北京市河流不同水期水質(zhì)特征及汛期水質(zhì)改善對(duì)策研究

武亞林 凌文翠 劉桂中

摘要：分析北京市河流不同水期水質(zhì)特征，提出汛期水質(zhì)改善對(duì)策，為北京市水環(huán)境持續(xù)改善提供支撐?；诒本┦?020年汛期、2021年訊期、2022年全年104條段典型河流的水質(zhì)數(shù)據(jù)，從不同時(shí)空尺度對(duì)水質(zhì)特征進(jìn)行分析。結(jié)果表明，2022年汛期較非汛期水質(zhì)有所變差，近三年來(lái)汛期水質(zhì)整體呈現(xiàn)向好意勢(shì)；就五大水系而言，北運(yùn)河水系劣V斷面居多；從五大區(qū)域上看，非汛期平原新城的劣V斷面最多，汛期除核心區(qū)外，均存在劣V斷面，中心城區(qū)的最多。此外，為保障汛期水質(zhì)達(dá)標(biāo)，從短期和長(zhǎng)期手段上提出對(duì)策。

關(guān)鍵詞：汛期；五大流域；五大區(qū)域；對(duì)策

中圖分類號(hào)：X522 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

前言

北京既是首善之都也是華北缺水城市的典型代表，自“十三五”以來(lái)，市水環(huán)境質(zhì)量明顯大幅改善，但汛期城鄉(xiāng)面源污染等水環(huán)境問(wèn)題仍然突出。生態(tài)環(huán)境部2022年2月印發(fā)的《關(guān)于開展汛期污染強(qiáng)度分析推動(dòng)解決突出水環(huán)境問(wèn)題的通知》指出：各地要因地制宜開展汛期污染強(qiáng)度監(jiān)測(cè)分析?！侗本┦小笆奈濉睍r(shí)期生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》也提出：加強(qiáng)城市面源治理，減少汛期溢流污水、初期雨水直接人河。水質(zhì)遇雨即降也是近年來(lái)科研工作者密切關(guān)注的問(wèn)題。湯虹等分析了河流汛期水質(zhì)變化及保護(hù)對(duì)策；徐海波等探討了江蘇省內(nèi)太湖、長(zhǎng)江和淮河流域主汛期前后水質(zhì)變化趨勢(shì)，提出汛期水質(zhì)保障建議；馬小雪等分析了不同水期秦淮河流域水質(zhì)特征及污染來(lái)源解析，指出年內(nèi)非汛期的水質(zhì)要劣于汛期水質(zhì)，汛期與非汛期的污染分布存在空間差異性。因此，分析北京市不同水期水質(zhì)特征，特別是掌握汛期水質(zhì)特征，進(jìn)而提出訊期水質(zhì)改善對(duì)策對(duì)于北京市水環(huán)境持續(xù)改善具有重大意義、為其他省市水質(zhì)改善提供一定的參考價(jià)值。

研究結(jié)合《海河流域水生態(tài)環(huán)境保護(hù)“十四五”規(guī)劃》提出的“流域統(tǒng)籌、區(qū)域落實(shí)”空間管控思路，從汛期非汛期、流域、區(qū)域不同時(shí)空尺度分析2022年度北京市河流水質(zhì)特征，提出汛期水質(zhì)改善對(duì)策。

1研究區(qū)概況

北京市地處海河流域，轄區(qū)內(nèi)從東到西分布著薊運(yùn)河水系、潮白河水系、北運(yùn)河水系、永定河水系和大清河水系五大流域。北京城市總體規(guī)劃提出構(gòu)建“一核一主一副、兩軸多點(diǎn)一區(qū)”的城市空間結(jié)構(gòu)，五大區(qū)域包括核心區(qū)、中心城區(qū)、城市副中心、平原新城和生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)。流域和區(qū)域空間分布見圖1。

2數(shù)據(jù)與方法

2.1數(shù)據(jù)來(lái)源

研究涉及104條河流，如圖2所示。研究區(qū)地勢(shì)西北高、東南低，因此大多數(shù)河流由西北流向東南。數(shù)據(jù)為2020年汛期（6月-9月）、2021年汛期（6月-9月）、2022年全年水質(zhì)類別數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來(lái)源于北京市生態(tài)環(huán)境局官方網(wǎng)站。

