恢复永定河全线通水工作路径分析

贺 巍，万 超，陈运东，姚文良，祁秀娇，陈 驰，朱 建

（永定河流域投资有限公司，100193，北京）

一、背景情况

1.流域概况

永定河流域地跨内蒙古、山西、河北、北京、天津等5省（自治区、直辖市），面积4.7万km2，占海河流域总面积32.06万km2的14.7%。永定河上游有桑干河、洋河两大支流，于河北省怀来县汇合后称永定河，全长759 km，永定河是京津冀区域重要水源涵养区、生态屏障和生态廊道，也是《京津冀协同发展规划纲要》提出的推进海河流域“六河五湖”生态治理与修复的重要河流之一。

2.流域存在的主要问题

永定河流域长期以来面临“水少”“水脏”和生态功能退化等突出问题。一是水资源禀赋差。人均水资源量276 m3，仅为全国的1/10。二是水资源开发利用率高。地表水开发利用率达到89%，远超国际上公认40%的警戒线。三是水环境承载能力低。入河面源污染缺乏有效控制，点源污染监控不够，水功能区达标率仅为26.8%。四是生态功能退化。上游水源涵养能力差，水土流失严重，生态用水被挤占，局部河段河床沙化，地下水水位下降，地面沉降明显。

3.流域综合治理及生态水量调度成效

针对永定河流域长期以来存在的突出问题，为深入贯彻落实习近平生态文明思想，加快推进京津冀协同发展战略，2016年，国家发展改革委、水利部、国家林业局联合印发《永定河综合治理与生态修复总体方案》（以下简称《总体方案》），确定了流域综合治理与生态修复的总体目标、重点任务和实施安排，提出到2025年，基本建成绿色生态河流廊道，将永定河恢复成为“流动的河、绿色的河、清洁的河、安全的河”。

为加快落实《总体方案》中水资源节约保护与生态用水配置任务，保障永定河基本生态环境用水需求，2018年12月水利部海河水利委员会、流域四省（直辖市）水务部门及永定河流域投资有限公司共同签署了《永定河生态用水保障合作协议》，进一步加强流域生态水量统一调度，拓宽水源渠道。

协议签订以来，通过组织开展生态水量调度，永定河通水河段显著增长，断面流量显著增大，通水天数逐年增加，地下水水位普遍回升，水源涵养能力明显增强，有效促进了河道生态系统恢复。特别是2021年秋季，通过统筹官厅水库来水、小红门再生水、引黄水、南水北调中线引江水和北运河等多种水源，聚焦永定河三家店至屈家店断流河段，永定河生态补水顺利牵手永定新河入海，实现永定河865 km河道全线试验性通水，综合治理与生态修复成效日趋显现，永定河绿色生态河流廊道初步形成。

二、恢复全线通水思路分析

根 据 统 计，2019—2021年 上 半年，引黄及上游水库集中输水共向永定河补水7.8亿m3，其中引黄补水量4.8亿m3，水库集中输水3亿m3。官厅水库累计向下游输水7.4亿m3。

经过多年综合治理与生态水量调度，桑干河东榆林水库至官厅水库、洋河友谊水库以下、永定河官厅水库至三家店、永定新河屈家店至防潮闸共700余km河道已基本实现全年有水，但永定河下游部分河段的通水还是短时的。为尽早恢复永定河全线不断流，还需要从补水规律分析、需水量分析、水源条件分析、影响因素及保障机制等方面继续开展研究，分阶段推进，逐步恢复全线不断流，最终实现常态化通水，达到真正的良性循环。

1.补水规律分析

通过连续3年的生态水量调度情况分析，官厅以下河段通水效果好于预期，永定河沿线入渗损失逐渐减小，生态补水通道渐趋稳定，补水条件逐步改善，且水量调度方式对通水河长影响明显。具体有以下几方面特点：

一是大流量集中补水有利于增加一次性通水河长。2020年春季开始尝试大流量集中补水，官厅以下总补水量由2019年的2.2亿m3减少至1.64亿m3（减少26%），但官厅下泄流量由40 m3/s增加至100 m3/s，卢沟桥以下补水流量由13 m3/s增加至40~80 m3/s，官厅以下形成有水河道248 km，较2019年通水河长增加了108 km。

