设袁缺乏区域一体化的水生态环境监测信息共享平台和生态环境监测预警机制遥
三尧环境生态特征分析
从环境生态角度看袁永定河既有河流通常具备的自然属性袁又有其本身非同一般的特征遥掌握自然法则尧社会法则和人们的美学法则解析永定河的环境生态属性袁是系统尧综合治理永定河流域的必由之路遥
从河流流域系统的汇集尧输移尧转化尧沉积尧冲刷尧传输尧延长和流水生态8个方面看袁永定河以水为载体袁从其流域4.7万km2范围汇集21.02亿m3水及其容纳的物质袁从海拔2736m的管涔山向前输移袁承接桑干河和洋河后袁从官厅水库起穿越八达岭山地形成官厅山峡袁至三家店流入华北平原袁于北塘奔流入海袁将水中溶解的尧不溶解的袁生物的尧非生43水
交流与探讨
CHINAWATERRESOURCES2019.22物的物质注入渤海曰其间袁不同形态的水流渊流态冤和发生在水体尧水气界面尧泥水界面的各种相互作用袁通过氧化还原反应尧生物化学反应驱动物质的转化曰由于重力作用的变化和物质比重的差别袁部分物质沿程沉积下来袁或形成淤积袁或抬高河床曰携带能量的河流沿程对河岸产生冲刷渊切割冤作用袁由于水流和科里奥利力的同时作用袁冲刷作用可能十分强大袁致使永定河岸线在历史长河中有非常显著的变动曰永定河水作为载体为上下游的生物提供传播通道袁而裹挟泥沙的河水到达河口后袁流速遽然下降袁盐度急剧上升袁不可避免地形成河口湿地袁延长河流曰整个系统在相对稳定的状态下以独特的流水生态形式经年累月地运行着遥因此对永定河的治理和管理必然需要将其水环境治理尧水生态修复和水资源保护紧密地结合起来袁并以此支撑水经济的可持续发展和水文化建设遥
四尧综合治理与管理策略
依据永定河上述环境生态特征和水资源条件袁从流域治理的系统性尧综合性出发袁需要按照如下10个原则来决定工程治理与管理的总体布局尧控制策略和实施方案袁即系统原则尧目标原则尧有限条件原则尧类型原则尧平衡原则尧生产力控制原则尧递进原则尧自组织与共力修复原则尧规模原则和安全原则遥在此基础上提出了以野三水共治冶为主导目标的永定河流域综合治理建议方案遥
结合叶永定河综合治理与生态修复总体方案曳的野水源涵养区尧平原城市段尧平原郊野段和滨海段冶4分区段治理划分袁首先基于3S技术袁通过研究区域背景调查与分析袁识别结构断点渊封闭度尧高程尧蜿蜒度尧水利工程尧水系交汇点等冤袁确定各治理区段河流类型曰进而从不同河流类型结构特征出发袁完成对不同河流类型具有的功能潜力的定性研判曰最后依据河流类型整体功能状况评估结果袁分别从水44
河流行为特征尧主要人类活动尧河流功能状况等方面对永定河流域各治理区段提出针对性措施遥
永定河流域水源涵养区位于流域上游袁主要以山区为主袁是重要产水汇流区域袁面积达4.51万km2流域面积的95.8%遥区域经济结袁占构总以农业为主袁兼有采矿及加工尧畜禽养殖林果业种植等袁也是水土流失严重尧面源污染相对突出的区域遥永定河在该区域河流类型众多袁以渠道化河流尧无限制弯曲沙床河流尧无限制低中蜿蜒细粒河床河流尧无限制游荡沙床河流尧无限制弯曲砾石河床河流为主遥平原城市段渊三家店要梁各庄冤贯穿北京西部区域袁在游憩尧景观美学尧水文化传承尧教育科研等方面功能突出袁是对河流生态环境要求相对更高的区域遥现状河流类型以渠道化河流为主袁地势较平坦袁紧邻城区河道袁已干涸遥平原郊野段渊梁各庄要屈家店冤现状河流类型以渠道化河流为主袁贯穿永定河泛区袁河道常年干涸沙化袁加上地表裸露尧植被覆盖度低袁成为永定河扬尘扬沙段袁生态系统十分脆弱遥滨海段道化渊屈家河流为店要防主潮袁流经天津闸冤现状河流市中类东型部以袁是渠连接上游河道与渤海的特殊河段袁受上游地区影响袁入海水量锐减遥
