團(tuán)城湖調(diào)節(jié)池水環(huán)境現(xiàn)狀及保護(hù)措施

高大偉 賈紅燕 田 杰

(北京市南水北調(diào)團(tuán)城湖管理處,北京 100195)

團(tuán)城湖調(diào)節(jié)池位于海淀區(qū)四季青鎮(zhèn)玉泉行政村,南鄰北四環(huán)西路,北至中塢新村,東鄰南水北調(diào)中線團(tuán)城湖明渠,西至北塢村路,同時(shí)緊鄰頤和園和三山五園風(fēng)景區(qū),屬于世界文化遺產(chǎn)保護(hù)區(qū),也是北京市規(guī)劃建設(shè)的綠化隔離地區(qū)和南水北調(diào)水源保護(hù)區(qū),因此水源保護(hù)是重中之重。

1 團(tuán)城湖調(diào)節(jié)池概況

1.1 工程概況

團(tuán)城湖調(diào)節(jié)池水源來(lái)自南水北調(diào)中線工程團(tuán)城湖明渠分水,水質(zhì)常年保持在Ⅱ類。該工程于2012年11月12日開工,2014年6月底主體工程完工后投入運(yùn)行,總占地面積67hm2,其中水面面積為33hm2,水深常年保持在5.0m左右,調(diào)蓄水位為45.0～49.0m,最高運(yùn)行水位為49.5m,池底高程為44.0m,調(diào)蓄容積為127萬(wàn)m3,最大儲(chǔ)水容量為166萬(wàn)m3[1]。

1.2 京西水源調(diào)度的關(guān)鍵樞紐作用

團(tuán)城湖調(diào)節(jié)池是北京市南水北調(diào)配套工程的重要組成部分,是京西水源調(diào)度的關(guān)鍵樞紐,是利用南水北調(diào)水向城市供水的關(guān)鍵工程,作為北京市南水北調(diào)供水系統(tǒng)中的重要水利樞紐,發(fā)揮著承上啟下的作用。團(tuán)城湖調(diào)節(jié)池可接納密云水庫(kù)和南水北調(diào)來(lái)水兩大水源,經(jīng)調(diào)度后分別向北京市第八水廠、第九水廠、田村水廠、燕化引水工程、東水西調(diào)工程、城市河湖水系、高水湖養(yǎng)水湖等處供水,發(fā)揮著重要的供水效益和生態(tài)效益[2]。

2 水環(huán)境現(xiàn)狀

2.1 運(yùn)行現(xiàn)狀

團(tuán)城湖調(diào)節(jié)池共有1處進(jìn)水口和3處分水口(環(huán)線、田村及高水湖養(yǎng)水湖),目前環(huán)線和田村2處分水口未投入運(yùn)行,只經(jīng)高水湖養(yǎng)水湖分水口向海淀區(qū)河湖分水,流量控制在0.5～1.0m3/s,整體流速較慢且集中在調(diào)節(jié)池東岸,由于調(diào)節(jié)池水面面積較大,導(dǎo)致池內(nèi)水體不能有效循環(huán)流動(dòng)。連通調(diào)節(jié)池與北京第九水廠的團(tuán)九二期工程預(yù)計(jì)2022年通水,通水后將極大地改善調(diào)節(jié)池水環(huán)境狀況。

2.2 工程現(xiàn)狀

為充分發(fā)揮調(diào)節(jié)池的分水、調(diào)蓄、水源保障等作用,強(qiáng)化調(diào)節(jié)池的防滲性,池體、池壁均采用硬化處理,沿岸邊2m栽植水生植物,并鋪設(shè)魚巢磚以及植草磚等,淤泥多來(lái)自輸水過(guò)程中以及岸邊水土流失過(guò)程中所攜帶的泥沙。該現(xiàn)狀不能為水生植物生長(zhǎng)提供適宜的環(huán)境與空間,同時(shí)沒(méi)有適宜的淺灘為水鳥、魚類提供棲息、繁衍的場(chǎng)所。

