无人机航测技术在潮白河生态补水中的应用

针对2021年度首次实施的潮白河较大规模试验性生态补水,应用无人机航测技术,对补水区域内的白河、潮河、潮白河潮汇大桥至向阳闸河段、雁栖河及怀河等主要补水河道进行了航测,获取了补水后主要补水河道的水面面积变化、潮白河向阳闸库区三维数字地形,并精确计算了向阳闸库区的河道日入渗量,为科学评估生态补水对潮白河水环境与水生态影响、摸清潮白河地下水回补入渗规律等工作提供了扎实的数据基础.     

潮白河试验性生态补水实施效果分析

潮白河生态补水充分利用了流域内密云水库、怀柔水库及北台上水库等本地地表水和南水北调水,通过白河、潮河、雁栖河、怀河及小中河等5条主要支流向潮白河干流补水,累计补水量2.2亿m3,是一次多水源、多路径、干支流联调的试验性生态补水.本次补水河道通水长度158 km,实现了1999年以来潮白河流域内的首次水系连通,补水后地表水面积较补水前增加了1倍以上,河道周边336 km2范围地下水位出现上升,地下水资源量得到了显著增加,生态环境得到了极大改善,同时还进一步提高了应急调度水平,提升了应急管理能力,补水效益显著,对其他河道生态补水与水资源配置等工作具有很好的借鉴和指导作用.     

潮白河试验性生态补水调度及影响因素分析

北京市从4月30日至5月底,实施了潮白河试验性生态补水,补水过程中,在河道入渗速率超于预期、水头演进慢于预测的情况下,适时优化多水源、多工程调度,在补水总量不突破的前提下,有效加快潮白河水头行进速度,缩短通水时间,减小渗漏损失量,如期实现了潮白河干流自1999年以来首次京津冀全线水流贯通.将补水实际调度情况与技术方案调度计划进行了对比,结果表明:对潮白河补水水头演进、水量调度起决定性的关键因素为各河段地下水回补入渗速率和砂坑槽蓄量,补水过程中与调度计划发生偏差后,可通过调整补水水源及流量、补水路径及闸坝调度等多种调度措施减少对调度计划实施的不利影响.     

潮白河生态补水对周边地下水质影响分析

为探究生态补水对潮白河流域地下水质的影响,选取潮白河补水河段沿线设置地下水监测井开展补水前后地下水质监测,对比分析补水前后水质变化.结果 表明:补水后氯化物、硫酸盐和氨氮浓度下降明显,硝酸盐氮浓度虽有所下降但不明显.氨化物浓度在距河3 km范围内下降最为明显,其他3种指标均在距河3～6 km范围内下降最为明显.生态补水极大改善了潮白河补水河段周边地下水质.     

潮白河生态补水地下水温的响应分析

根据潮白河生态补水区河道水温、地下水位及地下水温实测资料,通过分析区域地下水温时空变化特征、区域地下水温变化主要影响因素,探索了2021年春季潮白河生态补水期间区域地下水温与地下水埋深变化的关系.通过分析,表明补水期间影响地下水温的要素是河道侧向补给,地下水温与地下水埋深呈正相关关系,地下水温变幅随着水位回升幅度变化.     

北京市水科学技术研究院为潮白河生态补水提供技术支撑

正潮白河是北京的第二条大河,潮白河水源地是北京市重要的地下水源地。为缓解潮白河水源地地下水位不断下降的趋势,同时恢复潮白河流域水生态环境,2015年开始,陆续通过小中河调水路线、潮河、白河、雁栖河及怀河等河道,开展了潮白河生态补水工程。2015年至今,潮白河已完成6个年度的补水工作,累计补水量6.5亿m~2。     

潮白河生态补水对密云水库工程及防洪的影响研究

研究了2018年以来潮白河生态补水对密云水库工程及防洪的影响,重点研究了补水对水库工程、河道堤防及水库防洪方面的影响.研究表明:针对生态补水,水库机闸设施总体运行良好,可确保同量级洪水的行洪安全;然而水库下游河道堤防存在较大的风险隐患,堤防质量亟需进行安全鉴定;适时适量进行生态补水既可以产生很好的生态效益,还可以为水库腾出防洪库容,有利于水库的防汛调度.本文还对水库输泄水工程及下游河道的行洪能力进行了调查分析,就目前存在问题进行了思考,提出了建议.本研究对于密云水库的补水具有重要的指导意义.     

潮白河生态补水沿线地下水位变化分析

针对春季潮白河生态补水试验,以潮白河补水沿线地下水监测井数据为基础,对补水沿线地下水变化进行分段和分距离分析,并对影响范围及典型井的地下水动态趋势展开分析:此次生态补水约89％的地表水入渗补给地下,向阳闸以上潮白河沿线周边地下水回升明显,距离河道越近,地下水位响应越快回升越明显,影响区域沿河道向两岸扩展,有利于地下水的生态涵养,促进潮白河流域地下水库的恢复.本研究可为制定科学的生态补水方案提供技术参考.     

潮白河试验性生态补水调度工作实践

2021年春季,潮白河试验性生态补水总体效果良好,实现了预期目标,此次生态补水是一次跨流域、多水源、多工程、干支流联调的大型统筹调度实践.简要介绍了此次生态补水的目的 意义、基本情况和补水成效;全面分析此次调度组织实施过程;提出了工程和调度管理短板及相应改进建议,为潮白河流域水资源管理和精细化、精准化调度提供实操成果经验.     

潮白河春季生态补水及地下水响应

以2021年春季潮白河生态补水为研究基础，利用GMS-Ugrid模块构建非结构地下水流模型，评价生态补水效果和地下水响应。潮白河生态补水总量（至2021年5月27日）为2.06亿m3，补水入渗量为1.57亿m3（约占76%）。补水后1个月内，研究区第一含水层系统储存量增加了1.49亿m3；以水位0为影响范围分界线，补水影响面积达到842.8 km2。距河道不同位置观测井滞后响应时间也不同，离河道3 km观测井水位抬升明显，滞后响应时间较短（3 ～6 d）；远离河道地下水响应的滞后性明显，离河道6 km观测井滞后响应时间较长（18 ~30 d）。