城市河湖節(jié)點(diǎn)在水務(wù)管理中的作用和前景分析

郭桂琴 時(shí)連仲 樸立君 朱正海

1.北京市城市河湖管理處，中國·北京 100038

2.北京市北運(yùn)河管理處，中國·北京 101100

河湖節(jié)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)河湖水系聯(lián)通，構(gòu)建蓄泄兼顧，豐枯調(diào)劑，引排自如，多源互補(bǔ)，生態(tài)健康的河湖水系連通網(wǎng)絡(luò)，河湖節(jié)點(diǎn)（閘站）起著十分重要的作用。河湖節(jié)點(diǎn)在實(shí)現(xiàn)河湖水系連通網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮著樞紐及紐帶的作用，為形成布局合理、聯(lián)通有序，通暢自然、循環(huán)良性、生態(tài)健康、引排得當(dāng)?shù)绕鸬匠猩蠁⑾碌淖饔?。河湖?jié)點(diǎn)也是數(shù)字河湖發(fā)展的基礎(chǔ)點(diǎn)。

城市河湖；水務(wù)管理；作用與前景

1 引言

水是生命的源泉，是城市發(fā)展的經(jīng)濟(jì)命脈，是城市的靈魂，更是水務(wù)人不辱使命延續(xù)水務(wù)發(fā)展的根源。城市河湖是人類生存發(fā)展，對(duì)優(yōu)美環(huán)境需求所衍生出的人工河道和湖泊。隨著中國首都國際化大都市發(fā)展的進(jìn)程，無論是從河道景觀還是水環(huán)境要求以及對(duì)水質(zhì)的要求標(biāo)準(zhǔn)，河道的防洪標(biāo)準(zhǔn)都在提升。從河湖節(jié)點(diǎn)的重要性、發(fā)展、管理三方面分析，河湖節(jié)點(diǎn)是各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)提升的重要環(huán)節(jié)，是城市河湖發(fā)展的支撐點(diǎn)。城市河湖水系的連通，河湖節(jié)點(diǎn)是重要的組成元素。

2 節(jié)點(diǎn)的概念

節(jié)點(diǎn)是一個(gè)很抽象和應(yīng)用很廣泛的概念，在不同特定環(huán)境下的定義是不同的。他們有不同的節(jié)點(diǎn)的概念、節(jié)點(diǎn)的特性、節(jié)點(diǎn)的作用。每個(gè)節(jié)點(diǎn)的存在都有它的特殊屬性。河流節(jié)點(diǎn)泛指，流域中，具有一定水力聯(lián)系的河流、交叉口、水利工程設(shè)施等縱橫交錯(cuò)地構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜的河流結(jié)匯點(diǎn)。將河流的流量，水位等水力特征明顯改變的地方設(shè)為節(jié)點(diǎn)，即流域源口，河流交匯，流域出口、水庫、水電、水壩、水泵、水利樞紐、水閘等抽象為河流網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)[1]。

3 河湖節(jié)點(diǎn)的重要性

河湖是水資源的載體，是行洪的通道和蓄滯洪水的場所，是生態(tài)的屏障，具有防洪、供水、航運(yùn)、生態(tài)、水景觀、休閑納涼等多種功能；河湖節(jié)點(diǎn)的功能及標(biāo)準(zhǔn)在逐年提升，河湖節(jié)點(diǎn)既是執(zhí)行防汛調(diào)度命令最直接的執(zhí)行者，也是保障城市河道防汛安全的“安全鎖”。河湖節(jié)點(diǎn)在水資源調(diào)配中是核準(zhǔn)調(diào)劑水量、確保河湖生態(tài)需水量的重要節(jié)點(diǎn)，還是河湖實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)點(diǎn)也是數(shù)據(jù)衡量準(zhǔn)確的校準(zhǔn)點(diǎn)。論文所闡述的節(jié)點(diǎn)泛指城市河湖管理范圍內(nèi)的閘站。目前，河湖有人值守的閘站有31 處。

3.1 管轄范圍內(nèi)的河湖節(jié)點(diǎn)

