官厅水库供水调度在永定河生态补水中的作用

官厅水库是永定河生态修复的关键节点,为探究官厅水库在永定河生态补水中的作用,通过对官厅水库1997—2020年调度资料的统计分析,结果表明：官厅水库通过前期规划、组织实施、开展治理及调度调整等措施,提升和增加了水库的水质、水量,提高了官厅水库的供水保障能力,实现永定河生态补水工作目标,在永定河生态补水中起到了决定性作用。     

引黄生态补水对官厅水库水质时空分布影响及污染源解析

为探讨引黄生态补水对官厅水库水质时空分布的影响,本文对官厅水库2015—2020年9个断面的8项污染物指标监测数据,采用系统聚类法进行时空聚类,分析了引黄生态补水与水库水质时空变化的关系,并对官厅水库进行水质评价,研究各断面水质指标年际变化特征及进行污染源解析。结果表明：官厅水库入库水质与出库水质、库区水质具有明显的时空差异;妫水河上游来水以3年为时间节点,水质从Ⅳ类提升至Ⅲ类;永定河入库水质以两年为节点呈波动性好转;引黄生态补水进一步降低了永定河入库水体TN和NO^-₃-N的浓度,但对库区水质变化尚未产生显著影响,官厅水库库区水质符合地表水Ⅳ类标准。     

永定河水生态修复与生态水量精细化调度

在气候变化和人类活动双重影响下,永定河水资源过度利用、水环境污染、水生态退化等问题十分突出.通过阐述永定河生态修复治理的形势和需求,指出将永定河恢复成"流动的河、绿色的河、清洁的河、安全的河"的要点与难点,围绕在流域可用水量极为短缺的条件下生态水量保障这一关键问题,提出了永定河流域多水源配置和精细化调度的基本思路和框架...     

北京市永定河与潮白河流域生态补水特征对比分析

生态补水是流域生态环境修复的重要内容,当前生态补水实践处于探索阶段,理论体系还不完善,且生态补水目标和方案制定依据在我国北方和南方地区存在一定差异.本研究通过梳理永定河和潮白河近年开展的生态补水过程,比较了生态补水的目的 与背景、补水水源、补水路径及补水效益等特征,总结了生态补水的发展趋势,即生态补水逐渐由单一水源补水向多水源联合补水演进、由单一补水目标向多目标综合补水演进、由单一路径补水向多路径联合调度演进、由单一补水效益向社会、经济、生态效益演进.最后从理论体系完善、实践经验总结及适应韧性城市建设等方面提出了未来生态补水工作的发展建议,为区域生态调度提供理论与技术支撑.     

永定河固安段生态补水水位及水面动态响应

为了确定永定河"流动的河"最优生态补水量,观测了永定河固安北村-梁各庄段2020年春季生态补水后3个水位站的水位变化情况;利用高分辨卫星遥感图对补水后逐月水面面积进行了定量分析;对2020年秋季补水后水位变化再次进行了观测。分析表明,补水结束后5d内水位下降明显,之后趋于稳定;补水后前2个月水面萎缩较快,之后水面降幅趋于稳定。研究区段形成常年流动的河,建议一次大流量补水后日增补水3cm,以抵消水量损失影响。     

考虑水生态目标的月河流域生态联合调度研究

基于新时期长江大保护、汉江生态经济带等国家生态文明建设背景，为了从流域尺度厘清汉江主要支流月河现状生态水需求，提出针对性的生态补水方案，复苏月河水生态环境，以月河干流为研究对象，提出流域生态联合调度框架，建立了考虑 “良好”或“很好”等级生态水目标的水库群联合调度模型并求解。结果表明:仅靠流域内主要水库泄放既定生态基流，难以满足月河干流较高的生态需求；通过联合生态调度，月河干流生态补水效果明显，可达到河流健康生态环境“良好”标准；从时空规律看，月河中游以上为生态缺水重点区域，1月—3月为生态缺水重点时段。研究成果为提升月河干流生态环境质量，优化区域水资源配置格局，支撑月河流域经济社会高质量发展提供技术支撑。     