永定河流域各类型河段特征尧功能评价及针对性措施主要有道袁河岸尧河床多河流院
淤渠道化被固袁化特袁征基本为顺无直河河岸带袁水流被固化在河道中袁行为能力弱袁仅冲刷河段泥沙袁且农田尧居民点和公路等主要人类活动区域靠近河岸遥该段河流功能总体评价极差袁主要表现为河道稳定袁行洪能力强袁此类河段修复以恢复水流尧清洁水质为主遥应设法补水袁恢复水流位袁维持基流水位袁推行水保措施曰限制两岸排污口袁同时进行生态护岸改造袁开辟以种植本土植物为主的河岸带遥
河谷于对河无限道制基本不弯曲沙床限制河流袁河道袁特宽征浅为呈弯曲状袁河床材料多为粉砂曰流速快慢相间袁有静水区尧凸岸边滩尧河漫滩发育袁河岸稳定性差袁乔尧灌尧杂草覆盖程度较高遥该类河段地势较平坦袁两岸多有农田和居民点曰河流功能总体评价一般袁主要表现为河流基本维持自然状态袁河岸稳定性较差袁河漫滩宽广袁河流栖息地类型多样袁两岸植被覆盖率较高袁水质较好遥此类河段整体修复以提升水文尧行洪尧廊道和栖息地功能为主遥应维持基流水位袁限制取水袁推行水保措施曰两岸限制放牧袁沿河设置栅栏隔离牲畜袁建设本土植物缓冲带和生态护岸袁降低河岸坡度曰沿河河漫滩修建池塘尧湿地袁为生物提供栖息地和净化水质流袁特无征限为河制谷低对河中蜿蜒道基本不细粒河遥
盂限床制河袁河道中低蜿蜒袁宽浅袁流速快慢相间袁
河床材质表层多为粉砂袁底层为砾石袁两岸植被覆盖率高袁地势较平坦袁多有农田和居民点曰河流功能总体评价一般袁主要表现为河流基本维持自然状态袁河岸稳定性稍好袁河漫滩宽广袁两岸植被覆盖率高袁水质较好遥此类河段整体修复以提升水文尧行洪和廊道功能为主遥应维持基流水位袁保持夏季洪水水位袁限制附近居民和牲畜直接取水曰两岸建设本土植物缓冲带袁强化防护林建设袁限制泥沙和农田物质进入曰河漫滩和静水区域修建湿地袁净化水质曰利用抛石尧圆木创建多水流形态河谷对河无限曰利用木桩保护河岸道制无游限荡制沙床袁位于河流遥
榆侧田袁特水征库为下游袁仅水库放水才有水流袁其余时间干涸袁河道尧漫滩宽广袁植被覆盖率高袁多见沼泽和水塘曰河流功能总体评价极差遥此类河段修复以维持水流为主遥应加强上游水库生态调度袁维持基流水位袁禁止灌溉和牲畜取水曰两岸建设防护林袁控制泥沙源袁限制河道摆动曰保护河漫滩袁禁止开发袁沿主河道池塘和沼泽构建净水区袁形成湿地袁净化水质遥
渊下转第46页冤
交流与探讨
CHINAWATERRESOURCES2019.22治理效果遥由流域公司整体负责实施袁责任主体单一袁利益统一袁有利于降低协调工作难度袁彻底破解局部治理带来的野碎片化冶问题遥
四是创新跨流域治理机制的重要探索遥在不改变永定河现有管理体制的基础上袁创新优化治理机制遥通过市场化机制袁打造产权明晰尧协同互助尧合作共赢的区域协作新型平台遥最终形成野流域机构负责规划和调控袁地方政府负责执法和监督袁流域公司负责建设和管护冶袁相互制约尧各自独立的流域治理新机制袁有利于激发沿线省市政府的积极性袁同时积累经验袁逐步向全国推广遥
永定河流域公司按照野政企分开尧产权明晰尧市场运作尧独立核算冶的原则组建袁商当地省市政府以行政区划为单元袁组建若干地区分公司袁形成野1+N冶流域投资和管理的现代化公司体系遥初期加快实施永定河综合治理和生态修复总体方案袁远期逐步承担全流域治理的主体责任遥
偿运行维护资金遥确保永定河综合治理和生态修复成果持续发挥袁需要持续稳定的养护投入机制遥考虑到通过河道生态用水和河道自然条件实现地下水源的回补和涵养袁逐步恢复沿线地下水库袁实现地下水的修复和储备袁把当前生态用水转化为未来城市供水水源袁既改善了河道生态环境袁又储备了战略资源遥沿线的省市可以从水资源费中划出一定比例的资金用于流域公司养护费用遥在不新增沿线政府财政支出压力的前提下袁彻底解决流域管理维护费用来源问题遥
