張懷斌
(北京市潮白河管理處,北京 101300)
1991 年,潮白河開展過一次大規(guī)模治理,距今已經(jīng)超過30 a,河道自身發(fā)生了很大變化。隨著經(jīng)濟社會發(fā)展對河道功能提出了新的要求,在北京市實施永定河、北運河治理后,實施潮白河綜合治理與生態(tài)修復(fù)也被提上日程。
潮河和白河在北京市密云區(qū)城南河槽村匯合后稱潮白河,潮白河是北京市第二大河,從匯合口—京冀界(牛牧屯引河)流經(jīng)密云、懷柔、順義、通州四區(qū),總長83.5 km。其中,箭桿河口以下有38.3 km長河段為北京市和河北省的界河,兩省市以河道主槽中心線為界,右岸為北京順義區(qū)、通州區(qū)(北京城市副中心),左岸為河北省三河市、大廠回族自治縣、香河縣。
歷史上,潮白河經(jīng)常擺動于北運河和薊運河之間,常常泛濫成災(zāi),決口改道。據(jù)史料記載,1368—1960 年,潮白河共發(fā)生過55 次較大洪水災(zāi)害,其中1939 年潮白河蘇莊水文站發(fā)生11 235 m3/s 特大洪水,造成閘壩沖毀、鐵路沖斷,災(zāi)民逾百萬,淹沒土地43.3 萬hm2。為根治水患,在河道上游修建密云水庫,自1960 年水庫建成攔洪以后,潮白河洪水基本得到控制,至今超過60 a,蘇莊水文站僅發(fā)生過2 次接近1 000 m3/s洪水[1]。
密云水庫建庫之前潮白河水量充沛,水質(zhì)良好,年均徑流17.98 億m3(1918—1959 年)。建庫之后,自20 世紀(jì)80 年代以來,由于降雨量偏少,城市用水量劇增,潮白河流域每年向首都城區(qū)和其他流域提供地表水、地下水約7 億~9 億m3,造成潮白河干流常年斷流,20世紀(jì)80年代年均斷流247 d,20世紀(jì)90年代年均斷流179 d,1999 年以來基本全年斷流[2]。2021年,潮白河生態(tài)補水使潮白河干流自1999年以來首次實現(xiàn)京津冀全線水流貫通。
20 世紀(jì)70—80 年代,潮白河河道寬淺,無堤無路,中泓游蕩。1978—1980年,完成順義河南村—通州沙務(wù)村長48 km 的右堤加高培厚;1984年,建成向陽閘,整條河道基本處于原始狀態(tài)。
20 世紀(jì)90 年代,潮白河進入大規(guī)模整治階段,完成匯合口—運潮減河口右堤加高加固、匯合口—市界左堤加高加固、匯合口—順義牛欄山橡膠壩范圍主槽疏挖,并建成匯合口、牛欄山、河南村、柳各莊、蘇莊、沮溝、白廟、興各莊和于辛莊9座橡膠壩。
進入21世紀(jì),隨著北京申奧成功,潮白河的治理內(nèi)容也從防洪灌溉逐步拓展到改善環(huán)境營造景觀等。2003—2006年,實施了潮白河牛欄山橋—河南村段整治工程,包括挖河、筑堤、新筑微地形堤、生態(tài)護砌以及濱河路生態(tài)環(huán)境和景觀建設(shè)等工程;2006—2008年,又實施了向陽閘庫區(qū)環(huán)境整治工程,治理后該段河道兩岸形成了長約12 km的生態(tài)堤防,使河道及周邊地區(qū)面貌煥然一新,為順義新城及2008 年北京奧運水上運動比賽創(chuàng)造了良好環(huán)境;2009—2012年,實施了密云和順義潮白河濱河森林公園工程。
截至目前,潮白河干流上已建1 座攔河閘和10座橡膠壩,建成了潮白河應(yīng)急、潮白河綠化、自來水八廠、燕京啤酒廠、引潮入城、順義水廠等多個水源地,河道防洪排澇功能、沿河環(huán)境和交通功能得到有效改善。但歷次河道治理均側(cè)重于局部河段整治,缺乏對全河道進行整體梳理和綜合系統(tǒng)提升。
3.1.1 局部堤防不達(dá)標(biāo)
在《潮白河(北京段)綜合治理與生態(tài)修復(fù)規(guī)劃》中,潮白河部分堤段防洪標(biāo)準(zhǔn)由20 a一遇提高到50 a一遇,城市副中心段右堤防洪標(biāo)準(zhǔn)提高到100 a 一遇,致使向陽閘以下約40 km 河段堤防超高不足,存在防洪安全隱患。
3.1.2 橡膠壩調(diào)度不靈活
