北方山區季節性河流治理的北京樣本——復活媯水河

2021-01-20 瀟湘晨報

雖已嚴冬,但媯水河邊,仍是山水畫廊。

從空中俯瞰,燕山南麓褶皺連綿,環抱京北小城;媯水河潺潺西流,穿越媯川盆地,頗有「山隨平野盡,江入大荒流」的意境。

到媯水河邊細看,清水中魚兒遊走,沙礫可見;蘆葦叢,鳥兒嬉戲,鳴叫喧囂,勃勃生機,撲面而來。

這樣的風景,一段時期以來是難以見到的。那時,河道斷流,河床斑駁,難覓魚鳥,不見綠色,媯水河畔,死氣沉沉。

去年12月底,為期三年的媯水河流域生態修復工程完工,百餘位科技人員集體攻關,克服難題,用科技治水,修復生態……終於使媯水河四季有水,風景如畫。

治水三年,改變的並不僅僅是一條媯水河,更為北方山區季節性河流的治理提供了北京樣本。

難題

一年斷流200餘天

解題

「智慧大腦」穩住水源

打開地形圖,北京城區,被連綿群山環抱,燕山、太行山是其天然生態屏障,穿行期間的河流湖泊則是京城重要的飲用水源。

媯水河是永定河的一級支流,發源於延慶東北約13公裡處,由東向西注入官廳水庫,流域面積1065平方公裡,被稱為延慶「母親河」。

驅車出城,向北80公裡,抵達媯水河與官廳水庫交界處的跨河橋。憑橋東望,寬約百米的河流結成瓷實冰面,兩岸蘆葦浩蕩搖擺。

媯水河,冬季有水,曾經是難以想像的。

延慶區水務局副局長胡加林在延慶水務系統工作近20年,對媯水河再熟悉不過。他說,幾年前,媯水河一年斷流超200天,部分支流因常年無水,河床斑駁難辨。珍貴的河水往往只在夏季出現,水質較差,屬於地表五類。

水少、水髒,生態系統的斷裂隨之而來。「我們曾經沿媯水河踏勘,發現夏秋還好些,到了冬季就一片蕭索。」胡加林說,「別說珍稀動植物了,就連有毛帶爪的都很難見著。」

如何治水複流,生態修復?

不僅僅是媯水河,幾乎所有北方山區河流都面臨這道難題。

穩定的水源是生態修復的基礎,但這正是北方山區河流的短板。

自1999年以來,華北地區進入了曠日持久的乾旱期,年降雨量減少約兩成。水資源本就嚴重緊缺,大陸性季風氣候又導致降雨時空分布不均。

說起北京降水,常用到「七下八上」這個詞,指降雨常集中在七月下旬到八月上旬這短短二十多天裡。而漫長的冬春季,往往數月不下一場雨雪,河流乾涸,好不容易在雨季活過來的水生動植物,還沒生長,就又面臨缺水之困。

山高坡陡的地形為山區河流治理更添一重壓力。夏季暴雨傾盆,陡峭的地形使得雨水快速匯集,夾雜著大量泥沙、石塊衝入河流,不但會破壞河流生境、造成水土流失,也使寶貴的水資源白白流走。

2019年世園會,2022年北京冬奧會……一場場舉世矚目的國際盛會落戶媯水河畔,為媯水河生態修復帶來轉機。

2019年世園會園區位於延慶西南部,橫跨媯水河兩岸,園中種植的1200種珍稀植物以及10多萬株喬灌木,大多要靠河水澆灌。

2022年北京冬奧會延慶賽區核心區位於小海陀山南麓,也同樣屬於媯水河流域,登頂眺望,湯湯河流盡收眼底。冬奧會在冬季舉辦,改變媯水河冬季斷流的局面,迫在眉睫。

2017年底,本市啟動了媯水河流域生態修復工程,並將其納入國家水體汙染控制與治理科技重大專項的「十三五」課題。此後三年多,多個部門和科研單位苦苦探索,108名科技人員共同開展攻關,運用了十多種新科技,希望實現媯水河水量、水質的協同修復,並提高生物多樣性指數,為國際盛會打造景觀廊道。

穩定水源,是破題的關鍵。

2019年起,延慶城西再生水廠的再生水被引入媯水河,長度約11公裡的循環管線沿河而建,把下遊河水提升至上遊,循環流動。此外,白河堡水庫定期開閘放水,支流古城河、三裡河的地表水也源源不斷匯入。