二是河道疏通有利于加快水头推进、减少水量损失。2020年春季补水，经过对京良路上游、房山垃圾堆体两处阻水节点疏挖，卢沟桥开闸泄水至黄良铁路桥，仅用8天时间，比2019年减少44天，下泄水量减少2 500万m3（减少43%）。2021年，通过再次对北京平原南段、廊坊段、武清段进行应急疏挖，打通阻水节点，实现了三家店至屈家店全线试验性通水。

三是入渗水量逐渐减小，补水效果好于预期。2021年全线通水期间，南水北调中线补水水头至固安站和邵七堤站时，累计补水0.3亿m3、0.6亿m3；与2020年春季卢沟桥拦河闸下泄水量至固安站和邵七堤站相比，分别减少0.6亿m3（减少67%）、0.5亿m3（减少55%）。同时，2021年全线通水期间，在未采用脉冲试验补水、平均流量明显减小情况下，水头到达下游断面与2020年春季时间相近。

2.需水量分析

受水源条件限制，永定河卢沟桥至屈家店段河道目前尚未形成全年不断流状态。因此，实现永定河全线通水，需水量包括河道一次槽蓄水量及河道沿程蒸发入渗损失两部分组成。

（1）全年首次通水需水量

一次槽蓄水量。根据3年来的补水数据统计分析，自官厅水库至屈家店河道长268 km，现状条件下，全年首次通水槽蓄水量5 900万m3，其中平原段三家店至卢沟桥槽蓄量1 500万m3、卢沟桥至崔指挥营2 800万m3，泛区段崔指挥营至屈家店1 600万m3。

流量损失计算。根据两年来生态补水监测数据预测分析，现状入渗条件下，依靠官厅水库下泄实现全年首次通水，入渗蒸发流量约32.2 m3/s（折合280万m3/d），其中山峡段官厅水库至三家店流量损失7 m3/s，平原段三家店至卢沟桥、卢沟桥至崔指挥营流量损失分别为10.7 m3/s、12.5 m3/s，泛区段崔指挥营至屈家店流量损失2 m3/s。

首次通水时间及需水量。根据补水数据分析及预测，采用大流量集中补水的方式，全线首次通水历时约28天，其中山峡段官厅水库至三家店历时2天，平原段三家店至卢沟桥历时5天、卢沟桥至金门闸历时6天、金门闸至崔指挥营历时4天，泛区段崔指挥营至屈家店历时11天。

根据分析预测，现状入渗条件下，全年首次通水需水量约1.4亿m3，其中河道一次槽蓄量约5 900万m3，各段河道首次通水蒸发入渗损失约8100万m3。

（2）维持水面需水量

流量损失计算。现状入渗条件下，依靠官厅水库下泄实现全年首次通水，入渗蒸发损失较大。若采用山峡段、平原南段分段补水方式，避开园博湖高渗漏河段，损失流量可降低至18.7 m3/s，其中山峡段官厅水库至三家店流量损失3 m3/s，平原段三家店至卢沟桥流量损失1.2 m3/s、卢沟桥至崔指挥营流量损失12.5 m3/s，泛区段崔指挥营至屈家店流量损失2 m3/s。

维持水面时间及需水量。按全年270天通水考虑，其中首次通水历时约25~30天。首次通水后，维持水面按240~245天计算，维持水面需水量约4亿m3。

（3）全年需水量

根据以上计算，现状入渗情况下，全年需水量约5.4亿m3，其中全年首次通水需水量约1.4亿m3，维持水面需水量约4亿m3。同时，随着生态修复与生态水量调度进展，稳定有水河长逐年增加，未来入渗会逐渐降低。根据估算，未来5年，官厅水库下泄实现全年首次通水，入渗蒸发流量可由32.2 m3/s逐渐降低至约27 m3/s；采用分段维持水面的损失流量可由18.7 m3/s逐渐降低至约15 m3/s。全年需水量可由约5.4亿m3逐渐降低至4亿m3。

