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。     

潮白河生态补水对密云水库下游河道水质影响分析

为探讨2021年春季潮白河试验性生态补水对密云水库下游河道水质影响,分析了生态补水期间过流河道的水质变化情况,结果表明：潮白河试验性生态补水加快了密云水库下游潮河和白河水体流动速度,有效降低了河道水体温度;补水后期,双井监测站水体溶解氧较补水前期增幅为20.2%;双井及宁村监测站水体化学需氧量降幅分别高达61.1%、51.0%;生态补水降低了潮河水体中无机酸、碱或盐浓度,使潮河河道水体自净能力显著增强。本研究为优化潮白河生态补水长期规划、保障生态补水安全提供技术支撑。     

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。     

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。     

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。     

潮白河生态补水水文要素的演变特征及影响分析

由于潮白河常年少水,对流域地表水、地下水、水环境等水文要素的演变及影响等方面了解不清,为进一步摸清潮白河流域水文要素演变特征及变化规律,本研究以潮白河试验性生态补水为契机,在水文多要素实测数据的基础上,应用数理统计分析方法,开展潮白河地表水水量、地下水回补和水质变化的演变特征及影响分析.结果 表明:受河道沿线坑坝、高坎及河道入渗、蒸发的影响,对沿线各断面的水量演进产生较大影响,其中在白河与潮河汇合口至牛栏山橡胶坝段水量减少明显;与补水前相比,向阳闸以上地下水回升明显,为该区域地下水的主要补给区、向阳闸以下地下水受补水影响不大;地表水水质得到极大改善,污染物浓度降低,均能达到Ⅱ～Ⅲ类水标准.     

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...     

南水北调东线一期江苏段试调水期间的水质变化

基于南水北调东线一期工程2013年试调水期间输水干线监测断面水质的实际监测数据,分析了试调水前后各断面的水质变化情况以及试调水期间各断面的水质变化特征,以期为南水北调东线工程的持续运行和后续工程建设提供参考。结果表明:调水前和调水期间,各监测断面水质处于地表II~III类水平;溶解氧的沿程变化趋势均不明显;高锰酸盐指数均呈升高趋势;氨氮在调水前呈沿程下降趋势,而在调水期间则呈沿程升高趋势。调水期间水质变化还显示,为了确保长期运行阶段的水质安全,还需采取措施切实改善沿线支流的水质。     

官厅水库及上游河道水质时空变化特征分析

近年来,京冀携手加大了官厅水库上游流域水源保护力度。为掌握上游水环境保护工作成效,使用长时间序列分析及距平系数方法,研究了2013—2023年官厅水库及上游河道水质的时空变化特征。结果表明：影响官厅水库水质的主要指标为总氮、总磷、高锰酸盐指数、化学需氧量及氟化物。上游来水是库区氮污染物主要来源。汛期入库流量增大时,入库总氮浓度有下降趋势。近年官厅水库及上游河道各水质指标均有不同程度的下降,尤其是在2017年之后,考虑与官厅水库上游采取若干整治措施有关。永定河流域桑干河水质优于洋河;妫水河流域新华营河、古城河水质较好,洋河、桑干河汇合后至永定河库区及妫水河至妫水河库区沿途氮磷元素浓度均逐渐下降,但氟化物及有机污染物指标逐渐升高。综合评判妫水河入库水质优于永定河水质。研究成果为恢复官厅水库饮用水源地功能提供科学依据和决策支持。     

永定河北京段25年来首次全线通水

正5月12日15时18分,从北京官厅水库远道而来的水头经过北京大兴国际机场到达京冀交界大兴区榆垡镇崔指挥营处,永定河北京段25年来首次实现全线通水。自4月20日永定河生态补水正式启动以来,水头经历22 d的"旅程",在北京境内穿行170 km,冲出了市界。按照2020年永定河北京段生态补水工作计划,4月20日8时起分阶段、分流量对永定河北京段进行了补水,截至目前,补水各项工作有效有序推进,河道水势总体平稳,官厅山峡段流势稳定,工程设施运行正常。官厅水库水位     

潮白河生态补水对通州区水环境的影响分析

分析了潮白河生态补水对通州区河段的地表水质和地下水位的影响,通过对地表水质、地下水位监测数据分析,结果表明:补水初期,上游补水使白庙橡胶坝上段由劣V类提升至V类,水质明显改善,但由于白庙橡胶坝上游存水以及运潮减河蓄水同时下泄至潮白河下段,下游化学需氧量、总磷、氨氮浓度总体均升高;补水后期,由于上游补水量不足,白庙橡胶坝上游水质变差至劣V类,但受运潮减河泄流水量影响,下游氨氮、总磷浓度均有所下降;沿线地下水受生态补水影响不明显,浅层地下水平均埋深维持在15m左右轻微波动,而深层地下水平均埋深累计增加2.38 m,仅前疃村和杜店单点地下水埋深有所减少.分析结果为探索潮白河生态补水对改善地表水质、回补地下水等目标提供参考.     