「北京是水資源嚴重緊缺的城市,再生水、地表水和外調水等水源來之不易,都要掰著手指頭省著用,科學精準調度,使其發揮出最大的生態效益。」北京市水利規劃設計研究院黨委書記劉培斌說,以「優先使用再生水、充分利用雨洪水、合理利用外調水和地下水」為原則,科研團隊為媯水河建設了一顆「智慧大腦」。

打開這個智慧調度平臺,不但各種水源的供水狀況一目了然,還能通過小流域生態基流核算、水質水量調度模擬預測模型等,自動形成豐水期、枯水期的最佳調度方案。

有了「智慧大腦」的精細調配,媯水河再見碧波。

難題

冬季溼地冰封

解題

嘗試「冰下運行」

在媯水河上遊,三裡河溼地承擔著淨化河水的重要作用。嚴冬,水面已凍成晶瑩的冰蓋,蒼黃的蘆葦也一同凍在水裡,無法動彈。但冰層之下,河水流動如常。

這「冰下運行」的神奇,助溼地克服了冬季運行的難題。

高品質再生水的水質主要指標只能達到地表四類,特別是氮、磷等汙染物易超標。再加上水量有限,河水流動性較差,容易發生富營養化等汙染事件。

河畔溼地,以複雜而微妙的方式扮演著河流淨化器的角色。早在2004年,本市就在官廳水庫入庫口建設了黑土窪溼地,用於淨化永定河水。這片溼地面積約1500畝,位於河北省懷來縣永定河匯入官廳水庫的咽喉之處。永定河來水經泵站提升至溼地,經植物、碎石的重重過濾之後,能夠有效削減14%的汙染物。用生態的辦法解決生態問題,一度遭受嚴重汙染的官廳水庫,也因此在2018年恢復為本市的戰略儲備水源地。

可是,神奇的溼地,常常在嚴冬遭遇滑鐵盧。北方冬季寒冷而漫長,河湖溼地冰封,淨水主力軍——水生植物和微生物類也隨之陷入「半休眠」狀態,活力下降,其淨化效果遠遠無法與夏季相比。

如何破解?

經過多次科研攻關,科研人員找到了「冰下運行」的新辦法。「我們嘗試在冰封之前,抬高溼地出水閘門,將水位憋高。」項目相關負責人說,冰蓋之下河水照樣譁譁流淌,植物根系仍具有較強的過濾作用。監測顯示,「冰下運行」取得了不錯的淨水效果。此外,溼地還運用了調整菌種、優化填料等多種手段,提高冬季的淨水能力。

除了「冰下運行」,還有「魚鱗溼地」。

再生水中氮、磷含量相對較高,治水人員將生物填料像魚鱗一樣一片片堆疊在一起,在媯水河創新開闢「魚鱗溼地」。這樣一來,河水流經「魚鱗溼地」時,可往復折返,停留時間大大延長,層層過濾後,氮、磷分別可削減56%和60%。

如今,媯水河流域的入庫口、三裡河等多片溼地基本建成。據測算,即便在冬季,經這些溼地過濾後的河水也能穩定達到地表三類,符合飲用水源地標準。

難題

泥沙俱下汙染河水

解題

重構生態保水固土

「暮春三月,江南草長,雜花生樹,群鶯亂飛」。流傳千古的詩句中,美好環境從來都是由多重元素組成的。山水、花樹、群鶯……它們組成了自然生態系統,相互依存,牽一髮而動全身。因此,河流的生態修復不能只是著眼於河流本身,而要樹立「山水林田湖草是生命共同體」的系統思想,協同推進。

媯水河兩岸,散落著不少村莊和農田。比如位於媯水河上遊的張山營鎮小河屯村,背倚玉渡山,南臨媯水河。村民吳莉娜說,三年前,村裡可真是「晴天一身土,雨天一身泥」,每到雨季,雨水裹挾泥沙、化肥衝刷下來,村口小河溝裡的水著實不乾淨。

科研團隊在這裡選取了30平方公裡作為示範區,希望重構區域內山水林田湖草格局,實現保水固土、溯源治理。

因地制宜是生態修復的最重要原則。按照土地坡度和人類活動情況,小河屯村被劃分為生態、生產和生活三大空間,分類治理。

在山坡、河畔等生態區,主要採取封育保護的措施,也就是禁止人為開墾和放牧等生產活動,讓植物自然生長,涵養水源。臨近河道的溝岸還要開闢灌木帶,利用植物根系削減入河汙染物。