基于生态补水的缺水河流生态修复研究

为研究河流生态修复所需的补水量和补水关键期,以永定河官厅山峡段为例,采用环境需水量和生态需水量两种方法,计算不同阶段河流生态修复所需的生态水量。结果表明:水文变异后,永定河生态严重退化,实施生态补水迫在眉睫;现状1. 7×10~8m~3补水水量具有一定的积极作用,但不能满足河流正常需水;未来3个典型年(75%、90%和95%)最低的生态补水量为4. 88×10~8、6. 11×10~8和6. 37×10~8m~3,同时推荐3-6月份为生态补水关键期。通过对生态补水量和补水时机的研究,为永定河生态修复提供一定的理论依据。     

永定河流域水文演变与多水源联合优化调度

水资源是保护修复永定河生态环境功能、维护河流生命健康的控制性因素。永定河流域水资源极为紧缺,且地表水资源量呈显著衰减态势。为实现紧缺严苛的水资源条件下永定河生态水量的有效保障,系统解析了流域水文演变特征,核算了分河段基本生态水量和多水源生态补水潜力,建立了耦合水资源供用耗排过程和水工程群联合运用的多水源优化调度模型,提出了常规和极端情况下的多水源生态水量调度方案和基于降水年型研判的调度方案运用方式。研究成果为有效保障永定河生态水量、提升应对变化环境的韧性提供了关键方法和模型,为华北地区其他河流生态保护修复和综合治理提供技术参考。     

永定河北京段生态补水现状问题及对策

为了扩大永定河生态补水效益,减小补水过程中的水量损失,提高水资源利用率,扩大有水河长与流动时长,根据近年来永定河北京段生态补水情况,重点梳理永定河平原段生态补水中存在的问题,量化了生态补水过程中各项数据,并针对性提出优化调度建议。在水资源总量刚性约束的情景下,通过小流量多水源分段补水、扩容联动溪流、改建生态补水单孔闸,实现水资源紧缺情景下的补水效益最大化;在水资源丰沛情景下,通过启用流域内外多条补水路径,进一步扩大受水区域,充分利用蓄滞水库、湖区及砂石坑等强渗漏能力的特点,补给地下水,增加境内地下水资源储备量。同时借助跨河设施等有利条件,解决视频、水情监测设备安装痛点问题,实现补水情况全河段、全天候监测,提升永定河水资源调度的自动化与智慧化水平,打造经济高效、安全运行的调水模式。     

潮白河与永定河生态补水效果分析综述

生态补水对流域生态环境修复和地下水涵养有重要影响。综述了永定河和潮白河近年开展的生态补水过程,总结了国内学者对于永定河与潮白河生态补水效果分析的方法与成果,主要研究方法有模型预测法和数据分析法等,成果对于未来开展生态补水工作提供了理论与技术支撑。但目前已有的生态补水效果研究涉及方法较多且相对独立,各项研究成果不能相互支撑,建议今后加强生态补水效果研究方法与成果的对比分析。     

永定河平原区河段生态补水对浅层地下水水质影响机理分析

为了研究永定河平原区河段生态补水不同水源对研究区浅层地下水水质影响,开展生态补水对浅层地下水水质影响研究非常必要。以永定河平原区河段为研究区,使用水均衡等方法对研究区浅层地下水进行分析研究,识别主要水文地球化学作用,探讨生态补水过程中永定河流域平原区地下水水质的演变机理。分析结果表明：在2019—2021年之间,地下水中主要离子浓度在上游河段总体呈升高趋势,而在下游总体呈下降趋势;各水源主要阴阳离子不同,引黄水主要阴阳离子分别为HCO₃^-和Na⁺,南水北调水主要阴阳离子分别为HCO₃^-和Ca²⁺,再生水小红门主要阴阳离子分别为Cl^-和Ca²⁺;地下水水化学特征逐渐从HCO₃^-Ca·Mg·Na型水向Cl·HCO₃^-Ca·Na型水转变;永定河生态补水后引起地下水水质变化起主导作用的是混合作用,其次是阳离子交替吸附作用,溶滤作用和蒸...     

