永定河涿州廊坊段生態(tài)補水水量分析

韓 偉 楊通信

(永定河流域投資有限公司廊坊分公司，河北 廊坊 065000)

永定河橫跨內(nèi)蒙古、山西、北京、河北、天津，是串聯(lián)京津冀晉地區(qū)的生態(tài)大動脈，全長759km，流域面積4.7萬km2。其中河北省境內(nèi)長約105.5km，流經(jīng)張家口市、保定市和廊坊市。永定河泛區(qū)(廊坊段)位于永定河下游，上起廊坊市固安縣梁各莊，下至廊坊天津界，全長45km。泛區(qū)總面積368.86km2，占永定河泛區(qū)總面積的71%，是永定河流域防洪體系的重要組成部分，承擔著“緩洪、沉沙、削峰”和保護京山鐵路及下游天津市防洪安全的任務。

1 基本情況

永定河泛區(qū)(廊坊段)經(jīng)過多年治理，已逐步形成了主次堤防，制定了分級運用方案，泛區(qū)內(nèi)堤埝以北遙堤、新北堤、護路堤為主堤，南北小埝、南北前衛(wèi)埝、南北圍埝為次堤，主堤防防御標準為抗御上游來量2500m3/s洪水,次堤通過分洪口門的分級運用可抵御上游來量500～2000m3/s洪水,現(xiàn)泛區(qū)已初步形成分級運用防洪體系。永定河泛區(qū)廊坊段地跨永清縣、廣陽區(qū)和安次區(qū)3個區(qū)縣，盡管多次進行治理，但由于受各種因素制約，河道斷流多年，水生態(tài)環(huán)境遭到嚴重破壞，亟須通過生態(tài)補水來改善生態(tài)環(huán)境。

2 2021年永定河全線試驗性通水多水源實施統(tǒng)籌情況

2021年是中國共產(chǎn)黨成立一百周年，是“十四五”開局之年，也是永定河綜合治理與生態(tài)修復基本完成近期治理任務、向“流動的河、綠色的河、清潔的河、安全的河”目標繼續(xù)奮進的起步之年，永定河實現(xiàn)全線通水對流域整體生態(tài)環(huán)境改善和華北地下水超采綜合治理意義重大。

2.1 通水目標

永定河全線通水范圍為桑干河東榆林水庫至朱官屯，洋河友誼水庫至朱官屯，永定河朱官屯至三家店、三家店至屈家店，永定新河屈家店至防潮閘，共計865km。經(jīng)多年綜合治理與生態(tài)修復，實施永定河多水源配置與生態(tài)水量統(tǒng)一調(diào)度，桑干河東榆林水庫至朱官屯、洋河友誼水庫至朱官屯、永定河朱官屯至三家店、永定新河屈家店至防潮閘已基本實現(xiàn)全年有水，通水河長719km。

2021年永定河全線試驗性通水重點聚焦永定河三家店至屈家店河段，全長146km。通過冊田水庫、友誼水庫、洋河(響水堡)水庫、官廳水庫、三家店樞紐、盧溝橋樞紐等工程聯(lián)合調(diào)度，統(tǒng)籌官廳水庫來水、小紅門再生水和南水北調(diào)中線引江水等多種水源，貫通三家店至屈家店河段，實現(xiàn)全線通水。

2.2 工程措施

為保障實現(xiàn)2021年永定河全線試驗性通水，已對北京平原南段、廊坊段、武清段局部河段主槽實現(xiàn)應急疏通。永定河泛區(qū)(廊坊段)按30m3/s過流能力對永清縣張莊子至永興河匯合口處主槽進行疏挖，全長5.54km，并新建張莊子村北和安育村北兩座跨河橋，對其他河段主河槽2處局部堵點進行開挖疏通。疏挖斷面主槽上口寬30m,底寬10m。

