摘要：分析了温榆河北关分洪枢纽以及运潮减河沿程雨洪水质, 结合雨洪水量以及北运河雨洪利用工程运行情况, 得出8 月、9 月是拦截温榆河雨洪资源的较优时期, 发现河道底泥是温榆河磷素污染的源头。并针对温榆河雨洪资源量大、质不优、时间分布不均衡的特点, 提出了若干温榆河雨洪资源利用建议。

关键词：温榆河 雨洪资源利用 水质 北关分洪枢纽 运潮减河

中图分类号x824 文献标识码b 文章编号1673- 4637( 2007) 02- 0036- 04

北京连续多年干旱, 地下水位持续下降, 水资源严重紧缺, 供需水缺口不断扩大, 水资源已成为北京发展的瓶颈。北京市水务局从2000 年开始, 建立雨洪控制与利用工程, 以充分利用雨水, 缓解北京市水资源短缺, 削减河道洪峰流量, 从而确保首都水安全。

1 温榆河是北京雨洪资源利用的重要组成部分

1.1 温榆河水资源概况

温榆河为北运河的上游, 是北京唯一常年有水的河道, 发源于北京市海淀、昌平一带山前地区, 也是唯一一条发源于北京的河流, 境内流经昌平、顺义、朝阳、通州4 个区, 流域总面积6 166 km2, 其中北京市界内4 293 km2。流域内降雨量在年际内和年内分配极不均衡。多年平均降水量约为600 mm, 其中80 %集中在汛期6 — 9 月。北运河汛期河道水量变化很大,多年平均年径流量近5 亿m3。每年汛期, 城区雨洪通过清河、坝河、通惠河、凉水河汇入北运河, 北运河成为北京市主要的排水河道。从表1 中可得, 近年来, 北运河每年汛期产生超过2 亿m3 的水资源流出市界。

与此同时, 北运河( 温榆河) 也是北京市最主要的排污河道, 每年大量处理过或未处理的污废水排入北运河, 使北运河水污染严重, 水生态遭到严重破坏。因此, 对温榆河雨洪水质进行分析, 对于雨洪资源利用有重要的意义。

1.2 北运河雨洪利用情况

调控温榆河雨洪资源是北京利用河道河槽蓄滞雨洪资源的重要手段。从2003 年开始, 市水务局组织实施了雨洪利用工程。北运河( 温榆河) 的雨洪利用是通过温榆河—北关分洪枢纽—运潮减河—潮白河进行调控: 根据上游来水的情况, 对北关分洪枢纽、兴各庄橡胶坝、于辛庄橡胶坝进行控制运用, 尽最大可能地拦蓄城区雨洪, 向潮白河进行跨流域调水; 利用北运河中游潞湾橡胶坝调蓄通惠河来水向潮白河补水。目前基本是利用北关分洪枢纽, 在满足防洪安全的前提下, 超标准洪水以泄为主, 适时拦蓄尾水; 中小洪水蓄泄结合, 以蓄为主, 充分利用洪水资源。

2 2006 年汛期温榆河

雨洪资源状况

2.1 雨洪资源量

2006 年汛期, 温榆河雨洪利用主要是开启北关分洪闸通过运潮减河向潮白河兴各庄橡胶坝和于辛庄橡胶坝调水。降雨径流产生后, 雨洪资源通过沙河闸、清河、坝河和小中河下泄,使得温榆河水位上涨, 当北关分洪枢纽水位超过18.5 m时, 适时开启分洪闸调水, 必要时, 根据实际情况开启拦河闸泄水。根据2006 年北运河流域汛期几场较大降雨情况, 结合北运河北关闸过流量, 来推算雨洪资源水量, 见表2。

2.2 北关分洪枢纽雨洪水质分析

2006 年汛期北关分洪枢纽雨洪水质情况见图1。

从图1 中可见, 在汛前5 月份, 北关闸水质污染特征是碳源有机物污染低, 氮磷富营养元素高。根据北运河( 包括温榆河) 水功能区规划, 要求鲁疃闸以上为地表水Ⅳ类水, 以下为Ⅴ类水(gb 3838 — 2002) 。从北关闸( 位于鲁疃以下) 汛前( 5 月16 日) 数据来看, 高锰酸盐指数很低, 达到地表水Ⅴ类水标准, 符合北运河水质功能区划标准, 而氨氮、总氮、总磷却分别超标8.5 倍、11.8 倍、3.0 倍。每年汛前, 温榆河来水主要是清河污水处理厂退水以及蔺沟、方氏渠、坝河、小中河等支流排水。城镇污水处理厂出水排入Ⅳ类、Ⅴ类功能水域, 执行污水排放二级标准, 其对于氨氮和总磷的标准是25 mg / l 和3 m / l, 而地表水Ⅴ类对于氨氮和总磷的标准是2.0 mg / l 和0.4 mg / l,所以汛前以清河污水处理厂的出水为主, 加上其他各支流未经处理的排水, 各大小排污口的污水排入, 整个河道少有清水汇入, 温榆河水质很难达到标准。所以汛期充分利用雨洪资源, 则显得尤为重要。

入汛后, 到6 月24 日, 北运河流域开始有初次较大降雨。到6 月26 日检测北关闸水质, 与汛期5 月16 日相比, 各项指标均有大幅上升, 尤以悬浮物最高, 达到119 mg / l, 上升了1.16 倍。分析可得, 降雨将流域内各地面进行冲刷, 各种污染物质汇入河道,水量增大, 也将河底的沉积物冲刷泛起, 冲刷对水质的负作用比水量稀释的正作用要大, 所以各项指标均有上升。值得注意的是, 总磷上升了1.64 倍, 高锰酸盐指数上升了0.37 倍、氨氮上升了0.29 倍和总氮上升了0.09 倍。由此可以得出, 磷大部分是以沉积物泛起的形式重新回到水体中, 所以底泥是北运河中磷的源和汇, 认识这点对于北运河治理磷污染具有重要意义。

在6 月27 日至30 日的几场降雨, 北关分洪枢纽泄水量达到1 811 万m3, 再经过7 月8 日至13 日的降雨, 北关分洪枢纽泄水量达到2 796 万m3。流域降雨下垫面以及河道均经过雨洪冲刷, 7 月18 日水质情况来看, 比初次雨洪有所好转, 悬浮物大幅下降, 氨氮和总氮甚至比汛前水质好, 但是总磷比汛前要高。从7 月23 日至8 月3 日, 流域内陆续有降雨径流产生,到8 月3 日检测水质, 比7 月18 日水质有反弹, 大部分指标劣于汛前。尤以总磷达到3.1 mg / l, 比汛前5月份高0.93 倍。到了8 月11 日, 各项