2.3 水生物、水質(zhì)現(xiàn)狀

調(diào)節(jié)池水源來(lái)自南水北調(diào)中線工程末端,水質(zhì)常年保持在Ⅱ類,但其中總氮、氨氮含量介于Ⅱ、Ⅲ類水之間,可能與中線來(lái)水中氨氮和總氮含量有關(guān)。尹煒等[3]通過(guò)對(duì)南水北調(diào)中線總干渠湖北-北京各個(gè)區(qū)域水質(zhì)變化進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)總干渠水質(zhì)中氨氮由南到北呈現(xiàn)出升高趨勢(shì),總氮整體呈現(xiàn)大幅度波動(dòng),需持續(xù)加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)。調(diào)節(jié)池中浮游生物、水生植物等種類較少,水體自身凈化能力較差,魚類以鰱魚、草魚、青魚等為主,夏季隨著氣溫逐漸升高,水體內(nèi)產(chǎn)生大量藍(lán)藻,并逐步聚集漂浮在水面,嚴(yán)重影響調(diào)節(jié)池觀感及水質(zhì)安全。除藍(lán)藻外,還存在死魚、楊柳絮、枯枝爛葉等其他垃圾,每日產(chǎn)生的水面垃圾約20kg。

2.4 其他風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)

a.外來(lái)人員闖入。由于團(tuán)城湖調(diào)節(jié)池位于三山五園風(fēng)景區(qū),曾多次被誤認(rèn)為公園,發(fā)生翻越闖入事件,周界安防存在隱患。

b.高水湖養(yǎng)水湖分水口與海淀區(qū)金河相連通,存在外來(lái)水源倒灌引發(fā)飲用水污染的風(fēng)險(xiǎn)。在建設(shè)前期,對(duì)調(diào)節(jié)池所處區(qū)域的地下水進(jìn)行監(jiān)測(cè),結(jié)果表明部分指標(biāo)超標(biāo),存在地下水污染的風(fēng)險(xiǎn),需預(yù)防地下水污染。

c.外來(lái)物種入侵的風(fēng)險(xiǎn)。南水北調(diào)中線工程在排空檢修期間,暗涵擋墻上發(fā)現(xiàn)了大量淡水殼菜,可能會(huì)造成影響工程安全、污染水體、破壞原有生態(tài)平衡等危害,需要多加關(guān)注與防范[4]。由于中線工程與團(tuán)城湖調(diào)節(jié)池相連通,隨著團(tuán)城湖調(diào)節(jié)池工程的投入運(yùn)行,輸水流量加大,需加強(qiáng)淡水殼菜的監(jiān)測(cè),防止物種入侵。

d.團(tuán)城湖調(diào)節(jié)池綠化面積達(dá)到34hm2,園區(qū)建成時(shí)間較短,環(huán)湖山體為人造山體,長(zhǎng)期處于不穩(wěn)定狀態(tài),在汛期易發(fā)生水土流失,存在發(fā)生面源污染的風(fēng)險(xiǎn)。

3 措 施

3.1 管理措施

3.1.1 安保管理

物防:團(tuán)城湖調(diào)節(jié)池采取封閉管理,調(diào)節(jié)池周圍均布置圍墻、圍欄。技防:沿調(diào)節(jié)池外圍圍墻、圍欄安裝視頻監(jiān)控以及紅外對(duì)射報(bào)警設(shè)備,同時(shí)設(shè)置安保中控室,24小時(shí)值守,并針對(duì)紅外對(duì)射報(bào)警提示及時(shí)進(jìn)行檢查。人防:安保2人一崗,園區(qū)內(nèi)24小時(shí)不間斷巡查,園區(qū)外圍1圈/d。物防與人防相結(jié)合,提升團(tuán)城湖調(diào)節(jié)池水源地安保管理效率。

3.1.2 工程巡查

設(shè)置工程巡查崗,作為調(diào)節(jié)池水環(huán)境保衛(wèi)的另一道屏障進(jìn)行巡查。2人一組,每日2次,對(duì)團(tuán)城湖調(diào)節(jié)池水面、周邊渠道、調(diào)節(jié)池外圍是否存在污染水環(huán)境的行為等進(jìn)行巡查。

3.1.3 水質(zhì)監(jiān)測(cè)

加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作,每月收集調(diào)節(jié)池水質(zhì)監(jiān)測(cè)報(bào)告,了解調(diào)節(jié)池水質(zhì)變化情況。在特殊時(shí)期,如調(diào)節(jié)池排水工作開展期間,增加取樣頻次進(jìn)行加密監(jiān)測(cè),同時(shí)在調(diào)節(jié)池西岸、高水湖養(yǎng)水湖出水口處安裝“水質(zhì)偵察兵”,動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)池水質(zhì)變化。目前,調(diào)節(jié)池已建立水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),每日不間斷進(jìn)行水質(zhì)在線監(jiān)測(cè),同時(shí)設(shè)置了警戒線,當(dāng)水質(zhì)指標(biāo)臨近警戒線時(shí)可及時(shí)進(jìn)行預(yù)警。

