北京市河流不同水期水質特征及汛期水質改善對策研究

摘要：分析北京市河流不同水期水質特征，提出汛期水質改善對策，為北京市水環境持續改善提供支撐。基于北京市2020年汛期、2021年訊期、2022年全年104條段典型河流的水質數據，從不同時空尺度對水質特征進行分析。結果表明，2022年汛期較非汛期水質有所變差，近三年來汛期水質整體呈現向好意勢；就五大水系而言，北運河水系劣V斷面居多；從五大區域上看，非汛期平原新城的劣V斷面最多，汛期除核心區外，均存在劣V斷面，中心城區的最多。此外，為保障汛期水質達標，從短期和長期手段上提出對策。

關鍵詞：汛期；五大流域；五大區域；對策

中圖分類號：X522 文獻標志碼：A

前言

北京既是首善之都也是華北缺水城市的典型代表，自“十三五”以來，市水環境質量明顯大幅改善，但汛期城鄉面源污染等水環境問題仍然突出。生態環境部2022年2月印發的《關于開展汛期污染強度分析推動解決突出水環境問題的通知》指出：各地要因地制宜開展汛期污染強度監測分析。《北京市“十四五”時期生態環境保護規劃》也提出：加強城市面源治理，減少汛期溢流污水、初期雨水直接人河。水質遇雨即降也是近年來科研工作者密切關注的問題。湯虹等分析了河流汛期水質變化及保護對策；徐海波等探討了江蘇省內太湖、長江和淮河流域主汛期前后水質變化趨勢，提出汛期水質保障建議；馬小雪等分析了不同水期秦淮河流域水質特征及污染來源解析，指出年內非汛期的水質要劣于汛期水質，汛期與非汛期的污染分布存在空間差異性。因此，分析北京市不同水期水質特征，特別是掌握汛期水質特征，進而提出訊期水質改善對策對于北京市水環境持續改善具有重大意義、為其他省市水質改善提供一定的參考價值。

研究結合《海河流域水生態環境保護“十四五”規劃》提出的“流域統籌、區域落實”空間管控思路，從汛期非汛期、流域、區域不同時空尺度分析2022年度北京市河流水質特征，提出汛期水質改善對策。

1研究區概況

北京市地處海河流域，轄區內從東到西分布著薊運河水系、潮白河水系、北運河水系、永定河水系和大清河水系五大流域。北京城市總體規劃提出構建“一核一主一副、兩軸多點一區”的城市空間結構，五大區域包括核心區、中心城區、城市副中心、平原新城和生態涵養區。流域和區域空間分布見圖1。

2數據與方法

2.1數據來源

研究涉及104條河流，如圖2所示。研究區地勢西北高、東南低，因此大多數河流由西北流向東南。數據為2020年汛期（6月-9月）、2021年汛期（6月-9月）、2022年全年水質類別數據，數據來源于北京市生態環境局官方網站。

2.2分析方法

優Ⅲ（劣V）斷面占比為統計時空范圍內所有優Ⅲ（劣V）斷面與所有有水監測斷面的比值；研究區域概況和水質評價河流借助ArcGIS展示、各類別斷面占比通過柱狀圖展示。

3結果與分析

3.1整體情況

如圖3所示2020年-2022近三年汛期及2022年非訊期優Ⅲ劣V占比情況，由圖3可以看出：2022年汛期較2022年非汛期水質優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個百分點，汛期水質相比非汛期有所變差；2020年-2023近三年汛期水質整體上看，優Ⅲ斷面比例上升，劣V斷面比例下降，表明近三年來全市水環境治理取得成效。值得一提的是，2021年汛期水質劣V占比相較2020年有所增加，可能是由于2021年北京市降水量翻倍，雨季來得早去的晚，短時雨強大，降雨頻次高，汛期降水量也比2020年同期偏多三成。（見表1）

3.2流域特點

北京市五大水系非汛期、汛期水質類別占比情況如圖4所示，可以看出：非汛期永定河水系和大清河水系水質較好，薊運河水系、北運河水系及潮白河水系存在劣V斷面，劣V斷面分別分布在薊運河水系的洳河下段，潮白河水系的箭桿河，北運河水系的港溝河、風港減河、萬泉河、通惠西排干和風河，北運河水系最多，占比71%；汛期五大水系水質類別占比隋況表明薊運河水系、北運河水系、永定河水系存在劣V斷面，劣V斷面分布在薊運河水系的洳河下段，北運河水系的萬泉河、北小河、馬草河、新鳳河、小中河和通惠西排干，永定河水系的小龍河，北運河水系最多，占比70%。

