北京市城市河湖水环境现状分析及治理举措

何沛洋，张 瑞，张文阳，王思维，王 伟

(北京市城市河湖管理处，北京 100043)

1 概况

北京城市河湖水系包括永定河引水渠、京密引水渠昆玉段、南护城河、北护城河、小月河、东西土城沟、通惠河、二道沟等13条河道以及内城六海、筒子河等20个湖泊，总长110.6km，跨北京的东城、西城、朝阳、丰台、海淀、石景山、门头沟7个区。水面面积8.23×106m2，其中供水河道水面面积2.29×106m2，供水湖泊水面面积5.94×106m2。供水河道及湖泊库容1.933×107m3，其中供水河道库容5.16×106m3[1]。

2021年，西郊雨洪调蓄工程并入城市河湖管理范围，该工程位于北京市石景山区、海淀区内，包括位于西五环路东侧，阜石路南侧的阜石路砂石坑以及位于永引渠南侧的西黄村砂石坑。西黄村砂石坑占地面积3.09×104m2，上开口面积2.33×104m2，起始蓄洪水位46.00m，最高滞洪水位62.00m，蓄洪库容2.0×105m3[2]。工程实施后，北京西部八大处沟流域及北八排沟、琅璜沟流域2.7×107m2的100a一遇洪水不下泄至中心城区，通过新建的暗涵分洪至砂石坑滞蓄，可确保中心城的防洪安全，构成了北京城市防洪调度体系中“西蓄东排，南北分洪”的分布格局[3]。

2 河湖水体现状

根据节水优先、空间均衡发展思路，目前北京市城市河湖水源主要包括官厅水库水源、南水北调水源和再生水水源。由于北京地表水水资源有限，且天然河道蒸发渗透量大，因此下游河道能够接收到的天然河水来水量有限。根据北京城区内河道功能和补给要求，上游天然河水要优先保障内城六海、紫竹院湖、北护城河等重要区域用水。而南护城河、通惠河、土城沟等河道以再生水补给为主。

2022年1—10月城市河湖水域水源补给量与区域降水量如图1所示。

图1 2022年城市河湖水源补给量与降水量

受季风气候及地形影响，北京降雨时空分布极不均衡，年际变化悬殊，汛期6—9月降雨频繁，雨洪水量较大。据统计，2022年1—10月北京市累计流域降水量为509.9mm，其中汛期降雨量约占全年80%。北京城市河湖水源补给为官厅水库水源、南水北调水源及再生水水源，从图1中可以看出，官厅水库补给量在水源补给总量中的占比最高，达到了66.7%。5月气温逐步升高，水生动植物生长逐渐旺盛，水体质量下降。此时，官厅补水量增大，开展生态补水，有利于城市河湖水体置换，整体改善水体环境，为接下来的汛期不稳定收到水质做好纳污缓冲。此外，再生水作为部分河道主要补给水源之一，其水体中的氮、磷含量偏高，存在着水体富营养化的风险[4]。

2.1 河湖水体功能区划分

根据《北京市地表水功能区划方案》[5]，城市河湖流域水体水质管理所执行的标准主要为《地表水环境质量标准(GB 3838—2002)》[6]中地表Ⅲ类与Ⅳ类水体的管理标准。具体河流水功能区划分情况见表1。

表1 河流水功能区划分

由表1可知，昆玉河与永引渠要求满足地表水体Ⅲ类标准要求，通惠河下段(高碑店湖以下)要求满足地表水体Ⅴ类标准要求，其余河段要求满足地表水体Ⅳ类标准要求。

由于城市河湖部分景观河道以再生水为主要补给水源，因此水质分析中也参考《城市污水再生利用景观环境用水水质(GB/T 18921—2019)》[7]中河道景观用水的标准。

2.2 河湖基础水质指标特征

2022年4—10月定期对城市河湖的8条河流28个监测点9项指标(水温、pH、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮、总氮、总磷、五日生化需氧量)252个水质数据进行汇总，对河湖水体整体水质进行分析，各理化指标监测方法参考《水和废水监测分析方法》[8]中标准方法进行测定。河段基础水质指标特征概况见表2。

由于在地表水资源公报中，河流水体不设TN指标考核，但城市河湖大部分河段为城市缓流水体，所遵循的地表水体标准中有TN的标准限值，因此本研究也对TN指标进行分析。

由表2可以看出，水温、pH、溶解氧3项指标均已达到地表水体Ⅲ类标准要求，全线无超标。其余指标，均有超标现象。

将4—10月各河段水质监测指标取平均后进行概况分析，由于水温、pH、溶解氧3项指标均已全部达标，不再详述。结果如图2所示。

图2 河湖各河段指标概况

由图2可以看出，全线8条河段，高锰酸钾指数平均值满足地表水Ⅲ类标准限值。化学需氧量指标通惠河浓度最高，均值达到了Ⅳ类标准限值，土城沟其次。其余各点化学需氧量数据基本稳定在Ⅱ类。五日化学需氧平均值除土城沟出现较大值外，其余各点均满足地表水体Ⅲ类标准限值，起伏变化不大。氨氮、总磷指标平均值全段数值平稳，浓度变化趋势不大，满足地表水体Ⅲ类标准限值。8条河段总氮平均值均超过Ⅲ类、Ⅳ类标准限值，但满足再生水景观用水标准限值(总氮≤15mg/L)总氮变化趋势较为明显，昆玉河与内城河湖浓度较低，上游昆玉河至下游通惠河，总氮浓度逐渐上升。总氮沿程有逐渐上升趋势，说明沿岸不断有污染物汇入，分析主要受雨污水、地表径流及污水口溢流等原因影响。