四是探索建立统一产权制度和综合经营机制遥流域公司在保障生态资产保值和生态尧防洪安全的基础上袁可在总体规划及法律法规的指导下袁实施生态资源的综合经营和开发袁发展绿色生态经济袁把绿水青山变成金山银山遥实现流域治理带动沿线生态资源开发袁生态资源开发反哺流域治理的良性局面袁解决流域公司的长远发展问题遥
定河综合治理与生态修复的大背景下袁针对永定河流域及北京段在山水林田湖草生态系统建设与运维方面的科技需求袁科技永定河重点开展以下3个方面研究工作院一是围绕水质水量保障袁建立战略储备体系的科技需求袁开展水资源调度储备及水质保障关键技术与示范研究遥二是围绕生态系统构建袁打造绿色生态走廊的科技需求袁开展永定河绿色生态发展带构建技术与示范研究遥三是围绕运维管护技术袁构建长效运维机制的科技需求袁开展生态系统工程长效运管技术及体制机制研究遥
通过科技永定河重大研究课题的实施袁提高科技治理水平袁支撑永定河综合治理与生态修复工程落地遥项目由永定河流域投资有限公司统筹袁中咨海外咨询有限公司进行全过程尧全生命周期管理袁实现科研项目指导工程设计建设及后期运维的无缝衔接袁构建以企业为主体袁服务永定河流域尧面向京津冀区域尧辐射全国的流域综合治理技术实证评估尧转化交易平台袁初步形成野产学研冶深度融合尧基础设施和服务体系完备尧资源配置高效尧成果转化顺畅的绿色技术创新体系遥通过召开永定河国际论坛袁推广永定河流域治理模式遥
*总书记曾说野生态治理袁道阻且长袁行则将至遥冶永定河的综合治理要持之以恒袁通过共同努力袁恢复人与自然和谐的生态之河袁再现古代长河神韵袁展现中华民族古老文化遥
姻
责任编辑张瑜洪参考文献院
2.在政策机制方面进行大胆创新一是授权流域公司为项目投资建设主体袁解决了流域公司融资资格和融资能力问题袁实现了流域治理项目采用40%资本金尧60%融资方式进行建设遥
二是利用沿线土地开发提高流域公司收益水平遥永定河新一轮治理将极大改善沿线生态环境袁提升沿线土地价值遥充分利用土地升值收益解决流域公司融资本息的偿还问题袁按照野一地一策冶原则实现资金平衡遥
三是利用水资源费部分收入补渊上接第44页冤
三尧实施科技永定河
永定河流域存在问题错综复杂袁治理跨多个行政区尧多个领域尧多个管理部门等问题袁需要跨学科集成创新治理模式和建设管理体制机制遥永定河是我国北方河流的典型代表袁开展重大科技课题研究可为新一轮的永定河综合治理与生态修复工作提供新理念尧新方法尧新手段支撑袁提高科技治理水平袁打造全国乃至世界流域综合治理及生态修复的样板遥
在落实京津冀协同发展袁开展永样袁有水生植物袁河床地貌丰富袁河岸带植被覆盖率高袁水文尧地貌尧廊道和栖息地功能潜力较高袁后期修复以此为主遥应维持基流水位袁禁止灌溉和牲畜取水曰修建防护林袁控制泥沙源曰实行退耕还河袁拓宽河岸带袁构建乔尧灌尧草本土植物层次结构的缓冲带尧隔离带袁限制农田面源污染入河遥姻
征为河谷对河道无限制袁河道弯曲宽浅袁流速快慢相间袁河床底质为砾石袁河道边芦苇等植物茂盛袁两岸植被覆盖率高袁地势平坦袁多为耕地和居民点遥河流功能总体评价一般袁主要表现为河岸保持自然形态袁水流形态多虞无限制弯曲砾石河床河流袁特[1]田蕴慧.浅析中国的流域治理[J].管理观察袁2016渊1冤.
[2]陈瑞莲袁等.中国流域治理研究报告[M].上海院上海人民出社袁2011.
[3]韦原原.清潩河流域水环境基础信息系统设计与实现[D].郑州院郑州大学袁2016.
责任编辑张瑜洪水46
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