2.2分析方法

優(yōu)Ⅲ（劣V）斷面占比為統(tǒng)計(jì)時(shí)空范圍內(nèi)所有優(yōu)Ⅲ（劣V）斷面與所有有水監(jiān)測(cè)斷面的比值；研究區(qū)域概況和水質(zhì)評(píng)價(jià)河流借助ArcGIS展示、各類別斷面占比通過(guò)柱狀圖展示。

3結(jié)果與分析

3.1整體情況

如圖3所示2020年-2022近三年汛期及2022年非訊期優(yōu)Ⅲ劣V占比情況，由圖3可以看出：2022年汛期較2022年非汛期水質(zhì)優(yōu)Ⅲ比例有所下降，下降了10.40%，劣V比例有所提升，提升了1.62個(gè)百分點(diǎn)，汛期水質(zhì)相比非汛期有所變差；2020年-2023近三年汛期水質(zhì)整體上看，優(yōu)Ⅲ斷面比例上升，劣V斷面比例下降，表明近三年來(lái)全市水環(huán)境治理取得成效。值得一提的是，2021年汛期水質(zhì)劣V占比相較2020年有所增加，可能是由于2021年北京市降水量翻倍，雨季來(lái)得早去的晚，短時(shí)雨強(qiáng)大，降雨頻次高，汛期降水量也比2020年同期偏多三成。（見表1）

3.2流域特點(diǎn)

北京市五大水系非汛期、汛期水質(zhì)類別占比情況如圖4所示，可以看出：非汛期永定河水系和大清河水系水質(zhì)較好，薊運(yùn)河水系、北運(yùn)河水系及潮白河水系存在劣V斷面，劣V斷面分別分布在薊運(yùn)河水系的洳河下段，潮白河水系的箭桿河，北運(yùn)河水系的港溝河、風(fēng)港減河、萬(wàn)泉河、通惠西排干和風(fēng)河，北運(yùn)河水系最多，占比71%；汛期五大水系水質(zhì)類別占比隋況表明薊運(yùn)河水系、北運(yùn)河水系、永定河水系存在劣V斷面，劣V斷面分布在薊運(yùn)河水系的洳河下段，北運(yùn)河水系的萬(wàn)泉河、北小河、馬草河、新鳳河、小中河和通惠西排干，永定河水系的小龍河，北運(yùn)河水系最多，占比70%。

北京市五大水系特征不同，薊運(yùn)河水系以農(nóng)村環(huán)境重點(diǎn)改善為主、潮白河水系是首都飲用水安全保障區(qū)、永定河水系先行示范水生態(tài)修復(fù)、大清河水系重在保障雄安新區(qū)上游水質(zhì)，而北運(yùn)河水系強(qiáng)調(diào)城市水循環(huán)可持續(xù)發(fā)展，流域內(nèi)包含了絕大部分的城市建成區(qū)，人口、產(chǎn)業(yè)、資源高度集中，因此劣V斷面占比最高。

3.3區(qū)域特點(diǎn)

如圖5所示北京市五大區(qū)域非汛期、汛期水質(zhì)類別占比情況，圖5表明：非汛期平原新城、中心城區(qū)、生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)存在劣V斷面，劣V斷面分別分布在平原新城的港溝河、鳳港減河、箭桿河、通惠西排干和風(fēng)河，中心城區(qū)的通惠西排干和萬(wàn)泉河，生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)的洳河下段；汛期除核心區(qū)外，其他四區(qū)均存在劣V斷面，中心城區(qū)的居多，5個(gè)斷面次劣V，平原新城的次之，4個(gè)斷面次劣V。推測(cè)其原因，中心城區(qū)和平原新城城市化高度發(fā)展，地表水源多來(lái)源于再生水廠退水，水體自凈能力差，汛期水質(zhì)較易受到面源污染的沖擊。