目前河道上有10 座橡膠壩,其主要功能是攔蓄基流、營造水面。10 座橡膠壩控制運行靈活性差,明顯不能滿足潮白河的水資源調(diào)度需要,主要表現(xiàn)為:落壩慢,一般需要半天時間;升壩更慢,一般需要3~4 d時間。
10 座橡膠壩中,除牛欄山橡膠壩建于2003 年,河槽橡膠壩建于2009年,其余8座均建于20世紀(jì)90年代,經(jīng)安全評價,均為三、四類壩,所以存在不同程度的安全隱患[3]。
3.1.3 砂石坑造成安全隱患
河底砂石超采對河道及穿河建筑物產(chǎn)生巨大安全隱患。無序的砂石開采造成部分建筑物上下游河底高程遠(yuǎn)低于建筑物基礎(chǔ)高程,使建筑物基礎(chǔ)類似“土壩”狀存在河床上。河道行洪過程中,在溯源沖刷作用下可能導(dǎo)致建筑物基礎(chǔ)發(fā)生沖刷破壞。2021年春季潮白河生態(tài)試驗補水期間,河槽橡膠壩跌水、河槽漫水橋、京承高速橋、大秦鐵路橋、牛欄山引水橋等跨河建筑物處河底高程由于遠(yuǎn)高于上下游河底,在溯源沖刷作用下導(dǎo)致河床下切造成建筑物護砌工程沖毀破壞[4]。
牛欄山以上河道外側(cè)分布多處砂石坑,部分砂坑直逼巡河路坡腳,河道行洪過程中,在內(nèi)外水頭差滲透作用下,道路邊坡存在失穩(wěn)的風(fēng)險。2021 年春季潮白河生態(tài)試驗補水期間,懷柔梭草村砂坑處道路邊坡出現(xiàn)滑坡和路面出現(xiàn)滑移裂縫等問題。
3.1.4 險村險戶存在安全隱患
北京市境內(nèi)潮白河河道內(nèi)有13 個村莊,分別是順義的史家口和沮溝,通州的白廟、沙窩(師姑莊)、東堡和“河八村”(即前東儀、史東儀、侯東儀、黃東儀、尹家河、侯各莊、趙莊、于辛莊)。13 個村莊農(nóng)村宅基地占地148.9 hm2,常住人口約7 574 人。白廟村建有10 a一遇的擋墻,其他村莊基本無防護措施,10 a一遇洪水將溢出主槽威脅灘地村莊[5]。目前,主要通過防洪預(yù)警、緊急轉(zhuǎn)移等方式解決河道內(nèi)居民防洪避險。
在2021 年潮白河生態(tài)補水前,潮白河生態(tài)水源主要為再生水,生態(tài)水量得不到滿足。匯合口—向陽閘、沮溝—白廟2 個河段常年斷流,河床裸露,其余河段景觀水面均由閘壩攔蓄,水體流動性和水質(zhì)較差,其中順義段潮白河多次發(fā)生水華現(xiàn)象;現(xiàn)狀河道主槽中設(shè)立1閘10壩,將河道隔離成獨立河段,連通性差;河道主槽邊坡較陡,河內(nèi)生境單一,未注重生態(tài)邊坡和生物棲息地的營造,不利于魚類和涉禽等動物的覓食繁殖,野生動植物的數(shù)量和種類較少,生物多樣性較差;河道灘地雖然綠化程度較高,但是以楊樹柳樹等速生樹種為主,植物品種單一,未形成有層次的生態(tài)群落,生態(tài)系統(tǒng)較簡單脆弱。
沿河林帶多以速生樹種為主,植物品種單一且存在林相老化、林分稠密等問題,行政區(qū)之間、城鄉(xiāng)之間存在綠色缺口;現(xiàn)狀河道水位與岸頂高差大,濱水綠帶實現(xiàn)率低,水岸空間融合不足;河道生態(tài)景觀風(fēng)貌品質(zhì)低,無法滿足人民群眾對高質(zhì)量生態(tài)環(huán)境需求。
近些年潮白河水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn),目前北京境內(nèi)所有排污口已經(jīng)全部實施封堵治理,且左岸河北省尚有8 個入河排污口還未進行治理,仍有污水直排入河[6];密云匯合口處河段生態(tài)用水主要以再生水為主,匯合口下斷面與功能區(qū)要求水質(zhì)目標(biāo)差距較大;蘇莊及吳村斷面雖達(dá)標(biāo)但水質(zhì)狀況還不是很穩(wěn)定,水環(huán)境問題仍未徹底解決。
潮白河水務(wù)信息化建設(shè)存在明顯短板,2021 年以前沒有成形的信息化系統(tǒng)。2021 年,密云水庫向潮白河生態(tài)補水,實現(xiàn)了水流全線貫通,為了確保安全,建設(shè)了覆蓋重點河段的視頻監(jiān)控系統(tǒng)和14套水文觀測設(shè)施。2022 年,建設(shè)了向陽閘自動化監(jiān)控系統(tǒng)和潮白河水源地智慧化運行系統(tǒng),實現(xiàn)了對重要水利工程設(shè)施的遠(yuǎn)程監(jiān)控,但距離“流域數(shù)字孿生”和“智慧潮白河”還存在較大的差距,主要表現(xiàn)在數(shù)據(jù)采集種類不全、密度不夠;沒有高效穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng);沒有預(yù)警、預(yù)報、推演的計算模型等方面。