2.3 水源條件

2.3.1 官廳水庫

8月23日，官廳水庫蓄水量4.8億m3。根據(jù)統(tǒng)籌安排，訊后引黃生態(tài)補水和集中輸水共1.21億m3，預計入官廳水庫0.52億～0.61億m3。根據(jù)中長期水文預報，預計至年底基流來水量0.58億m3，如不考慮出庫，預計官廳水庫年底累計增水量達到5.9億～6.0億m3。

2.3.2 小紅門再生水

2021年度小紅門再生水通過園博支線向永定河生態(tài)補水0.3億m3。2021年3月15日，小紅門再生水廠開始向永定河生態(tài)補水，每日補水量5萬～14萬m3，預計向南大荒濕地補水總量0.1億m3，向園博園濕地補水總量0.2億m3。

2.3.3 南水北調(diào)中線工程引調(diào)水

南水北調(diào)中線工程相機向永定河生態(tài)補水，補水能力為10m3/s，全線試驗性通水期間可向永定河補水0.5億m3。

2.3.4 北運河補充水源

北運河補充水源利用天津市武清區(qū)秦營進水閘引水。通過河北省廊坊市北運河木廠節(jié)制閘和土門樓青龍灣減河泄洪閘聯(lián)合調(diào)度，經(jīng)龍鳳河、龍鳳河故道、二十八支渠入永定河，計劃向永定河補水0.1億～0.2億m3。

3 永定河涿州廊坊段生態(tài)補水水量分析

3.1 生態(tài)環(huán)境需水量

3.1.1 基本要求

復蘇河湖生態(tài)環(huán)境是推動新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的重要實施路徑之一。保障生態(tài)環(huán)境需水量是恢復河流生態(tài)功能、打造河流生態(tài)廊道、提升水生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性的關鍵因素?！队蓝ê泳C合治理與生態(tài)修復總體方案》明確了永定河生態(tài)功能定位，平原段應恢復水體連通和景觀環(huán)境功能。

永定河綜合治理與生態(tài)修復實施以來，隨著河道治理工程推進，治理理念逐步轉(zhuǎn)變，永定河河道治理采取“地表、地下立體修復”，取替原方案河道主槽防滲減滲措施。2020年春秋季官廳水庫生態(tài)補水，通過“以水開路、用水引路”，平原段實現(xiàn)了“濕河底、拉河槽、定河型”。由于周邊地下水虧空尚未完全彌補，平原河道滲漏量大，總體方案提出的2.6億m3生態(tài)水量近期將無法維持平原段常年所需水量。

永定河平原段劃分為平原北段(三家店—盧溝橋)、平原南段(盧溝橋—梁各莊)及平原郊野段(梁各莊—屈家店)，平原郊野段全長67km，也是永定河泛區(qū)段，其中廊坊段長45km(梁各莊—邵七堤)。河道縱坡較緩，水面寬度25～60m，受地下水及區(qū)間澇水的補充，水流進入泛區(qū)后河道入滲流量明顯減少。

本方案以生態(tài)功能定位為基礎，按照“流動的河”的目標，結(jié)合2019—2021年生態(tài)補水期間重要斷面水量沿程變化和地下水位變化，重新核算近期以及常年生態(tài)補水后平原南段(涿州與北京房山交界至梁各莊)、平原郊野段(梁各莊至屈家店)生態(tài)環(huán)境需水量。

3.1.2 計算方法

平原南段(涿州與北京房山交界至梁各莊)、平原郊野段(梁各莊至屈家店)以保障一定河道內(nèi)生態(tài)水面為主要目標，采用生態(tài)環(huán)境功能需水法，計算維持貫穿溪流及河道內(nèi)濕地水面的生態(tài)環(huán)境需水量。

a.蒸發(fā)量。根據(jù)水量平衡原理，當水面蒸發(fā)量大于降水時，蒸發(fā)量為水面蒸發(fā)與降水量的差值。計算公式為

W蒸發(fā)=A(E-P)