4汛期水質(zhì)改善對(duì)策

汛期對(duì)河流水質(zhì)造成較大沖擊主要來(lái)源于三個(gè)方面：一是人河排口特別是雨洪排口和雨污混排口，旱季管道“藏污納垢”，雨季來(lái)前未及時(shí)清理，汛期管道內(nèi)污染物經(jīng)雨水沖刷人河；二是截流式合流制排水體系汛期因污水處理設(shè)施能力不足溢流導(dǎo)致污水直接人河；三是雨水沖刷街道、屋面等導(dǎo)致汛期面源初期人河徑流污染物濃度較高。因此，汛期水質(zhì)預(yù)防惡化應(yīng)做到汛前預(yù)防、汛中監(jiān)測(cè)溯源、汛后總結(jié)預(yù)警。

未雨綢繆，做好汛前預(yù)防。入河排口是岸上污染源進(jìn)人水體環(huán)境的重要通道，汛前應(yīng)結(jié)合“清管行動(dòng)”等加強(qiáng)城市雨洪排口和雨污混排口非雨季的定期清掏養(yǎng)護(hù)。此外，加強(qiáng)岸上垃圾、畜禽糞污等面源污染的排查和處理處置。

“訊”速行動(dòng)，做好汛中監(jiān)測(cè)溯源。充分利用現(xiàn)有自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，輔以必要的人工監(jiān)測(cè)，對(duì)汛期水質(zhì)超標(biāo)斷面特別是劣V斷面，開展匯水范圍調(diào)查分析，追根溯源，切實(shí)明確斷面水質(zhì)惡化的原因并將責(zé)任落實(shí)到屬地，編制切實(shí)可行的汛期水質(zhì)改善方案。

防范未然，做好汛后總結(jié)預(yù)警。以汛期水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為抓手，以數(shù)據(jù)應(yīng)用為導(dǎo)向，深挖數(shù)據(jù)價(jià)值，總結(jié)汛期水質(zhì)特征及變化規(guī)律，確定汛期重點(diǎn)關(guān)注斷面，對(duì)下年汛期水質(zhì)開展預(yù)警。結(jié)合北京市2022年汛期水質(zhì)特征，初步確定除核心區(qū)的其他四大區(qū)域薊運(yùn)河水系的洳河下段，北運(yùn)河水系的萬(wàn)泉河、北小河、馬草河、新鳳河、小中河和通惠西排干及永定河水系的小龍河為重點(diǎn)關(guān)注水體，水體所布設(shè)的監(jiān)測(cè)斷面為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)斷面。

長(zhǎng)期來(lái)看，BMPs（Best Management Pntctices，最佳管理措施）是目前國(guó)際公認(rèn)的治理汛期面源污染的有效措施之一。美國(guó)環(huán)境保護(hù)局將BMPs定義為：“一定條件下控制雨水徑流、改善徑流水質(zhì)最高效的技術(shù)手段或工程設(shè)施”，它的核心是在污染物進(jìn)入水體前，通過(guò)各種滿足生態(tài)環(huán)境要求、經(jīng)濟(jì)高效的措施有效控制和減輕非點(diǎn)源污染，具有環(huán)境友好、工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。BMPs的配置一般圍繞著“減源一攔截一修復(fù)”的污染控制理論來(lái)開展，方法有工程措施和非工程措施兩大類。工程措施是指用工程設(shè)施來(lái)控制和減少污染物，如透水鋪裝、滯留地／池／塘、人工濕地等；非工程措施依靠管理措施來(lái)達(dá)到控制污染的目的，如雨水徑流污染控制指南、城市管理、限制除雪劑的使用等。北京市在北運(yùn)河、密云水庫(kù)等流域也有相關(guān)的研究與實(shí)踐，在今后的面源污染控制研究中大有前景。

5結(jié)論

通過(guò)對(duì)北京市不同水期水質(zhì)特征的分析及汛期水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)對(duì)策的研究，主要結(jié)論如下：一是雖然近三年來(lái)汛期水質(zhì)整體向好，但汛期面源污染對(duì)河流水質(zhì)影響仍較大，相比非汛期，汛期水質(zhì)有所變差；汛期北運(yùn)河水系劣V斷面居多，中心城區(qū)劣V斷面最多。二是汛期水質(zhì)預(yù)防惡化應(yīng)做到汛前預(yù)防、訊中監(jiān)測(cè)溯源、訊后總結(jié)預(yù)警，也可結(jié)合最佳管理措施有效防范汛期面源污染，為北京市水質(zhì)穩(wěn)定持續(xù)達(dá)標(biāo)提供支撐。