北京城区小月河河道水环境提升探讨

吴昊，马晴

（北京市城市河湖管理处，北京 100089）

随着近年来北京城市发展战略的实施，城市功能得到了规划与疏解[1]，随之而来的是人们对河道水环境要求的日益提高。小月河河道功能也从防洪度汛为主，向防汛与水环境并重转变。在汛期，防汛工作需要的低水位运行与日常维持水环境所需的景观水位，是相对矛盾的存在。因此，在汛期尤其是在降雨后，河道水环境的改善工作就变得复杂且具有讨论和研究的意义。

1 河道现状

1.1 河道基本情况

小月河自祁家豁子闸至入清河暗沟口止，全长6.3 km，设计洪水位41.551～43.260 m，设计河底高程38.630～40.460 m，最高蓄水位41.472 m，设计边坡1∶2，堤防工程级别为3级，河道按10 a一遇防洪标准设计。学清闸位于学清暗沟入口上游（桩号9+300）处，该闸共有3孔4 m×2.8 m平板钢闸门，设计水位41.472 m，闸底板高程38.672 m，设计流量62 m3/s。学清闸平时小开度穿流，维持景观水位，汛期降低水位泄洪。2007年，在小月河河道左岸修建中水管线，并在清华东路桥下游及科荟桥上游修建2个出水口，其中清华东路桥下游出水口有计量设施，于2008年4月开始为小月河补水，出水口直径300 mm，最大流量0.21 m3/s。小月河及土城沟河道平面，如图1所示。

图1 小月河及土城沟河道平面

1.2 河道现存问题

1.2.1 水源补充略显不足

西土城沟为祁家豁子闸及小月河上游河道，日常来水量约为0.77 m3/s。小月河河道日常通过祁家豁子闸供水约0.45 m3/s，由于水流调配上的工作安排，小月河中水口长年处于关闭状态。2021年，学清闸汛期维持日常景观水位40.80 m，按表1中《小月河河道水位库容关系表》查得该水位库容量为7.29万m3，按上述数据估算小月河日常穿流使河道水体整体置换约需不到2 d时间。在汛期有较大降雨时，由于河道防洪标准较低，导致降雨期间水位上涨迅速。祁家豁子闸上游至小月河全线为保障防汛安全，需根据降雨预报及暴雨预警情况提前泄空河道，并在降雨过程中全力泄洪。在降雨过程接近尾声时，需密切观察水体质量，待水质好转时祁家豁子闸及学清闸将进行闭闸操作拦蓄尾水，逐渐恢复河道景观水位。此时因祁家豁子闸上游河道也需要恢复景观水位，故无法及时向小月河供水，使得小月河恢复景观水位并进行水体置换变得更加困难，这也导致河道水体内部分污染物堆积发酵，从而产生水体异味加剧污染状况恶化。

表1 小月河水位库容关系

1.2.2 降雨过程中存在的污染现象

北京城区的降水主要集中在每年汛期的6—9月。首先是降雨过程中雨水裹挟了空气中的污染物质[2]，在地表径流环节又携带了地表的污染物，流入河道时对入河管道产生一定程度冲刷，导致大量垃圾等污染物大面积漂浮在河面上，此问题尤其在入汛初期更为严重。而在进入汛期以前，为减少汛期降雨对城区路面排水造成压力[3]，市政排水单位会将河道内排水管道中的翻板闸打开，因此在有较强降雨时，排水管道内水位升高，污水将随雨水一起排放到河道中造成一定污染，在降雨结束后较长时间内依然持续有污水入河现象。

1.2.3 河道淤积造成污染

水体底泥污染是全球范围内的一个重要环境问题，河底污染物质主要通过大气沉降、污水入河、雨水冲刷等方式进入水体，最后沉积到河道底泥当中并逐渐集中起来形成河道淤积[4]。小月河在日常维持景观水位期间，河道水体维持穿流作业。穿流过程中，水流较小、水体流速较慢，对河底形成淤积起到推波助澜的作用。尤其是汛期的6—9月，日常温度较高，河底淤积中有机物受高温影响迅速分解，使水体富营养化加剧[5]，导致水体散发出恶臭气味影响周边环境。同时，水体富营养化使水华大面积发生，而水华导致水中营养物质匮乏并大量消耗水中氧气，最终导致水中生物大量死亡，使水环境急剧恶化、形成恶性循环。

