永定河 水清岸美展生機(美麗中國·我們的母親河③)
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永定河是京津冀晉地區重要的水源涵養(yang) 區、生態屏障和生態廊道,更是北京的母親(qin) 河。
日前,永定河2023年春季生態補水全麵啟動。近年來,北京在永定河相關(guan) 河段探索大流量脈衝(chong) 泄水試驗、科學實施生態補水,打通萎縮河道,力爭(zheng) 逐步將永定河恢複成“流動的河、綠色的河、清潔的河、安全的河”。
2月10日,永定河上遊的山西大同冊(ce) 田水庫開閘放水,標誌著永定河2023年春季生態補水全麵啟動。根據水利部2023年度永定河水量調度計劃,今年將分春秋兩(liang) 季向永定河生態補水7.35億(yi) 立方米,力爭(zheng) 實現永定河全年全線有水。
時光回溯到去年底,盧溝橋上遊980米處,盧溝橋攔河閘於(yu) 2022年12月1日結束向永定河平原南段補水任務。自去年4月15日起,盧溝橋攔河閘開始向永定河平原南段補水,年度補水持續222天,累計補水2.57億(yi) 立方米,永定河流動時間達7個(ge) 月,並首次實現年度內(nei) 兩(liang) 次貫通入海。
實施生態補水,探索“以水開路、用水引路”新模式
18孔的盧溝橋攔河閘,猶如一條長龍橫跨在永定河之上。
去年5月18日,隨著永定河管理處分洪樞紐管理所所長白建華的指令,盧溝橋攔河閘開啟8孔閘門,流量從(cong) 40立方米/秒提升至380立方米/秒,1小時後再提升至500立方米/秒,奔湧的河水泛起層層浪花,歡快地朝下遊奔去。“這是盧溝橋攔河閘建成至今第一次迎來500立方米/秒的過水流量,這將對打通下遊已萎縮的河道、恢複河流功能發揮積極作用。”白建華介紹。
1998年,從(cong) 河海大學水利專(zhuan) 業(ye) 畢業(ye) 的白建華,來到永定河管理處工作。但令人遺憾的是,在他來之前,1996年永定河三家店攔河閘以下就全年斷流了。這些年,作為(wei) 一個(ge) 與(yu) 永定河打了20多年交道的水務人,白建華一直盼望著永定河早日恢複成為(wei) “流動的河、綠色的河、清潔的河、安全的河”。
“永定河原來的流域麵積比現在要大得多。”白建華告訴記者。然而,上世紀六七十年代以來,永定河上遊天然徑流逐漸減少,下遊河段出現不同程度幹涸斷流,到90年代出現全年斷流,河床沙化。
2017年以來,水利部不斷強化永定河流域水資源統一調度,實現當地水、引黃水、引江水和再生水“四水統籌”,集中開展向永定河生態補水。數據顯示,通過生態水量調度,永定河2022年實現全線通水123天,超額完成全年通水3個(ge) 月的年度調度目標,全年補水量、全線通水時長,均達到近年之最。
探索大流量脈衝(chong) 試驗,優(you) 化永定河河道形態
浩浩湯湯的來水從(cong) 盧溝橋攔河閘傾(qing) 瀉而下,無人機盤旋在上空,拍攝生態補水過程中的流勢。隨著500立方米/秒大流量脈衝(chong) 試驗開始,一大早,北京市水科學技術研究院工作人員就兵分三路,分別前往盧溝橋攔河閘、燕化管架橋和京良路,實時監測補水過程中的水流流勢和關(guan) 鍵節點的衝(chong) 刷情況。
重塑永定河河道,需要實現“以自然之勢重塑河流形態”。然而,曆史上永定河遷徙無常、搖擺不定,如何確定自然河道的參照對象?如何選擇合適的流量來塑造河流形態?這些都是永定河生態修複亟待解決(jue) 的問題。
北京市水科學技術研究院院長李其軍(jun) 告訴記者:“我們(men) 對1933年的實測地形資料和1967年的遙感影像進行了詳細分析。1933年平原南段河槽呈辮狀河道,河槽寬度64米—715米;1967年河槽呈微彎型河道,寬度為(wei) 20米—323米。上述兩(liang) 個(ge) 典型年份的河流形態特征,成為(wei) 我們(men) 重塑永定河近自然河道形態的重要曆史參照。”