城市河湖管理處所管轄范圍跨東城、西城、朝陽、海淀、豐臺(tái)、石景山、門頭溝等7 個(gè)區(qū)。13 條河道，主要包括三家店調(diào)節(jié)池、永定河引水渠、京密引水渠昆玉段、長河、轉(zhuǎn)河、雙紫支渠、南護(hù)城河、北護(hù)城河、小月河、東西土城溝、筒子河、通惠河、二道溝及內(nèi)城河湖等河道。管轄河道總長124.31km，閘壩107 座，湖泊20 個(gè)。水面面積823 萬m2，供水河道及湖泊庫容1758 萬m3，107 座閘壩調(diào)控13 條河道的水位、流量以及景觀水位、城市蓄排內(nèi)澇的問題。即107座閘壩是13 條河道的上節(jié)點(diǎn)，統(tǒng)稱城市河湖節(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)的存在都有它存在的特殊屬性：玉淵潭進(jìn)口閘、二熱節(jié)制閘、團(tuán)城湖閘、繡漪閘；而且玉淵潭進(jìn)水閘、團(tuán)城湖閘、繡漪閘均具有雙向補(bǔ)水的作用。

3.2 河湖節(jié)點(diǎn)是河湖水系連通承上啟下的重要樞紐。

河湖節(jié)點(diǎn)是提高國家水資源統(tǒng)籌調(diào)配能力、改善河湖健康保障能力、增強(qiáng)抵御水旱災(zāi)害能力不可缺少的調(diào)節(jié)性節(jié)點(diǎn)。如玉淵潭進(jìn)水閘，位于永定河引水渠、京密引水昆玉段匯合口下游永引渠樁號(hào)20+820m 處。由玉淵潭進(jìn)水閘、玉淵潭出口閘和玉淵潭試驗(yàn)電站組成的樞紐，是城市防洪“西蓄、東排、南北分洪”洪水調(diào)度的重要樞紐部分，承接京密引水昆玉段以西八大處溝、南旱河等地區(qū)的山洪水和城區(qū)西部雨洪水，閘以上總流域面積81km2。玉淵潭東西湖可調(diào)蓄洪水量將近50 萬方。

在永引渠、京密引水昆玉段洪水調(diào)度中，玉淵潭進(jìn)水閘在攔蓄上游來水、調(diào)蓄東西湖水位的同時(shí)，上游水位如繼續(xù)上漲至49.00m，將開啟繡漪閘反向向昆明湖蓄滯洪水；如玉淵潭進(jìn)水閘上游水位繼續(xù)上漲至49.20m 時(shí)，經(jīng)請(qǐng)示市防汛辦公室批準(zhǔn)，由團(tuán)城湖南閘反向、經(jīng)安河閘向清河分洪。在西蓄調(diào)控過程中起到的中樞作用。

3.3 河湖節(jié)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)循環(huán)水務(wù)有力的支撐點(diǎn)

循環(huán)水務(wù)離不開河湖節(jié)點(diǎn)的調(diào)節(jié)。在多種舉措中的雨水利用、再生水利用，留住寶貴水資源實(shí)現(xiàn)水務(wù)循環(huán)管理中河湖節(jié)點(diǎn)起著強(qiáng)大的推動(dòng)作用。目前，中水西送的工程，玉淵潭中水泵站起著十分重要的作用，為了滿足京西電廠用水的水質(zhì)要求，玉淵潭中水泵站每天要從昆玉段抽取河水與中水混合后西送。自2007年4月至2017年12月共抽河水3820.27 萬方（詳見表1）。現(xiàn)在已運(yùn)行十年有余，中水通過河湖節(jié)點(diǎn)進(jìn)入河道再利用達(dá)到95.0%。

河湖節(jié)點(diǎn)在促進(jìn)河湖水系流動(dòng)起著至關(guān)重要的作用。河湖水系連通使水體內(nèi)部加快了循環(huán)，提高水體更新能力，自凈能力，對(duì)改善水質(zhì)和生態(tài)修復(fù)起到了很大的促進(jìn)作用[2]。經(jīng)過一冬季的蘊(yùn)藏，春季是用水的高峰，河湖水體需要流動(dòng)更需要置換。河湖節(jié)點(diǎn)通過統(tǒng)一的調(diào)度合理的進(jìn)行調(diào)節(jié)分配，讓城市的水體流動(dòng)了起來，也讓城市的綠蔭更加有了生機(jī)。