潮白河干流河道以往管理界限不清,灘地上無序建有多處非水利工程設(shè)施,影響了河道的行洪,水域空間受到擠占,管控保護力度不夠。潮白河界河段以行政區(qū)域為主,但存在標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、發(fā)展不協(xié)調(diào)問題。現(xiàn)有水資源利用、保護等方面的合作多以一事一議為主,尚未建立跨區(qū)域跨行業(yè)的議事協(xié)調(diào)機構(gòu),缺乏健全的流域生態(tài)環(huán)境保護協(xié)作機制、涉水聯(lián)合執(zhí)法機制。水文、水質(zhì)、水生態(tài)等監(jiān)測站網(wǎng)不完備且智慧水平不高,各部門、地區(qū)之間信息溝通不暢,智慧水利有待提升。
將潮白河建設(shè)成水源安全、防洪達(dá)標(biāo)、生態(tài)健康、藍(lán)綠交織的近自然河流的生態(tài)廊道,實現(xiàn)水清岸綠的生態(tài)愿景,打造人與自然和諧共生的潮白生態(tài)畫卷和京津冀交界地區(qū)生態(tài)協(xié)同示范區(qū)。此次綜合治理需實現(xiàn)以下5個目標(biāo):①防洪體系進一步完善;②河道生態(tài)功能得到有效提升;③河道水環(huán)境狀況明顯好轉(zhuǎn);④河道景觀風(fēng)貌明顯改善;⑤綜合管理能力顯著提高。
潮白河是北京市東部地區(qū)重要的防洪河道,承擔(dān)著密云水庫、懷柔水庫等多座大中型水庫下泄洪水和蘇密懷區(qū)間匯水的行洪任務(wù)。河道周邊分布著水源八廠、懷柔應(yīng)急水源、順義水廠、通州水廠等多座水源地。潮白河從順義城區(qū)穿城而過,河道下游是京冀界河,且緊鄰城市副中心。潮白河的功能定位應(yīng)體現(xiàn)出河道特點,可提煉為5個方面:①北京東部地區(qū)重要的防洪保安屏障;②首都重要的水源地,重要的地下水回補區(qū);③貫穿首都東部發(fā)展帶的生態(tài)綠廊;④人與自然和諧共生的生態(tài)休閑帶;⑤連接京津冀區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展的重要紐帶。
順平河底,穩(wěn)定水流流勢和流態(tài)。由于歷史上砂石盜采造成的河道內(nèi)局部高包,可將土方平衡至堤防內(nèi)坡腳臨近砂石坑段進行坡腳局部防護。在河道落差較大的河段,建設(shè)跌水消除落差處水流勢能,保證河道的水流平順可控流動,防止溯源沖刷。
在“河八村”、小楊各莊等河道轉(zhuǎn)彎易沖刷段,實施岸坡保護工程。對通州趙莊、尹家河等河道束窄河段,實施拓寬順平措施。
拆除現(xiàn)有橡膠壩,修建水閘。水閘位置布置應(yīng)重點考慮以下4個因素:①位于河道順直處,減少對水流的影響;②在滿足梯級蓄水的情況下,盡量減少水閘數(shù)量;③在京冀界河段,考慮工程投資和施工因素,充分利用北京在河北一側(cè)的飛地,保障建筑物全部位于北京區(qū)域內(nèi);④要考慮河北省大廠回族自治縣的引水需求,該段水位高程需滿足引水條件。
對順義、通州局部堤防進行加高培厚,滿足防洪要求。對河道左岸趙莊附近約1.5 km 無堤段進行筑堤,并與箭桿河堤防順接,補全堤防體系最后一處短板。
對于堤頂路交通管理,應(yīng)納入路網(wǎng)規(guī)劃,滿足社會交通需求,促進京冀協(xié)同發(fā)展。
河道徑流主要受上游水庫泄水和南水北調(diào)補水影響,水庫以下流域區(qū)間產(chǎn)流較少。因此,應(yīng)通過多水源聯(lián)合調(diào)度,合理配置水源,保障最基本的生態(tài)基流,逐步恢復(fù)潮白河生態(tài)系統(tǒng)。同時,適當(dāng)營造適合鳥類等野生動物棲息的濕地景觀,減少人類活動干擾。