3.2 運(yùn)行措施

?自2019年起,通過(guò)高水湖養(yǎng)水湖分水口向海淀區(qū)河湖補(bǔ)水,在補(bǔ)水的同時(shí)也帶動(dòng)了調(diào)節(jié)池內(nèi)部水體流動(dòng),改善了水環(huán)境狀況;?在田村分水口安裝曝氣機(jī),加速了局部湖水流動(dòng),提高了水中溶解氧含量,從而起到了凈化水質(zhì)的作用;?按照單位維護(hù)細(xì)則,每3年對(duì)調(diào)節(jié)池進(jìn)行吹排空換水,分別在2018年和2021年完成調(diào)節(jié)池排空換水工作,每次排水約114.8萬(wàn)m3,通過(guò)抽排水工作改善了調(diào)節(jié)池內(nèi)水質(zhì),一定程度上緩解了藍(lán)藻的暴發(fā);?利用現(xiàn)有人員以及船只,每日開展不少于2次的水面保潔工作,在夏季藍(lán)藻暴發(fā)高峰期,由于水面面積較大,以及在水生植物密植區(qū)域漂浮著大量藍(lán)藻,加大了打撈難度,因此可在重點(diǎn)時(shí)間增加打撈人員,同時(shí)改進(jìn)打撈工具,并在船體安裝固定支架以及大型過(guò)濾網(wǎng),增大打撈面積,提升打撈效率。

3.3 工程措施

?根據(jù)環(huán)湖岸邊地形的變化情況,在團(tuán)城湖調(diào)節(jié)池中設(shè)置東中西3座導(dǎo)流島,合理引導(dǎo)調(diào)節(jié)池內(nèi)的水流,避免池中出現(xiàn)死水區(qū)[5];?環(huán)湖設(shè)置魚鱗坑、鉛絲石籠、卵石等,同時(shí)沿岸邊鋪設(shè)沙袋、土工布等減少水土流失;?環(huán)調(diào)節(jié)池設(shè)置排水溝、排水管,同時(shí)環(huán)湖路采用無(wú)砂混凝土材料鋪設(shè),最大限度地收集雨水資源。

3.4 生態(tài)措施

?沿調(diào)節(jié)池二級(jí)平臺(tái)(高程48.50m)栽植水生植物約1萬(wàn)m2,主要以蘆葦為主,配有少量菖蒲及荷花,在碼頭等區(qū)域還可栽植睡蓮、水蔥、再力花等水生植物,通過(guò)吸收水體內(nèi)氮磷等有機(jī)污染物達(dá)到凈化水體的作用。由于水生植物常年被草魚啃食,存活率較低,因此從2019年起逐步沿二級(jí)平臺(tái)外側(cè)增加攔魚網(wǎng),并加高至49.10m;?每年開展增殖放流工作,主要投放花鰱、白鰱、草魚、青魚等,少量投放黑魚、鱖魚、武昌、鯽魚等,已累計(jì)投放超過(guò)50t,不斷優(yōu)化調(diào)整調(diào)節(jié)池內(nèi)魚類群落,豐富調(diào)節(jié)池內(nèi)魚類種類,調(diào)整魚類數(shù)量配比,減少魚類分泌物對(duì)水體的污染,并通過(guò)鰱魚、鳙魚攝食藍(lán)藻,起到凈化水質(zhì)的作用;?通過(guò)栽植節(jié)水型地被發(fā)揮固土保水的作用,同時(shí)為實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)池零面源污染,全園禁止使用農(nóng)藥以及無(wú)機(jī)化肥。

4 展 望

4.1 增加調(diào)節(jié)池內(nèi)水體循環(huán)流動(dòng)

團(tuán)城湖調(diào)節(jié)池融冰泵主要用于防止水面冬季結(jié)冰,可充分利用融冰泵攪動(dòng)水體的作用,在重點(diǎn)區(qū)域安裝融冰泵并定時(shí)開啟攪動(dòng)水體,加速局部水體流動(dòng),增強(qiáng)水體自凈能力。