2 应对办法

2.1 科学调度

当汛期接到预报有大雨来临时，小月河为保证安全度汛需要泄空河道。大雨过后，若河道内水质较为恶劣，应在雨后继续下泄部分污染水体，待水质有所好转时进行拦蓄尾水操作。在蓄水过程中，如果水质再度恶化，将放缓恢复水位速度，做到边恢复水位边穿流，以确保河道内水体质量。如果在雨后水质长时间较差或周边居民对水体污染情况反应强烈时，将利用小月河河道内中水管线进行补水作业，加大河道局部高质量水源补充，提高水体质量恢复速度，缓解水环境压力。

2.2 应急处置

2.2.1 水面漂浮物、垃圾等污染物

入汛初期降雨带来的水体污染，以水面漂浮的固态垃圾为主，针对此类污染应首先在入河管道出水口附近安装拦污装置，对入河污染物进行初步物理拦阻，其次在河道中安装拦网，对水面漂浮物质进行二次物理拦截，同时安排工作人员及时对水面漂浮物及拦网内污物进行人工打捞。

2.2.2 水面油污、水华等污染物

应对突发大面积水华及河道出水口排污等水体污染事件，首先对污染源进行初步判断，对不同种类的污染源进行相应的制剂泼洒[6]，并加大河道水体穿流速度，尽快置换污染水体及时恢复水环境。使用制剂泼洒方法应对水体污染事件，优点是能快速见效、对局部污染处理效果好，但存在一定局限性。当河道发生大面积污染时，制剂不能覆盖全局，而平时河道维持小开度穿流，水体置换慢，使得制剂残留物易对水体造成二次污染。当汛期有较大降雨需大开度泄洪时，制剂会随水流快速下泄，使得此方法无法起到有效作用。

2.3 水生态治理

目前，为缓解河道水体富营养化程度，恢复水体自净能力，首先，采用定期清理河底淤积的办法，以达到减少磷、氮等化学成分堆积的目的。其次，对土城沟及小月河河道架设了河底增氧设备，有效缓解了因藻类大量繁殖导致河道内其他生物缺氧而大面积死亡的现象，减少了水体恶臭情况发生。此外，在河道内引入水生植物、微生物等建立河道水生态新平衡，提高水体自净效果。但是，汛期河道需要大流量泄洪，致使水中生物易被排放到下游，无法达到预期效果。

3 对未来的展望

3.1 增加上游来水量

近年来，北京利用南水北调、东水西调等工程大范围调水，从一定程度上缓解了缺水状态，改善了地表水水质[7]。如表2所示，就小月河河道上游引、供水量来看，1990年上游来水量为152.32万m3，2008年启用中水管线引进中水水源后来水量为605.41万m3，2021年上游来水量增加到2 071.87万m3。近30多年，从小月河上游来水量变化可以明显看出，小月河供水量呈逐年递增趋势。在此趋势下，小月河河道补充水源不足的问题，将随着北京城市发展及市民、市政府对水环境问题的重视，在不久的将来从根本上得到改善，也将彻底解决水流调配工作中“巧妇难为无米之炊”的窘境。

3.2 减少污染物入河

小月河常年污染物入河主要有2种形式：①周边企业利用排水管道进行偷排作业，导致污染物沿排水管道进入小月河；②汛期为减少路面道路积水压力，人为将排水管道内翻板闸打开，致使污染物随雨水进入河道中。要治理污染物入河，一方面需要相关部门加大监管力度，并责令企业加强责任意识；另一方面需要进一步完善雨水入河管网系统，尽可能使雨污管道之间彻底隔绝，加大对排水管道定期清理频次，减少管道内淤积，由此污染物入河问题才能得到根治。

3.3 完善水生态系统

因小月河在汛期有排洪任务，致使入河生物难以在大流量泄洪时继续维持在河道中，这是河道水生态系统面临的最大问题。鉴于此，在河道引入生物物种时，应尽量选取适应能力强、有一定附着能力的物种，同时做好鉴别，保证不出现生物物种入侵情况。在不妨碍河道行洪的情况下，可以在河底或河墙等位置建造小型人工鱼巢、沉水植物定植器等便于水生物着床定居，最终在河道内形成新的生态系统，从而大幅提升水环境自我修复能力。

4 结语

小月河河道水环境改善是一项综合治理工作，既需要城市的发展规划，又需要科技水平的提高，既需要在防汛、污染处理、企业监管、水生态研究等多种不同专业领域中寻求联系，又要在各种矛盾中维系平衡，最终达成人水和谐，形成城区河道特有的水环境体系。