北京市河流不同水期水质特征及汛期水质改善对策研究

武亚林 凌文翠 刘桂中

摘要：分析北京市河流不同水期水质特征，提出汛期水质改善对策，为北京市水环境持续改善提供支撑。基于北京市2020年汛期、2021年讯期、2022年全年104条段典型河流的水质数据，从不同时空尺度对水质特征进行分析。结果表明，2022年汛期较非汛期水质有所变差，近三年来汛期水质整体呈现向好意势；就五大水系而言，北运河水系劣V断面居多；从五大区域上看，非汛期平原新城的劣V断面最多，汛期除核心区外，均存在劣V断面，中心城区的最多。此外，为保障汛期水质达标，从短期和长期手段上提出对策。

关键词：汛期；五大流域；五大区域；对策

中图分类号：X522 文献标志码：A

前言

北京既是首善之都也是华北缺水城市的典型代表，自“十三五”以来，市水环境质量明显大幅改善，但汛期城乡面源污染等水环境问题仍然突出。生态环境部2022年2月印发的《关于开展汛期污染强度分析推动解决突出水环境问题的通知》指出：各地要因地制宜开展汛期污染强度监测分析。《北京市“十四五”时期生态环境保护规划》也提出：加强城市面源治理，减少汛期溢流污水、初期雨水直接人河。水质遇雨即降也是近年来科研工作者密切关注的问题。汤虹等分析了河流汛期水质变化及保护对策；徐海波等探讨了江苏省内太湖、长江和淮河流域主汛期前后水质变化趋势，提出汛期水质保障建议；马小雪等分析了不同水期秦淮河流域水质特征及污染来源解析，指出年内非汛期的水质要劣于汛期水质，汛期与非汛期的污染分布存在空间差异性。因此，分析北京市不同水期水质特征，特别是掌握汛期水质特征，进而提出讯期水质改善对策对于北京市水环境持续改善具有重大意义、为其他省市水质改善提供一定的参考价值。

研究结合《海河流域水生态环境保护“十四五”规划》提出的“流域统筹、区域落实”空间管控思路，从汛期非汛期、流域、区域不同时空尺度分析2022年度北京市河流水质特征，提出汛期水质改善对策。

1研究区概况

北京市地处海河流域，辖区内从东到西分布着蓟运河水系、潮白河水系、北运河水系、永定河水系和大清河水系五大流域。北京城市总体规划提出构建“一核一主一副、两轴多点一区”的城市空间结构，五大区域包括核心区、中心城区、城市副中心、平原新城和生态涵养区。流域和区域空间分布见图1。

2数据与方法

2.1数据来源

研究涉及104条河流，如图2所示。研究区地势西北高、东南低，因此大多数河流由西北流向东南。数据为2020年汛期（6月-9月）、2021年汛期（6月-9月）、2022年全年水质类别数据，数据来源于北京市生态环境局官方网站。

2.2分析方法

优Ⅲ（劣V）断面占比为统计时空范围内所有优Ⅲ（劣V）断面与所有有水监测断面的比值；研究区域概况和水质评价河流借助ArcGIS展示、各类别断面占比通过柱状图展示。

3结果与分析

3.1整体情况

如图3所示2020年-2022近三年汛期及2022年非讯期优Ⅲ劣V占比情况，由图3可以看出：2022年汛期较2022年非汛期水质优Ⅲ比例有所下降，下降了10.40%，劣V比例有所提升，提升了1.62个百分点，汛期水质相比非汛期有所变差；2020年-2023近三年汛期水质整体上看，优Ⅲ断面比例上升，劣V断面比例下降，表明近三年来全市水环境治理取得成效。值得一提的是，2021年汛期水质劣V占比相较2020年有所增加，可能是由于2021年北京市降水量翻倍，雨季来得早去的晚，短时雨强大，降雨频次高，汛期降水量也比2020年同期偏多三成。（见表1）

3.2流域特点

北京市五大水系非汛期、汛期水质类别占比情况如图4所示，可以看出：非汛期永定河水系和大清河水系水质较好，蓟运河水系、北运河水系及潮白河水系存在劣V断面，劣V断面分别分布在蓟运河水系的洳河下段，潮白河水系的箭杆河，北运河水系的港沟河、风港减河、万泉河、通惠西排干和风河，北运河水系最多，占比71%；汛期五大水系水质类别占比隋况表明蓟运河水系、北运河水系、永定河水系存在劣V断面，劣V断面分布在蓟运河水系的洳河下段，北运河水系的万泉河、北小河、马草河、新凤河、小中河和通惠西排干，永定河水系的小龙河，北运河水系最多，占比70%。