同時(shí),借鑒北京市城市河湖管理處在筒子河、中海、南海等區(qū)域安裝推流器改善水質(zhì)的經(jīng)驗(yàn)[6],將推流器通過(guò)支架與渠道擋墻進(jìn)行連接固定,推流器中心與水位中點(diǎn)基本持平,每隔20m布置1個(gè)推流器,同時(shí)在死水區(qū)增加推流器,并結(jié)合水流流態(tài)適當(dāng)調(diào)整推流器朝向。利用推流器可加速水體流動(dòng),增加水中溶解氧,提高水中微生物活性及含量,通過(guò)分解水中富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),對(duì)防治水體富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)揮重要作用。

4.2 藻類打撈船

目前,太湖流域使用藍(lán)藻清理長(zhǎng)臂船進(jìn)行藻類打撈(見(jiàn)圖1),在藻類治理上取得了很好的效果。針對(duì)調(diào)節(jié)池產(chǎn)生的大量藍(lán)藻,考慮使用藻類清理船進(jìn)行機(jī)械作業(yè),擴(kuò)大打撈面積,提高藍(lán)藻打撈效率,同時(shí)打撈船也可打撈其他水面垃圾。

圖1 藍(lán)藻清理長(zhǎng)臂船

4.3 水生植物

由于調(diào)節(jié)池護(hù)坡、池底整體進(jìn)行了防滲處理,僅可在二級(jí)平臺(tái)栽植水生植物,品種單一,可以通過(guò)增加人工生態(tài)浮島的措施,豐富浮水、沉水水生植物種類及數(shù)量,同時(shí)通過(guò)植物根系吸收水體中的富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),降低水中化學(xué)需氧量,凈化水環(huán)境,同時(shí)還可以達(dá)到一定的景觀效果[7]。人工生態(tài)浮島見(jiàn)圖2。針對(duì)二級(jí)平臺(tái)覆土淺的問(wèn)題,可以通過(guò)調(diào)節(jié)池池底清淤工作,將淤泥覆蓋在二級(jí)平臺(tái)上,成為較好的種植土,促進(jìn)水生植物的生長(zhǎng)[8]。

圖2 人工生態(tài)浮島

4.4 優(yōu)化魚群結(jié)構(gòu),豐富生物多樣性

繼續(xù)優(yōu)化調(diào)節(jié)池內(nèi)魚類結(jié)構(gòu),并對(duì)雜食性魚類進(jìn)行打撈,減少調(diào)節(jié)池內(nèi)雜食性魚類數(shù)量,促進(jìn)浮游生物生長(zhǎng),同時(shí)可以考慮增加螺等底棲生物種類及數(shù)量,以加速藻類的分解[9]。

4.5 調(diào)研中線來(lái)水中藍(lán)藻含量

調(diào)研南水北調(diào)中線來(lái)水中藍(lán)藻的含量,結(jié)合調(diào)節(jié)池藍(lán)藻含量,對(duì)比分析來(lái)水對(duì)調(diào)節(jié)池中藍(lán)藻生長(zhǎng)的影響,同時(shí)考慮采取措施減少來(lái)水中藍(lán)藻的含量,緩解調(diào)節(jié)池中藍(lán)藻的暴發(fā)。

4.6 藻類的資源化利用

夏季藻類打撈量大面廣,簡(jiǎn)單處理將造成腐爛發(fā)臭,污染環(huán)境。藍(lán)藻中含有大量的氮磷,探究藍(lán)藻的資源化利用十分必要。可將其制作成肥料,發(fā)揮生態(tài)環(huán)保效益,取之于園用之于園[10]。

5 結(jié) 語(yǔ)

水質(zhì)改善是一項(xiàng)需要長(zhǎng)期堅(jiān)持并不斷探索的工作,團(tuán)城湖調(diào)節(jié)池作為京西輸水的重要樞紐,在調(diào)蓄水量平衡等方面發(fā)揮著重要作用,因此多措并舉保護(hù)水環(huán)境十分必要,后續(xù)應(yīng)繼續(xù)從源頭、過(guò)程、結(jié)果等多方面對(duì)水質(zhì)進(jìn)行保護(hù),增強(qiáng)水體自凈能力,使其成為首都水資源保障體系中的重要一環(huán)?！?/p>