造床流量對塑造河流形態具有重要作用,究竟采用多大流量來重塑河道,國內(nei) 外並沒有統一標準,需要在實際中不斷摸索。“我們(men) 結合平原南段水沙模型,分析了一年、兩(liang) 年、三年和五年一遇來水條件河流橫向變形、縱向衝(chong) 淤積變化特征,確定了永定河平原南段造床流量為(wei) 三至五年一遇的洪峰流量,相應河型即使在十年一遇洪水條件下也能保持總體(ti) 穩定,這個(ge) 流量對於(yu) 重塑河型是最合適的。”李其軍(jun) 說。
2020年,永定河首次采用三年一遇的洪峰流量開展脈衝(chong) 試驗,監測顯示,當盧溝橋攔河閘流量增加至380立方米/秒時,下遊砂質河床段流量達80立方米/秒,起到明顯的“拉河槽”作用,河槽陡直塌岸形態初步顯現。李其軍(jun) 表示:“2022年我們(men) 嚐試加大流量,首次實施500立方米/秒的流量開展脈衝(chong) 試驗,這個(ge) 流量大於(yu) 三年一遇洪峰,但小於(yu) 五年一遇的洪峰,有助於(yu) 進一步優(you) 化河道形態,穩定並定型永定河河道。”
精準實施生態補水,永定河生態環境持續向好
實施生態補水並開展脈衝(chong) 試驗,聽起來似乎並不是特別困難,事實上並非如此。
從(cong) 官廳水庫至三家店,流域內(nei) 高山連綿起伏,河水隨山曲折回環,短短百餘(yu) 公裏的山峽段,落差高達340米。永定河經過三家店後,地勢平坦、流速驟降,大量泥沙淤積。“永定河北京段長約170公裏,沿河有三座水庫、兩(liang) 個(ge) 水電站、四個(ge) 大型攔河閘壩,跨河道橋、穿河管線等涉河設施名目繁多,河流下墊麵條件異常複雜,生態補水調度控製難度極大。”北京市水資源調度管理事務中心副主任王俊文介紹。
2019年,北京市水務部門在開展永定河生態補水時發現,平原段下墊麵條件極差,縱斷麵呈鋸齒狀,地下水嚴(yan) 重超采,沿線分布著大大小小10多處砂坑,水路不通和高滲漏往往會(hui) 導致在計算平原段水頭行進時間和距離時出現偏差。
“以脈衝(chong) 泄水試驗為(wei) 例,我們(men) 既要精準算水量賬,保障有足夠水量和強度完成試驗,還要精細算過程成本賬,充分考慮沿河人員和工程安全。”王俊文說,需要反複驗算水頭行進時間,精確到分鍾,中間要調度山峽段的珠窩水庫、落坡嶺水庫,還要通過不同通道錯時放流,保障全時段通水,避免山峽河道出現流量疊加,淹沒沿河村莊、跨河道橋,同時還要為(wei) 各級水務部門安排巡查力量精準布控提供技術支撐。
經過多方努力,永定河地下水水位持續回升、地表水水質明顯改善、生態環境持續向好。王俊文介紹,與(yu) 生態補水前比,截至去年7月,陳家莊至盧溝橋河段沿線3公裏內(nei) 地下水水位平均回升1.94米。另一方麵,補水有助於(yu) 激發河道固有的功能、修複多年受損的生態環境。
技術評估結果顯示,2022年春季全線通水期間,永定河官廳水庫至屈家店河段生態水麵麵積約26平方公裏,較全線通水前增幅近20%,部分河段增幅達45%;幹流水質總體(ti) 穩定,部分河段水質提升,通水末期官廳水庫以下水質類別為(wei) Ⅱ—Ⅲ類的監測斷麵占比71.4%;生物種群和數量也不斷增加。
“自2020年永定河開展補水和脈衝(chong) 試驗以來,我們(men) 就著手進行生態效益調查分析。從(cong) 監測情況來看,有水河段生態狀況持續改善,陸續發現了麥穗魚、翹嘴鮊及黃黝魚等多種魚類;平原南段首次發現國家一級重點保護野生動物黑鸛等鳥類,這說明永定河補水產(chan) 生的生態效益越來越顯著。”李其軍(jun) 表示。
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