改善河道水質(zhì),協(xié)同河北“北三縣”,實施入河排水口的全部在線監(jiān)測。實施入河雨水初期治理,使主要入河污染物得到有效控制,河流水質(zhì)進一步改善,國控斷面水質(zhì)全部穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。充分利用牛欄山以上地下水回補能力,建成“地下水庫”,實現(xiàn)藏水于地。
潮白河向陽閘以上水功能區(qū)劃為地表Ⅲ類水體,滿足人體直接接觸的要求,可利用向陽閘庫區(qū)等區(qū)域開展天然河道游泳場等項目。
向陽閘以下河道,選取河道順直段,如城北減河口—柳各莊閘段,開展賽艇、皮劃艇、游船等項目。充分利用向陽閘以下段河道灘地寬闊的特點以及現(xiàn)有林木的優(yōu)勢,開展帳篷露營、沙灘排球、定向越野、騎行、慢跑等休閑項目。還可以利用向陽閘庫區(qū)建設(shè)水生態(tài)科普教育基地,開展觀鳥、動植物識別、科普長廊等教育項目。
目前,穿越潮白河的管線有燃?xì)狻⒐┧?、電力、國防電纜、通信電纜等各類管線,建議管線產(chǎn)權(quán)單位根據(jù)下游河道砂坑分布及超挖情況,開展洪水影響風(fēng)險評估,并進行加固改造。
受潮白河無序開采砂石影響,現(xiàn)狀耿辛莊橋、京承高速橋、大秦鐵路橋、牛欄山引水橋南橋、白馬路橋、京平高速橋、京榆舊線橋、通燕高速橋、京秦鐵路橋、京唐城際橋、友誼大橋11 座跨河橋梁處河底高程遠(yuǎn)高于上下游河底成為擋水壩。為防止落差形成的高速水流造成溯源沖刷,危及橋梁安全,建議橋梁權(quán)屬單位根據(jù)橋梁下游砂坑分布及超挖情況,開展洪水影響風(fēng)險評估,并進行除險加固。
充分挖掘潮白河的水文化,并在此次綜合治理中通過不同的形式展示出來。水文化挖掘點主要包括:漁陽太守張堪引潮白河水種植水稻,牛欄山漕運,潮白河渡口、糧墩遠(yuǎn)眺,狐奴山、蘇莊老閘,珠寶屯藏寶,西集擺渡,元圣宮,開元寺,順義古縣城水關(guān)遺址等。
智慧潮白河建議采取由“點”到“線”再到“面”,分階段建設(shè)的模式。首先,實現(xiàn)重點水利工程如水閘的智慧化建設(shè),在設(shè)計階段應(yīng)同步考慮信息化智慧化的管理手段,在建設(shè)的同時開展數(shù)字孿生工程的建設(shè)。其次,將各重點水利工程的信息資源接入潮白河統(tǒng)一平臺,同時在沿河布設(shè)水文、水質(zhì)、音視頻等各類采集設(shè)施,向統(tǒng)一平臺匯聚,實現(xiàn)水資源和防洪的遠(yuǎn)程指揮調(diào)度。最后,接入密云水庫及以上流域的相關(guān)數(shù)據(jù),實現(xiàn)潮白河流域的智慧化運行管理。
按照市、區(qū)各自職責(zé)和特點,潮白河管理處主要負(fù)責(zé)水資源和防洪調(diào)度,因此建議控制性工程、重點河段應(yīng)由市水務(wù)部門立項、建設(shè)、運行。河道治理工程由沿河各區(qū)分別立項,市發(fā)改投資。建設(shè)形成資產(chǎn)直接由市、區(qū)相應(yīng)管理機構(gòu)入賬管理,避免重復(fù)投資立項、資產(chǎn)移交存在障礙等問題。
潮白河管理處作為流域管理機構(gòu),為便于對全河道進行水資源調(diào)度和洪水調(diào)度,應(yīng)對潮白河上重要的控制性工程進行直接管理。因此,可在相應(yīng)的閘站成立管理所,作為潮白河管理處的直屬部門。
潮白河的功能定位要求它在防洪安全、生態(tài)環(huán)境、親水休閑、服務(wù)區(qū)域發(fā)展等方面有更高的標(biāo)準(zhǔn),此次綜合治理與生態(tài)修復(fù)要體現(xiàn)系統(tǒng)性、前瞻性,為將來河道的運行打好基礎(chǔ),實現(xiàn)在水生態(tài)、水環(huán)境方面經(jīng)得住野生動植物的檢驗,在為民設(shè)施方面經(jīng)得住群眾的檢驗,在水安全方面經(jīng)得住洪水的檢驗,在智慧河道方面經(jīng)得住數(shù)據(jù)價值挖掘的檢驗。