北京市五大水系特征不同，薊運河水系以農村環境重點改善為主、潮白河水系是首都飲用水安全保障區、永定河水系先行示范水生態修復、大清河水系重在保障雄安新區上游水質，而北運河水系強調城市水循環可持續發展，流域內包含了絕大部分的城市建成區，人口、產業、資源高度集中，因此劣V斷面占比最高。

3.3區域特點

如圖5所示北京市五大區域非汛期、汛期水質類別占比情況，圖5表明：非汛期平原新城、中心城區、生態涵養區存在劣V斷面，劣V斷面分別分布在平原新城的港溝河、鳳港減河、箭桿河、通惠西排干和風河，中心城區的通惠西排干和萬泉河，生態涵養區的洳河下段；汛期除核心區外，其他四區均存在劣V斷面，中心城區的居多，5個斷面次劣V，平原新城的次之，4個斷面次劣V。推測其原因，中心城區和平原新城城市化高度發展，地表水源多來源于再生水廠退水，水體自凈能力差，汛期水質較易受到面源污染的沖擊。

4汛期水質改善對策

汛期對河流水質造成較大沖擊主要來源于三個方面：一是人河排口特別是雨洪排口和雨污混排口，旱季管道“藏污納垢”，雨季來前未及時清理，汛期管道內污染物經雨水沖刷人河；二是截流式合流制排水體系汛期因污水處理設施能力不足溢流導致污水直接人河；三是雨水沖刷街道、屋面等導致汛期面源初期人河徑流污染物濃度較高。因此，汛期水質預防惡化應做到汛前預防、汛中監測溯源、汛后總結預警。

未雨綢繆，做好汛前預防。入河排口是岸上污染源進人水體環境的重要通道，汛前應結合“清管行動”等加強城市雨洪排口和雨污混排口非雨季的定期清掏養護。此外，加強岸上垃圾、畜禽糞污等面源污染的排查和處理處置。

“訊”速行動，做好汛中監測溯源。充分利用現有自動監測站，輔以必要的人工監測，對汛期水質超標斷面特別是劣V斷面，開展匯水范圍調查分析，追根溯源，切實明確斷面水質惡化的原因并將責任落實到屬地，編制切實可行的汛期水質改善方案。

防范未然，做好汛后總結預警。以汛期水質監測數據為抓手，以數據應用為導向，深挖數據價值，總結汛期水質特征及變化規律，確定汛期重點關注斷面，對下年汛期水質開展預警。結合北京市2022年汛期水質特征，初步確定除核心區的其他四大區域薊運河水系的洳河下段，北運河水系的萬泉河、北小河、馬草河、新鳳河、小中河和通惠西排干及永定河水系的小龍河為重點關注水體，水體所布設的監測斷面為重點監測斷面。

長期來看，BMPs（Best Management Pntctices，最佳管理措施）是目前國際公認的治理汛期面源污染的有效措施之一。美國環境保護局將BMPs定義為：“一定條件下控制雨水徑流、改善徑流水質最高效的技術手段或工程設施”，它的核心是在污染物進入水體前，通過各種滿足生態環境要求、經濟高效的措施有效控制和減輕非點源污染，具有環境友好、工藝簡單等優點。BMPs的配置一般圍繞著“減源一攔截一修復”的污染控制理論來開展，方法有工程措施和非工程措施兩大類。工程措施是指用工程設施來控制和減少污染物，如透水鋪裝、滯留地／池／塘、人工濕地等；非工程措施依靠管理措施來達到控制污染的目的，如雨水徑流污染控制指南、城市管理、限制除雪劑的使用等。北京市在北運河、密云水庫等流域也有相關的研究與實踐，在今后的面源污染控制研究中大有前景。

5結論

通過對北京市不同水期水質特征的分析及汛期水質穩定達標對策的研究，主要結論如下：一是雖然近三年來汛期水質整體向好，但汛期面源污染對河流水質影響仍較大，相比非汛期，汛期水質有所變差；汛期北運河水系劣V斷面居多，中心城區劣V斷面最多。二是汛期水質預防惡化應做到汛前預防、訊中監測溯源、訊后總結預警，也可結合最佳管理措施有效防范汛期面源污染，為北京市水質穩定持續達標提供支撐。