表1 2011年-2017年玉淵潭中水泵站抽取昆玉段水量統(tǒng)計(jì)表（1月-12月）

3.4 河湖節(jié)點(diǎn)在枯水期多水源引入的作用

團(tuán)城湖南閘是承接南水北調(diào)入河湖管理范圍的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)。由此節(jié)點(diǎn)引入的南水通過昆玉段、北環(huán)水系、內(nèi)城水系及永引渠匯入到城市中心的各大湖泊（頤和園、北海、中南海、故宮、筒子河、釣魚臺(tái)國賓館、龍?zhí)逗龋┘巴ɑ莺?，作為緩解發(fā)生大面積水華防治置換水體的重要補(bǔ)充水源，河湖節(jié)點(diǎn)給予了準(zhǔn)確的科學(xué)調(diào)控，保證了各相鄰水面所需水位，滿足了城市中心水面環(huán)境需求。同時(shí)，也加速了河湖水體的流動(dòng)，減緩大面積水華防治的發(fā)生。河湖節(jié)點(diǎn)把復(fù)雜的河湖水系格局串通起來，提高了水資源統(tǒng)籌調(diào)配能力和承載能力、修復(fù)和改善水生態(tài)環(huán)境、降低水旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)、保障了城市水安全。

4 城市河湖節(jié)點(diǎn)水文服務(wù)行業(yè)的擴(kuò)展

4.1 水文服務(wù)內(nèi)容的擴(kuò)展

隨著現(xiàn)代城市化的發(fā)展，人類對(duì)水的認(rèn)識(shí)及使用、管理水的方式在不斷調(diào)整和轉(zhuǎn)變，水文工作的內(nèi)容在不斷的擴(kuò)展和細(xì)化，服務(wù)的領(lǐng)域也在逐漸的擴(kuò)大和深化，從最初的為防汛抗旱和水利工程建設(shè)服務(wù)，發(fā)展成為水資源的開源節(jié)能、充分利用、水環(huán)境的保護(hù)、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的提升，水利工程的科學(xué)調(diào)度運(yùn)用等方面提供社會(huì)化水文服務(wù)。水文不僅是水務(wù)行業(yè)的重要內(nèi)容，也是社會(huì)發(fā)展不可缺少的基礎(chǔ)性公益事業(yè)[3]。

4.2 河湖節(jié)點(diǎn)對(duì)水資源科學(xué)調(diào)度的作用

隨著首都城市管理標(biāo)準(zhǔn)的提升，城市河湖節(jié)點(diǎn)作為提供水文服務(wù)的重要的組成元素，在氣候變化影響的不確定性和水資源緊缺的形式下，每年都在逐漸完善供水、防汛預(yù)案、對(duì)洪水采取防御，泄、蓄、滯、分采取了更加科學(xué)的調(diào)度。同時(shí)，進(jìn)一步要求河湖節(jié)點(diǎn)調(diào)度準(zhǔn)則更為全面、宏觀、精準(zhǔn)、及時(shí)，從而使河湖節(jié)點(diǎn)充分發(fā)揮作用，真正起到引排順暢、蓄泄得當(dāng)、豐枯調(diào)劑的目的。在實(shí)現(xiàn)循環(huán)水務(wù)，河湖水系治理、河湖水環(huán)境跟進(jìn)的情況下，河湖水質(zhì)監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)、河湖水流調(diào)度科學(xué)化都有了更高的標(biāo)準(zhǔn)要求，河湖節(jié)點(diǎn)水文服務(wù)行業(yè)也更加明晰化，標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化、系統(tǒng)化。

4.3 河湖節(jié)點(diǎn)對(duì)水文數(shù)據(jù)的收集整理歸檔

河湖節(jié)點(diǎn)的綜合管理有了進(jìn)一步的精細(xì)化管理的要求。在精細(xì)化管理要求的前提下，河湖流域的水流調(diào)度，即供水調(diào)度、防汛調(diào)度以及計(jì)量準(zhǔn)確性已成為河湖節(jié)點(diǎn)的重要內(nèi)容。對(duì)城市河湖的調(diào)控，不管采取什么方式，取代表性的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的采集。離不開河湖節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)的采集整理。河湖節(jié)點(diǎn)是水文資料收集保障的根本。加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的管理，強(qiáng)化節(jié)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化是保障水文數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、可靠性提升水文行業(yè)管理和服務(wù)能力的唯一途徑。