式中W——蒸發(fā)為水面蒸發(fā)量，m3；

A——水面面積，m2；

E——蒸發(fā)系數(shù)，m/a，取1.46m/a；

P——降水量，m/a，取0.54m/a。

b.入滲補給量。結(jié)合2019—2021年平原郊野段生態(tài)補水期間水文監(jiān)測數(shù)據(jù)，分段確定近期及常態(tài)化補水后河流補給地下水的入滲量。計算公式為

W滲漏=AK

式中W——水面滲漏需水量，m3；

A——水面面積，m2；

K——滲漏系數(shù)，m/a。

3.1.3 計算成果

按照功能定位、治理布局及修復目標，采用生態(tài)環(huán)境功能法計算維持水體連通生態(tài)環(huán)境需水量。平原段基本生態(tài)環(huán)境需水量成果見表1。

表1 平原段生態(tài)環(huán)境需水量成果

平原南段(涿州與北京房山交界至梁各莊)、平原郊野段維持水體連通所需的生態(tài)水量預計為0.99億m3、0.22億m3，其中廊坊段(涿州與北京房山交界至后沙窩)生態(tài)需水量1.12億m3。

3.2 生態(tài)補水保障方案

平原段主要補水水源為河道上游來水，廊坊段(梁各莊至后沙窩)生態(tài)需水量1.12億m3。

3.2.1 補水條件

a.南水北調(diào)中線一期工程。建設南水北調(diào)中線向永定河生態(tài)補水工程，通過稻田、馬廠水庫調(diào)蓄，從大寧調(diào)壓池退水涵取水，利用新建的補水管涵向永定河補水，設計補水流量10m3/s，多年平均和75%年份補水量0.5億m3。

b.天堂河、龍河。根據(jù)天堂河更生閘、龍河(岳莊子閘、東張務閘)實測徑流數(shù)據(jù)，結(jié)合下游未來經(jīng)濟社會發(fā)展情況，規(guī)劃年多年平均、75%和95%來水頻率下天堂河和龍河可向永定河梁各莊以下河段補水0.21億m3、0.15億m3和0.09億m3。

3.2.2 補水方案

涿州與北京房山交界至梁各莊段需水量0.99億m3，通過上游下泄和中線一期工程補水，多年平均和75%年份滿足生態(tài)用水需求，95%年份補水量0.96億m3。

梁各莊至屈家店段生態(tài)需水量0.22億m3，通過上游下泄以及龍河、天堂河補水，多年平均和75%年份滿足生態(tài)用水需求，95%年份補水量0.09億m3(見表2)。

表2 2025年永定河平原郊野段生態(tài)補水量 單位：億m3

4 結(jié) 語

在永定河涿州廊坊段綜合治理與生態(tài)修復項目實施過程中，因地制宜，前期規(guī)劃，特別是泛區(qū)內(nèi)生態(tài)、地形條件復雜，要與大興機場臨空經(jīng)濟區(qū)緊密結(jié)合，多方面著手確定治理的思路，堅持創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念。落實“四河+兩河”建設目標，開發(fā)綠色產(chǎn)業(yè)，滿足“生態(tài)產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)生態(tài)化”“流域治理與產(chǎn)業(yè)開發(fā)”結(jié)合的要求。統(tǒng)籌水系連通、河道清障、清淤疏浚、岸坡整治、水源涵養(yǎng)與水土保持、河湖管護等多項水利措施，保障水安全、修復水生態(tài)、彰顯水文化、提升水管理、促進水產(chǎn)業(yè)，通過“水凈、水清、水美”三步曲，將廊坊永定河沿線建設成為安全生態(tài)、休閑旅游、運動健康、產(chǎn)業(yè)富民的美麗河道，帶動區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展，讓斷流30多年的永定河真正流動起來，真正實現(xiàn)治水美村，生態(tài)富民，鄉(xiāng)村振興，恢復昔日“無定歷來期永定，今朝矚目一河清”的幸福河。