永定河综合治理与生态修复管理实践

永定河历史上是一条排洪河道,治理多以防洪减灾为主。自20世纪80年代起,永定河水量逐年减少直到下游出现断流,生态环境恶化,因此对河道的治理理念发生了转变,由单一防洪治理逐渐转变为综合治理、生态修复。河道经过多年运行,且随着经济社会的发展,跨河建筑物的不断增多,加之近年来综合治理和生态修复的实施,自2019年起连续五年大规模的生态补水,实现了全线通水,初步实现了打造“流动的河”的目标。本文阐述了永定河实施综合治理前后的河道现状,并对新时期永定河生态修复存在的问题进行了分析,并据此提出了相应对策建议,研究成果可为永定河新时期的综合治理与生态修复提供参考。     

基于河流环境生态特征的永定河流域综合治理与管理

永定河流域水资源过度开发、环境承载力差、污染严重、河道断流、生态系统退化、部分河段防洪能力不足等问题突出,严重制约京津冀地区经济社会的健康发展。在分析永定河河流环境生态特征(即汇集、输移、转化、沉积、冲刷、传输、延长、流水生态)和水资源条件的基础上,遵循系统原则、目标原则、有限条件原则、类型原则、平衡原则、生产力控制原则、递进原则、自组织与共力修复原则、规模原则和安全原则,探讨永定河流域治理模式,提出了以"三水共治"为主导思路的永定河流域综合治理建议方案,旨在实现永定河逐步恢复为"流动的河、绿色的河、清洁的河、安全的河"。     

实施引黄济淀生态应急补之保护湿地生态环境

近年来，由于海河流域持续干旱，白洋淀入淀水量锐减，多次发生干淀。为缓解自洋淀干淀危机，国家实施了2006、2007--2008年引黄济淀生态应急补水。通过对两次引黄济淀生态应急补水的做法和经验进行梳理和总结，进一步探索和实践跨流域生态补水工作，为今后实施跨流域生态补水提供有益借鉴。     

永定河北京段生态补水调配方案研究

针对永定河多水源、多通道、多补水点情况下生态补水调度难的问题,为了实现生态补水总量既定情况下、尽可能增加全线有水时间的目标,基于2019年、2020年永定河三次生态补水试验情况,建立水量平衡模型,对永定河北京段生态补水方式进行了深入研究。在此基础上对永定河北京段不同可配置水源、不同入渗条件下的生态补水效果进行对比分析,提出了永定河生态补水调配方案建议。结果表明:永定河首次通水时采用70 m~3/s的大流量集中补水方式,可有效缩短全线首次"湿河槽"通水时间,减少河道输水损失,节约首次通水补水量;后期维持水面采取官厅山峡段、平原段分段小流量补水方式,可减小山峡段大流量补水渗漏量、避开平原北段园博湖高渗漏河段,在节约水资源的同时可增加北京段全线有水时间,如常态化补水3～5 a后入渗条件下,增加平原段南水北调补水1亿m~3,可增加永定河北京段全线流动天数200 d。     

永定河山峡段生态补水过程渗漏特征

以2019年和2020年春、秋两季共3次永定河生态补水的水文观测数据为基础,结合河道内砂石坑渗漏试验,并综合考虑补水时过流通道和水文地质条件等因素,分析永定河山峡段生态补水过程的渗漏特征。结果表明：3次生态补水期间,永定河山峡段渗漏损失率逐渐降低,渗漏损失率范围在20%~30%;落坡岭水库至下苇甸电站为现状永定河山峡段重点渗漏段,渗漏损失流量占山峡段渗漏损失流量的约60%;下苇甸电站至三家店拦河闸段由于河道减渗仅占山峡段的约10%;官厅水库至落坡岭水库段占山峡段的约30%。研究成果可为永定河山峡段生态治理与修复工程方案制定以及常态化生态补水的水资源配置提供依据。     