4.4 河湖節(jié)點(diǎn)在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的支撐作用

北京水資源短缺的形勢(shì)給北京水文服務(wù)行業(yè)的水平提出了更高的要求，也給北京水文服務(wù)領(lǐng)域提供了擴(kuò)展的空間。在循環(huán)水務(wù)理念的推動(dòng)下，使多水源充分發(fā)揮循環(huán)的作用。河湖節(jié)點(diǎn)給予了地表水、地下水、再生水、南水北調(diào)等多種水源聯(lián)動(dòng)的支撐作用，服務(wù)內(nèi)容包含水資源保護(hù)、防洪、蓄水、供水、節(jié)水、排水、截污治理、再生水利用等多個(gè)領(lǐng)域，服務(wù)形式從簡單的水文測驗(yàn)、水情測報(bào)、水文分析計(jì)算拓展到綜合監(jiān)管、水面保潔、清勸游泳、滑冰等，為首都環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)提升和社會(huì)發(fā)展提供更高標(biāo)準(zhǔn)的綜合性服務(wù)。

4.5 河湖節(jié)點(diǎn)附屬工作服務(wù)的保障及安全服務(wù)意識(shí)的提升

在確保冬季輸水安全的情況下，統(tǒng)一調(diào)度，保證水位平穩(wěn)，區(qū)域河流形成穩(wěn)固的冰蓋。在形成冰蓋后，不但沒有阻止冬泳愛好者，而且還吸引了眾多的無組織滑冰愛好者。在夏季，保證水環(huán)境的前提下，清勸游野泳的市民珍惜生命 以確保市民的生命安全。河湖節(jié)點(diǎn)服務(wù)領(lǐng)域的延伸，是社會(huì)的需要也是首都北京城市河湖水系所要提升的標(biāo)準(zhǔn)。河湖節(jié)點(diǎn)為提升城市河湖水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)做出保障性的綜合型服務(wù)。

5 河湖節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)化管理

電子設(shè)備的普及，信息化時(shí)代的發(fā)展，促使城市服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)的提升，在進(jìn)一步推進(jìn)河長制的狀況下，網(wǎng)絡(luò)化管理的深入，正在凸顯解決難題、提高辦公效率的張力。網(wǎng)絡(luò)化管理是城市發(fā)展和行業(yè)發(fā)展的要求。

據(jù)北京水務(wù)建設(shè)的發(fā)展統(tǒng)計(jì)得知，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)量越來越來大，精度越來越高，完備的監(jiān)測系統(tǒng)對(duì)于防汛應(yīng)對(duì)、科學(xué)調(diào)度水資源等起著非常重要的作用[4]。網(wǎng)絡(luò)化管理就像線一樣，把河湖節(jié)點(diǎn)的各方面信息快速有效的及時(shí)的采集上來。

河湖防汛調(diào)度會(huì)根據(jù)采集上來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，發(fā)布調(diào)度命令。防汛調(diào)度反應(yīng)速度能夠充分體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理的標(biāo)準(zhǔn)。在極端天氣及應(yīng)急響應(yīng)采取措施的情況下，時(shí)間就是金錢，時(shí)間就是生命，就更加體現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)便捷快速的優(yōu)越性，河湖節(jié)點(diǎn)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)正在逐年完善和提升，也在展示自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)，比如，視頻現(xiàn)場會(huì)的實(shí)現(xiàn)，視覺水務(wù)在河湖節(jié)點(diǎn)的推廣應(yīng)用，已經(jīng)讓我們體驗(yàn)到了網(wǎng)絡(luò)的便捷快速時(shí)效性。

網(wǎng)絡(luò)化管理是城市發(fā)展和水利現(xiàn)代化的綜合體現(xiàn)，是人們廣泛利用現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)，不斷增強(qiáng)對(duì)城市河湖及水環(huán)境的控制能力，達(dá)到水資源高效利用和管控河湖的可持續(xù)發(fā)展，從而全面改造提升河湖周邊居民的生活居住環(huán)境的過程，在這一過程中城市河湖自動(dòng)化數(shù)據(jù)的采集和信息化建設(shè)是實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的重要手段。因此，河湖節(jié)點(diǎn)的各方面信息化的采集以及管理的完善，蘊(yùn)藏著更大的潛力。

6 結(jié)語

河湖節(jié)點(diǎn)的特殊屬性，正在隨著北京國際化大都市的實(shí)現(xiàn)而逐漸明晰專業(yè)的分化、以及行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，也更加凸顯河湖節(jié)點(diǎn)綜合性作用。河湖水系治理后，擔(dān)負(fù)著工業(yè)、城市河湖園林綠化、水環(huán)境保障的職責(zé)，同時(shí)保證迎訊、防凍、抗旱與河道水質(zhì)、保潔及兩岸綠化與管理工作，河湖節(jié)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)以上功能的載體。