滦河流域水生态修复配置模式分析

2020-10-21吴竞

广西水利水电 2020年5期

吴竞

（河北省水利水电勘测设计研究院，天津 300250）

1 流域概况

滦河流域位于华北平原的东北部，地势北高南低，以高原、山地、平原为主。流域长435 km，总面积44 750 km2，分属内蒙古自治区、河北省和辽宁省。其中河北省境内流域面积36 220 km2（占流域总面积的80%），涉及承德、唐山、秦皇岛和张家口4市。滦河流域水资源丰沛，是我国北方流量较大，常年有水的河流之一。为沿线的工农业生产、居民生活用水提供了可靠水源。

滦河流域受季风气候影响，降水时空分布不均，年际变化大，年内降水主要集中在汛期6～9月。自20世纪70年代以来，滦河流域内森林砍伐过快，植被覆盖率下降，使得径流年内集中程度更高。随着区域内经济发展，水资源开发利用程度不断提高，向天津市、唐山市、秦皇岛市供水量不断增加，流域内水资源供需矛盾初步显现，生态环境呈现恶化趋势。

2 滦河流域的水环境问题

近年来，滦河流域水资源总量呈衰减趋势，区域性水资源供需矛盾突出。随着生活、生产用水量的提升，生态用水被不断挤占，废污水排放量也相应增加，原本有限的水资源受到污染，使本来就较为脆弱的水生态系统呈现恶化趋势。滦河干流沿岸的造纸厂、工矿企业排污比重较大，加之流域内化肥、农药大量使用，导致滦河下游水质降低，河口发生海水污染事件，滦河水资源污染日益加重。滦河下游和近海海域的环境污染对养殖业、种植和海洋捕捞等都造成很大损失。

（1）大量排放污水是水环境恶化的主要原因。随着经济快速发展及用水量增大，排入滦河的废污水量不断增加，面源污染和点源污染并存，其中COD和氨氮的面源污染产生量均为点源污染的3～4倍。近30年来，滦河流域连续干旱年份比重增加，水体纳污能力降低，2018年河道Ⅳ、Ⅴ类及劣Ⅴ类水质河段占22.3%，虽优于海河水系其他流域，但仍应引起高度关注。点源污染以小造纸厂、矿山排水为主，近年来已逐渐被纳入污染治理的重点关注领域。

（2）河道径流减少是加剧河道污染的原因。滦河干流自20 世纪80 年代建成潘家口、大黑汀两大水库以来，通过引滦入津、引滦入唐工程向天津市、唐山市城市供水，设计供水量分别为10亿m3和3亿m3，实际平均引水量在7亿m3左右。滦河支流青龙河桃林口水库建成后，通过引青济秦工程向秦皇岛市设计供水量为0.75 亿m3，实际年供水量约0.5 亿m3。滦河下游河道非汛期径流主要是滦下灌区引水输水量，年用水量4 亿～5 亿m3。相对于20 世纪80 年代以前的滦河径流量，径流衰减75%～80%，河道自净能力大幅降低。

（3）缺乏水资源统筹调控是水环境恶化的原因之一。目前，滦河流域还缺乏宏观的、统一的水资源保护管控体制，水利部门与其他部门对水环境管理不协调，无法在流域范围内统一实施水资源调配和管制，水污染不能有效遏制。所以，为实现水资源可持续利用，需要进行系统分析，满足基本的生态环境需求，采用新的水资源管控手段，使生态环境损害降至最低。

3 水生态系统的演变和现状

随着社会、经济快速发展，滦河流域大规模的水资源开发利用使水生态环境恶化。总体上看，20世纪80 年代是水生态从良好状态趋于恶化的转折点。对不同地区、不同生态要素，蜕变时间和程度有所不同，但水资源开发利用程度高、水污染和水土流失是最主要的因素。