北京市五大水系特征不同，蓟运河水系以农村环境重点改善为主、潮白河水系是首都饮用水安全保障区、永定河水系先行示范水生态修复、大清河水系重在保障雄安新区上游水质，而北运河水系强调城市水循环可持续发展，流域内包含了绝大部分的城市建成区，人口、产业、资源高度集中，因此劣V断面占比最高。

3.3区域特点

如图5所示北京市五大区域非汛期、汛期水质类别占比情况，图5表明：非汛期平原新城、中心城区、生态涵养区存在劣V断面，劣V断面分别分布在平原新城的港沟河、凤港减河、箭杆河、通惠西排干和风河，中心城区的通惠西排干和万泉河，生态涵养区的洳河下段；汛期除核心区外，其他四区均存在劣V断面，中心城区的居多，5个断面次劣V，平原新城的次之，4个断面次劣V。推测其原因，中心城区和平原新城城市化高度发展，地表水源多来源于再生水厂退水，水体自净能力差，汛期水质较易受到面源污染的冲击。

4汛期水质改善对策

汛期对河流水质造成较大冲击主要来源于三个方面：一是人河排口特别是雨洪排口和雨污混排口，旱季管道“藏污纳垢”，雨季来前未及时清理，汛期管道内污染物经雨水冲刷人河；二是截流式合流制排水体系汛期因污水处理设施能力不足溢流导致污水直接人河；三是雨水冲刷街道、屋面等导致汛期面源初期人河径流污染物浓度较高。因此，汛期水质预防恶化应做到汛前预防、汛中监测溯源、汛后总结预警。

未雨绸缪，做好汛前预防。入河排口是岸上污染源进人水体环境的重要通道，汛前应结合“清管行动”等加强城市雨洪排口和雨污混排口非雨季的定期清掏养护。此外，加强岸上垃圾、畜禽粪污等面源污染的排查和处理处置。

“讯”速行动，做好汛中监测溯源。充分利用现有自动监测站，辅以必要的人工监测，对汛期水质超标断面特别是劣V断面，开展汇水范围调查分析，追根溯源，切实明确断面水质恶化的原因并将责任落实到属地，编制切实可行的汛期水质改善方案。

防范未然，做好汛后总结预警。以汛期水质监测数据为抓手，以数据应用为导向，深挖数据价值，总结汛期水质特征及变化规律，确定汛期重点关注断面，对下年汛期水质开展预警。结合北京市2022年汛期水质特征，初步确定除核心区的其他四大区域蓟运河水系的洳河下段，北运河水系的万泉河、北小河、马草河、新凤河、小中河和通惠西排干及永定河水系的小龙河为重点关注水体，水体所布设的监测断面为重点监测断面。

长期来看，BMPs（Best Management Pntctices，最佳管理措施）是目前国际公认的治理汛期面源污染的有效措施之一。美国环境保护局将BMPs定义为：“一定条件下控制雨水径流、改善径流水质最高效的技术手段或工程设施”，它的核心是在污染物进入水体前，通过各种满足生态环境要求、经济高效的措施有效控制和减轻非点源污染，具有环境友好、工艺简单等优点。BMPs的配置一般围绕着“减源一拦截一修复”的污染控制理论来开展，方法有工程措施和非工程措施两大类。工程措施是指用工程设施来控制和减少污染物，如透水铺装、滞留地／池／塘、人工湿地等；非工程措施依靠管理措施来达到控制污染的目的，如雨水径流污染控制指南、城市管理、限制除雪剂的使用等。北京市在北运河、密云水库等流域也有相关的研究与实践，在今后的面源污染控制研究中大有前景。

5结论

通过对北京市不同水期水质特征的分析及汛期水质稳定达标对策的研究，主要结论如下：一是虽然近三年来汛期水质整体向好，但汛期面源污染对河流水质影响仍较大，相比非汛期，汛期水质有所变差；汛期北运河水系劣V断面居多，中心城区劣V断面最多。二是汛期水质预防恶化应做到汛前预防、讯中监测溯源、讯后总结预警，也可结合最佳管理措施有效防范汛期面源污染，为北京市水质稳定持续达标提供支撑。