3.开展试验性通水

通过查阅沿线工程项目可研报告、相关学术论文，全面总结两年来生态水量调度、水流演进、地下水回补入渗变化规律，建议“十四五”期间，卢沟桥至屈家店段河道可采取每年一次性大流量全线通水+小流量分段维持不断流的试验性通水方式，逐年增加稳定不断流河长，预计到“十四五”末可以实现常态化不断流。

（1）水源条件分析

“十四五”期间，随着永定河沿线水源补给条件的改善，可利用水量将逐渐增加。其中官厅水库以上水库来水可达2亿m3，引黄补水可达1亿m3；官厅水库以下，随着再生水、南水北调水等水源补给的增加，预计到2023年前后，可由现状的3.6亿m3增加至4.6亿~5.6亿m3，与需水量基本持平；预计到2024—2025年前后，水源补给可逐步增加至5亿~6亿m3，满足需水量要求，逐步实现全线全年不断流状态。

（2）通水方案建议

建议“十四五”期间，在摸清地表水、地下水损失规律的基础上，充分利用各类水源条件，不断优化调度方式，推进一次性大流量全线通水+小流量分段维持的试验性通水方案。“以水开路”，逐年增加各断面稳定有水天数，形成稳定生态通道。其中，2021—2022年，全年首次通水至天津屈家店枢纽，并通过永定新河连通入海，维持山峡段全年不断流、维持全线30天不断流；2023年，全年首次通水至屈家店，维持山峡段全年不断流、北京平原段270天不断流；2024—2025年，形成官厅水库以下至屈家店枢纽全年270天不断流，并通过永定新河连通入海。

（3）常态化通水

经过长时间的持续治理，在“十四五”时期末实现全年全线常态化通水的基础上，在“十五五”时期，通过在用水管理、流量控制、工程建设、水权交易等方面的探索，不断增加入海水量，增加生态水量保障能力，真正达到良性循环。

三、影响因素及保障机制

流域修复工作是一项长期艰巨的任务，实现治理目标绝非易事，需要持续努力，久久为功。永定河流域在脆弱的生态环境、严峻的水资源形势下，要实现高质量发展须继续在统筹上做好文章，做好顶层设计，加强统一管理与调度，推进流域治理工程建设，确保永定河的生态流量，逐步实现常年不断流。

1.继续做好科学的顶层设计

在分析成效、总结问题的基础上，结合流域实际情况，开展全面系统评估。对标建设幸福河等要求，进一步优化治理目标、完善治理措施、推动永定河流域绿色发展、高质量发展。

2.实施更严格的生态水量调度

以控制节点生态水量为目标，统筹考虑当地径流、再生水、外调水等多种水源条件，确保生态水量下泄目标，建立“上下协同、分工协作、责任明确、齐抓共管”的生态水量管控责任体系。

3.开展更全面的生态工程建设

继续推进上游农业节水工程，推进用水结构调整；开展沿河取水口监控设施建设；开展水系水网连通建设，瞄准《总体方案》提出的2025年治理目标，补齐短板，提高生态水源补给能力。

4.探索更有效的河道管护手段

全面排查河道“四乱”（乱占、乱采、乱堆、乱建）问题，持续清存量、遏增量；在落实河长制和行政主管职责基础上，探索流域公司受托经营管理流域内有关工程和资产的“河工”职责，建立政府与市场两手发力的河道运营维护长效机制。

四、结论和建议

通过开展永定河生态水量调度，实行全流域协同治理，河流生态功能得到进一步恢复，水生态环境状况得到明显改善，进一步探索了水流演进和河床演变规律，逐步掌握了永定河沿线，尤其是下游官厅山峡段和平原段地下水回补入渗变化规律，对永定河生态治理和常态化生态补水调度有重要的指导意义。

下一步，为加快实现稳定性、常态化通水，继续遵循“以水开路”的工作思路，继续开展试验性生态补水，不断摸索总结水源利用规律、水流冲刷规律、统一调度规律、社会联动规律，指导实践工作，助力“四河”目标早日实现，将永定河打造成为贯穿京津冀晋的绿色生态河流廊道，为其他流域开展一体化治理、推动高质量发展提供参考。