3.1 水资源开发利用

20 世纪80 年代以前，流域中上游地区大型开发利用工程较少，水资源消耗主要是流域内居民生活、少量工业和农田灌溉。由于中上游消耗水量少，滦河下游灌区实灌面积在8万hm2以上，灌溉水量约10 亿m3。而如今，由于流域整体性水资源紧缺，滦下灌区地表水实灌面积不断萎缩，2018年仅4万hm2，减少50%，相应引用滦河地表水灌溉水量也减少一半。

滦下灌区其他范围全部改为地下水井灌区，年开采深层地下水3 亿～4 亿m3，使得本来水资源条件较好的滦河下游及冀东沿海地区成为地下水超采区。

3.2 水环境恶化

水环境恶化与流域性水资源衰减和排污量增加密切相关。20 世纪80 年代以前，滦河不存在水质不达标问题，河道径流丰沛，水环境优良。目前，在全部滦河流域57 个水功能区中，处于地表水Ⅴ类、劣Ⅴ类及河干的河段占22%，水功能区达标率为54.5%（不含河干）。主要超标因子包括氨氮、高锰酸盐指数、COD、总磷等。

3.3 水土流失

滦河流域山区水土流失面积2.65 万km2，占山区总面积的55%。其中河北省、内蒙古自治区、辽宁省的占比分别为76%、20%和4%。滦河流域水土流失以水力侵蚀为主，占水土流失面积84.2%。主要发生在冀北山地地区，侵蚀部位为坡耕地和植被覆盖较差的荒山。按侵蚀强度分，轻度、中度、强烈、极强烈侵蚀面积比例分别为53%、49%、2.8%和0.2%。在潘家口水库周边的承德、兴隆和宽城等地有泥石流发生。

在“三北”防护林工程、坝上生态农业工程和21世纪初期首都水资源可持续利用工程的基础上，贯彻“预防为主、保护优先、全面规划、综合治理、因地制宜、突出重点、科学管理、注重效益”的方针。以小流域为单元进行综合治理，采取工程措施与生物措施相结合、人工治理与自然修复相结合的原则，预计到2030 年可治理面积1.97 万km2，占应治理面积的74.3%。

4 水资源保护及生态水资源配置

4.1 水资源保护目标

现状污水年排放量3.5亿t，COD 入河年排放量2.45 万t，氨氮年排放量0.39 万t。到2030 年，COD入河排放量控制为1.4 万t，氨氮排放量0.13 万t，与现状相比削减比例分别为43%和67%。

通过水资源综合保护措施，预计到2030 年，滦河流域水功能区水质达标率达到95%，较现状提高约40 个百分点；地表水饮用水水源地总磷、总氮标准提升至Ⅱ类，较现状水质整体提高一个量级。

4.2 生态水资源配置

滦河干流生态断面分别以白城子、三道河子和滦县水文站为代表。根据生态修复规划目标要求，白城子站生态水量为0.14亿m3，三道河子站生态水量为1.31亿m3，滦县站生态水量为4.21亿m3。根据近年来的来水资料统计，三道河子站丰、平、枯水年均能满足生态需水要求；白城子站和滦县站平水年能满足生态需水要求，但特枯水年不满足生态需水要求。

滦河干流水生态保障重点为大黑汀水库以下河段，河段158 km。通过优化潘家口、大黑汀、桃林口等水库的联合调度，结合滦下灌区用水，提高生态供水保证率，保障滦河下游段的生态用水需求。结合沿线的生态绿化建设，将使滦河下游的水生态条件得到极大改善。

5 结合滦河下游灌区的生态水文过程

5.1 灌区概况

滦河下游灌区位于唐山市南部，范围涉及滦南县、乐亭县、曹妃甸区、海港经济开发区，以水稻灌溉为主，年引水期半年左右。灌区最大控制面积达到11.3万hm2。灌区大部分处于咸水区，浅层淡水资源很少。灌区用水通过输水总干渠供水，干渠全长110 km，设计流量117.4 m3/s，加大流量140 m3/s。灌区自1958 年投入运行以来，到20 世纪80 年代达到灌溉面积峰值。经过1998 年以来的灌区续建配套和节水改造，目前的灌区渠道配套率达95%，渠道完好率达90%，建筑物配套率达95%，建筑物的完好率达到90%以上。