再生水补给所带来的总氮浓度超标。水源水质与受纳水体标准不同所带来的矛盾。在水源水质无法提标的前提下，日常水环境管理的重点在于截留外源污染汇入，消除内源污染，提升水体自净能力，最大限度消减污染负荷。

3 河湖水体环境影响因素分析

城市河湖突发水环境污染以排水口溢流污染为主。统计2020—2022年城市河湖突发水环境事件发生情况，水环境污染事件在汛期发生次数较多，如图3所示。

图3 2020—2022年北京城市河湖突发水环境事件统计

进入汛期，随着降水增加，由降水带来的排水口溢流污染以及地表径流、雨洪水裹挟带入河道的污染物增加，导致水环境问题高发。因此，降雨所导致的雨污水入河是导致城市河湖水环境问题增多的主要原因。

根据城市河湖流域范围内雨量站统计数据可知2022年度流域内各月累计降水量。结合本年度各月水质应急次数，及应急事件分类，可进行关联性分析，如图4所示。

图4 降水量与水质应急关联性分析

6—9月降雨量激增，且最高降雨量出现在主汛期(7—8月)，汛期过后，降雨逐渐减少。经过分析2022年各河道水环境污染事件的发生频次，基本与月降雨量大趋势相同，并且出现水环境问题相对较多的河道以阜石路砂石坑、永引渠、南、北护城河、通惠河及小月河这些主要行洪河道为主。分析水污染发生的问题类型，雨污水合流造成的溢流污染导致的水环境问题占比最高，达60%以上；藻颗粒聚集问题大多出现在阜石路砂石坑，该水域水体流速较缓，降雨后雨污水通过管线汇入湖区，造成水体富营养化问题，出现藻颗粒聚集甚至暴发水华现象[9]。溢流污染不仅仅在短时间之内影响河湖健康水体，造成水体混浊、异味等问题，携带的管道内沉积物还会沉入河底造成局部水域的淤积，形成内源污染，在一定的条件下还会造成底泥上翻、水体黑臭等问题，严重破坏河湖水生态系统[10]。

目前，有循证医学证据的抗血小板药物主要包括三大类：阿司匹林、二磷酸腺苷(ADP)受体拮抗剂、静脉血小板膜糖蛋白GP Ⅱb/Ⅲa拮抗剂。

4 治理举措

针对北京城市河道目前水环境现状及存在的问题，采用工程及管理措施并行的综合治理思路。具体为：水资源的优化利用，合理分配生态用水；持续加强外源污染治理力度，截留污水入河，河道内净水流动，提升河道自净能力；以内源污染控制和处置为抓手，全面推进城市河湖生态修复，恢复水体生态功能，提升水生生物多样性，建成清洁生态廊道[11]。强化应急管理，以问题为导向，针对降雨、突发事件导致的局部水污染问题，在受损水域投加微生物制剂，达到及时、高效消除水污染问题的目标。

4.1 “脉冲式调水”，加速水体置换

根据城市河湖输供水现状，充分利用上游补水，进行水体置换及生态补水。通过水资源调度，综合利用永引渠的玉渊潭进口闸、玉渊潭船闸、二热闸，南护城河的龙潭闸，通惠河上的高碑店闸开展脉冲式调水。利用闸坝抬高区间水位，人工调控下泄流量，以此形成对河道水体的冲击扰动，加快污染物的扩散，提高水体自净能力。

4.2 截留外源污染

随着城市规模不断扩大，排水管网系统越来越复杂，污水溢流、垃圾入河始终是威胁河湖水环境的一个突出问题。排水口溢流污染突发水环境事件时有发生，为有效解决污水口溢流入河问题，充分利用河长制工作机制，开展截污治污，将“岸上”污水有效截留，及时对雨水管线、雨水篦子、排水边沟进行全面排查，重要河道入河口加装拦污索，减少雨污管线入河冲刷出的垃圾量，有效控制外源污染，保障汛期城市河道的安全整洁。

4.3 控制内源污染

定期对河道开展底泥淤积监测并建立台账，对南护城河、通惠河等淤泥严重的河道实施底泥疏浚工程，清除河底淤泥，消减有机物、氮磷元素的释放，有效控制水体内源污染。优化景观水体功能，保障河道安全。

4.4 局部水域原位修复

根据多年管理实践，局部水域投加微生物制剂可以有效缓解水体浑浊、异味等水质问题。微生物制剂是利用微生物制药工程技术，将能对污染物起降解作用的微生物分离、提纯、培养，并制备成活性的微生物制剂[12]。微生物制剂技术就是向污染水体中投加活性微生物制剂，人为增加水体有益菌浓度，促进微生物降解、消化污染物的能力[13]。投加微生物制剂可有效处置突发水环境问题，快速恢复水体感官效果，对于维护城市河湖优美水环境具有重要作用。

5 结语

2022年北京城市河湖水源补给稳定，水体流动性较强，整体水质较好，基本可以满足各区域水功能区划要求，但作为为市民提供亲水空间的景观河道，持续提升城市河道水环境质量仍是今后的重点工作，尤其是针对河流生境较差、自净能力有限的“三面光”河道，还应因地制宜，开展适合城市河道的水生态修复工程，增加生物多样性，逐步恢复河湖水体生态；在管理上坚持以人为本，建立基层水管部门与市民联动机制，兼顾市民亲水需要，扩展滨水游玩空间，加强滨河路环境整治力度，优化河道两岸景观设计，既要水清，也要岸绿，构建人水和谐的生态格局，推动生态文明建设，提升市民亲水满意度。最大程度发挥城市河道社会及生态效益。