在果園、糧田等生產區,則減少化肥的使用,並探索利用臺田雨水淨化、林下滲濾溝等防控技術,減少農業面源汙染。

在村民日常活動的生活區,屋頂改建成雨水花園,停車場進行了透水鋪裝。一處處光禿禿的綠地經改造變成了起伏有致的街心公園和人工溼地,旱溪裡散落著鵝卵石和灌叢,讓湍急的河水慢下來。

生態重構,分類治理,媯水河流域構建起一道又一道保水固土的防線。雨水經過收集、滯留與淨化,變得緩慢而清澈。小流域建設還為村子的經濟發展打下基礎,如提升景觀、設施節水和道路硬化等。

如今的小河屯村,正展現著一幅靜美祥和的新農村畫卷:山上林木茂密,村裡小路清淨,一灣儲水池鑲嵌在村子中央的花園裡。好幾戶人家正在籌備建民宿,為即將到來的2022年北京冬奧會做準備。

清水漫川綠滿山。第三方監測顯示,如今的媯水河上遊面源汙染控制率達70%,入河汙染物削減了30%,土壤侵蝕量更是下降了一半多。

難題

群落單一 生態脆弱

解題

讓花草魚鳥傍水安家

一條河要真正「活」起來,不但要有四季長流的乾淨河水,還得有花草、魚鳥等動植物。

以前的媯水河,正缺少這些大自然的精靈。

2018年,北京林業大學的研究團隊曾對媯水河流域的水生植物做過調查,結果顯示,流域共發現32個植物群落,但以蘆葦、香蒲為主,類型單一,生態脆弱。「大自然的美妙恰恰在於多樣性,水流時動時靜,有深有淺,能為各種動物創造合適的棲息地。」研究者告訴記者,生物鏈環環相扣,一個地區的生境越是複雜多樣,動植物種類越多,生態系統就越穩定。因此,復活媯水河必須打造多樣化生境。

自此開始,媯水河悄然發生變化。

在媯水河世園會段,清淤挖出的部分底泥就地堆疊,塑造出綿延的淺水灣和七處生境島,若從高空俯視,每處生境島都能拼出2019年世園會的標誌。鉛絲石籠製成的柔性自然駁岸代替了硬質護砌,並栽植總面積33.6萬平方米的水生植物。河道裡形成了深潭、淺灘等不同生境,植物可以紮根,魚兒也可安全繁衍。

引來小動物,還要幫助它們安心過冬。在媯水河流域的野鴨湖溼地自然保護區,這個冬天首次開闢「候鳥食堂」。市園林綠化部門選擇了兩片共310畝的土地,種植玉米、高粱、黍子、大豆、蕎麥等農作物,以免候鳥遭受凍餒之苦。為了營造近自然的環境,農田最大程度保留了自然狀態,只是為了避免幹擾鳥類起飛,割掉了部分高一些的農作物。

玉米皮被扒開,裸露著深紅色的玉米芯;大豆不翼而飛,豆莢空落落地掛在枝頭……這水畔糧田中的蛛絲馬跡,描繪著小動物美餐的場景。相關部門在這兩片糧田的固定位置安裝了紅外相機,對鳥類種類、數量進行監測,目前已觀察到灰鶴、大鴇、鐵爪鵐、豆雁、角百靈、鳳頭百靈、蒙古百靈等近十種國家級或重點保護動物從中取食。

如今雖已是萬物凋零,媯水河畔仍是生機湧動——結冰的河面下魚兒遊動,蘆葦蕩裡鳥鳴啁啾,人一走過,驚起無數飛鳥。

長期開展過境候鳥監測巡護工作的黑豹野生動物保護站站長李理介紹,這兩年,來媯水河「打尖兒」的候鳥明顯增多,「特別是對水質極挑剔的大天鵝,2020年最多時能觀測到幾百隻。」

監測顯示,過去三年多,媯水河流域的水生物多樣性指數從0.3提升至2.05,這表明生物群落和個體數量均大幅提升,生態系統趨於穩定。

三年治水,媯水河煥新重生!

如今,驅車溯流而上,媯水河正展現著多姿的迷人風貌。河道曲彎有情,寬度隨地形收放,既有激流、草澤、林地,也有小溪、島嶼;春夏時節,岸邊的桃花和玉蘭,還綻放出粉白色的花海;河道兩側,設置有多處親水平臺和景觀棧道,邀市民共賞媯水之美……

群山連綿,碧波蜿蜒,這條秀麗河流,不僅成為涵養京城水源的重要地帶,還在京北之地,展開一幅秀美靈動的生態畫卷。

【來源:北京日報】

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