海河流域省界断面水体污染物分布及相关性分析

调查了海河流域省界断面水体主要污染物浓度分布情况,并对主要污染物进行了相关性分析。结果表明:海河流域省界水体质量总体较差,省界断面总氮浓度几乎全部超过地表水环境质量Ⅲ类水质标准上限值,化学需氧量、氨氮、总磷浓度超过Ⅲ类水质标准限值的省界断面比例分别达85%、64%、66%。水体质量在京津冀交汇区(廊坊市北三县周边)以及漳卫南运河沿线相对较差,在燕山及太行山山区相对较好。主要污染物之间相关性分析表明:总氮与氨氮相关性最大,特别是高浓度范围相关性更好;总氮与总磷也有一定相关性;总氮与化学需氧量的相关性不明显。     

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。     

漓江枯水期水库补水对下游水环境的影响

通过建立漓江流域水环境模型,模拟了青狮潭水库补水及非补水模式下,枯水期其下游河道内水环境变化情况。研究结果表明,与非补水模式相比,枯水期补水模式导致水库下游河道的水环境发生较大变化。从时间上看,青狮潭水库补水模式使得下游河道水位升高,水面扩大、流速增大,河道内水温增加,溶解氧浓度有所下降。对水环境影响较为强烈的时段为每年的10—12月,其中平水年的影响大于丰水年及枯水年;从空间上看,青狮潭水库补水模式对下游水环境的作用沿程逐渐减弱,但在影响较强的10—12月间,研究区域内的河道水环境很难通过自身恢复到原有状态。     

潮白河再生水受水区水体水质沿程变化规律研究

城北减河、潮白河顺义城区段作为典型再生水补水型河湖存在着河流水质和河道水系生态恢复及稳定等问题。选取受水区典型断面,分析受水区的水质变化及年际变化趋势,并对受水区水体的氮类营养物分布开展了研究,摸清潮白河受水区水质污染类型特征,结果显示叶绿素a、化学需氧量COD是影响受水区水质的主要指标,在防治河湖富营养化的同时,应进一步加强流域排污口治理力度,并兼顾降雨径流带来的面源污染问题。     

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。     

不同再生水占比景观水体水质演变机制实验研究

以永定河(北京段)为研究对象,开展不同再生水占比景观水体连续24d的水质监测实验,监测指标包括化学需氧量、氨氮、溶解氧、pH、电导率及土壤微生物多样性等。结果分析表明:相同实验条件下永定河上游山峡段河岸带土壤微生物多样性明显好于下游沙质断流河岸带土壤,而二者混合形成的沙土有利于丰富土壤微生物多样性;高再生水占比水体对于环境更加敏感,更容易因为外部因素引起水质变化,在高温下水质恶化速率更快;根据实验所监测的多项水质指标与生态效应综合分析,静止景观水体再生水占比在超过75%以后水质持续恶化,推荐永定河实际景观河道再生水占比控制在75%以下。     

黄河水量统一调度水资源配置效果评估

对1999~2004年黄河水量统一调度期间的来水和耗水情况进行了分析,研究了来水和耗水的变化趋势。在此基础上,采用典型年类比分析的方法,分析了水量统一调度前后流域各主要断面的实测来水、干流主要水库的蓄泄和河流入海水量的变化情况,以及流域各河段、各省(区)、各行业耗水的变化情况。结果表明:与水量调度前相比,年均向黄河下游补水41.9亿m3,年均增加河道生态环境用水即入海水量7.14亿m3,年均调度期耗水量减少了6.88亿m3。     

永定河引黄生态补水长效机制初步探索

利用山西省万家寨引黄工程对永定河进行生态补水,是永定河成为流动的河、绿色的河的重要措施。文章简要回顾了永定河生态环境变化沿革,阐述了永定河生态补水的可行性与必要性,分析了永定河引黄生态补水的主要制约因素,提出了建立永定河生态补水长效良性机制的相关建议:组建晋冀京津生态调水协调机构,降低引黄补水成本,制定合理生态补水水价,建立省际水权制度,编制生态补水利用规划。