永定河北京段生态补水流量及模式

以永定河北京段为例，建立水文学和水力学相结合的水流演进模型，利用生态补水实测监测数据率定并验 证模型。利用建立的模型研究永定河北京段的生态补水规律及模式，结果表明：在持续稳定流量补水条件下，固 安（出境断面）通水后 11d 左右达到稳定状态，停止放水后可维持河道 12~13d 有水；在持续稳定流量下，随着补水 流量的增大，河道首次贯通的时间和损失水量占比均降低，且降低速率逐渐减缓，官厅补水下泄流量以 30~35 m3/s 为宜；在生态补水总水量受限条件下，先以大流量下泄再调整为小流量的补水方式，对快速实现全线通水、河道渗 漏回补地下水等效果更佳；平原段同步加入再生水和南水北调水，将进一步缩短全线通水时间；在官厅水库和平 原段再生水、南水北调水向河道补水 2.24 亿~4.14 亿 m3条件下，全线通水时间约需要 15d，固安断面出境水量约 1.05 亿~2.22 亿 m3，蒸发和渗漏水量 1.19 亿~1.93 亿 m3，且补水水量越大，下渗和蒸发水量的占比越低；卢沟桥-六 环路河段的入渗能力最强。本研究对永定河北京段生态补水水量、下泄过程及补水方式的确定具有实践意义。     

永定河平原北段生态补水渗漏特征分析

以2019和2020年永定河3次生态补水实测数据为基础,探讨分析了平原北段生态补水期间的渗漏特征,建立了基于达西定律的河道渗漏量与园博湖水位及地下水位之间的相关关系经验公式,为在无法准确获得平原北段断面流量观测数据时的渗漏量计算提供了一种简便、有效的方法。研究发现：常态化补水情况下对园博湖53 m高程以上堤岸地层渗透性影响不大;平原北段渗漏量与园博湖水位总体呈正相关性;补水模式对平原北段渗漏量影响较大,2019年春季的小流量长历时补水模式下其渗漏损失率最大。研究成果为永定河平原段生态修复的水资源配置提供了重要技术支撑。     

2022年永定河生态补水地表水文分析

以永定河流域为研究区,基于生态补水期间地表水监测数据,科学分析了补水过程中水量、水头等水文要素变化特征,并结合地质条件、河道特征以及水位等因素,总结归纳水文要素变化原因。受永定河沿线砂石坑、水面蒸发和地表水入渗等影响,各断面水头行进时长越向下游越长;相比于2020年补水收水率明显变大,尤其是平原段收水效果明显。通过对此次试验性补水的分析,为今后进一步开展科学生态补水工作奠定基础。     

永定河上游水文要素演变及环流形势分析

为持续改善永定河生态环境，进一步提升流域生态功能，永定河引黄生态补水措施必不可少。研究永定河降水及官厅水库以上来水量演变规律，可以为生态补水、水旱灾害防御提供技术支撑。从大气环流形势、降水时空分布、水资源演变“空天地”3个方面分析永定河官厅以上水文气象长期规律，结果显示：汛期降水呈现全部多雨或者少雨分布特征，从上游至下游呈现“少—多—少”的分布态势，汛期降水与副热带高压位置及低空偏南风异常有直接关系，与赤道东太平洋海温有明显的遥相关关系，官厅水库来水量存在明显的周期性和趋势性，2011年以来来水水量有止跌回升趋势。随着社会经济的发展和人类活动影响加剧，官厅水库来水量在20世纪80年代末90年代初有明显的突变。