田廣宇，劉 湛，劉 浩，張晨牧

（中交水運(yùn)規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，100007，北京）

一、概 述

流域生態(tài)系統(tǒng)是人類(lèi)生存發(fā)展所依存的自然界中最重要的生態(tài)系統(tǒng)之一，為流域地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)健康、持續(xù)和協(xié)調(diào)發(fā)展提供資源和生態(tài)保障。針對(duì)我國(guó)眾多流域水資源短缺、水環(huán)境污染嚴(yán)重和水生態(tài)系統(tǒng)受損狀況，國(guó)家相繼出臺(tái) 《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》（即“水十條”）、《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》（即“土十條”）、《“十三五”重點(diǎn)流域水環(huán)境綜合治理建設(shè)規(guī)劃》等政策法規(guī)，黨的十九大又將生態(tài)文明建設(shè)提升至千年大計(jì)，中央政府已將流域綜合治理提升到國(guó)家戰(zhàn)略高度。

流域以河流為主線，是由分水線圍括而成的完整、獨(dú)立、整體性極強(qiáng)的自然區(qū)域，范圍涉及河流上下游、兩岸和匯水區(qū)域。流域界限不同于傳統(tǒng)行政區(qū)域劃分，不同行政區(qū)劃施政、施策的差異和跨行政區(qū)劃協(xié)調(diào)難，往往導(dǎo)致流域治理與管理難以成合力。流域環(huán)境的綜合治理與管理作用于由水域、自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)組成的流域復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，具有多元目標(biāo)性特點(diǎn)。在合理開(kāi)發(fā)水資源的同時(shí)，需注重污染防治，保護(hù)水質(zhì)，恢復(fù)健康的水生態(tài)系統(tǒng)，堅(jiān)持開(kāi)發(fā)與保護(hù)并重。流域綜合治理及管理需要協(xié)調(diào)上下游、干支流、不同行政區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展；不同區(qū)域、不同群體、不同產(chǎn)業(yè)通過(guò)流域?yàn)榧~帶，被聯(lián)系成為一個(gè)整體。因此，流域綜合治理及管理的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共處、促進(jìn)“生態(tài)、生產(chǎn)、生活”協(xié)調(diào)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)同的可持續(xù)發(fā)展。流域綜合治理是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，不僅涉及水環(huán)境，還與水生態(tài)、水經(jīng)濟(jì)、水文化，乃至水景觀、水安全等相互關(guān)聯(lián)，需要綜合運(yùn)用行政、法律和經(jīng)濟(jì)等多種手段進(jìn)行治理。

永定河是首都北京的母親河。永定河流域地跨5?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）51個(gè)市、縣、區(qū)，涉及北京、天津、河北張家口、山西大同和內(nèi)蒙古一些地區(qū)，是京津冀區(qū)域重要水源涵養(yǎng)區(qū)、生態(tài)屏障和生態(tài)廊道。目前存在水資源過(guò)度開(kāi)發(fā)、環(huán)境承載力差、污染嚴(yán)重、河道斷流、生態(tài)系統(tǒng)退化、部分河段防洪能力不足等突出問(wèn)題，嚴(yán)重制約京津冀地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的健康發(fā)展。作為首都北京的母親河，恢復(fù)永定河碧波蕩漾的生機(jī)，讓永定河再現(xiàn)清水長(zhǎng)流、綠樹(shù)連綿、山水相融的自然美景，一直是沿岸人民的美好期盼。對(duì)永定河流域的綜合治理與管理，是我國(guó)首例跨省級(jí)行政區(qū)域?qū)嵭腥饔騾f(xié)同治理項(xiàng)目，對(duì)京津冀晉內(nèi)蒙地區(qū)協(xié)同發(fā)展、創(chuàng)新和完善永定河流域協(xié)同治理機(jī)制具有重要意義。

二、永定河流域現(xiàn)狀問(wèn)題

永定河上游有桑干河、洋河兩大支流，于河北省張家口懷來(lái)縣朱官屯匯合后稱(chēng)永定河，在官?gòu)d水庫(kù)納媯水河，經(jīng)官?gòu)d山峽于三家店進(jìn)入平原。三家店以下，兩岸均靠堤防約束，盧溝橋至梁各莊段為地上河，梁各莊以下進(jìn)入永定河泛區(qū)。永定河泛區(qū)下口屈家店以下為永定新河，在大張莊以下納龍鳳河、金鐘河、潮白新河和薊運(yùn)河，于北塘入海。永定河流域總面積達(dá)4.70萬(wàn)km2，占海河流域總面積的14.7%。近年，受自然因素和人為因素影響，永定河流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展與環(huán)境承載力不協(xié)調(diào)，生態(tài)環(huán)境不斷惡化，主要原因有：

1.水資源稟賦差，超載嚴(yán)重

近年，受氣候和下墊面變化影響，永定河可利用水資源量呈明顯衰減趨勢(shì)，地表水開(kāi)發(fā)利用率已經(jīng)遠(yuǎn)超國(guó)際公認(rèn)的40%合理開(kāi)發(fā)紅線，部分城市地區(qū)地下水超采嚴(yán)重，高達(dá)21.4億m3。上游農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水方式粗放，種植結(jié)構(gòu)不合理，農(nóng)業(yè)用水占比高達(dá)66%，亟須提高農(nóng)業(yè)用水效率，調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，壓減農(nóng)業(yè)用水量。

2.水環(huán)境承載能力低，污染嚴(yán)重

永定河京津冀晉內(nèi)蒙5?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）現(xiàn)狀水功能區(qū)的主要污染物COD、氨氮年均入河量分別超過(guò)納污能力的1.5倍、7.6倍，41個(gè)水功能區(qū)中只有11個(gè)水質(zhì)達(dá)標(biāo)，達(dá)標(biāo)率僅26.8%，水質(zhì)為Ⅴ類(lèi)和劣Ⅴ類(lèi)的河長(zhǎng)達(dá)52%以上。其中，桑干河、洋河部分支流水污染嚴(yán)重，官?gòu)d水庫(kù)受到污染，結(jié)構(gòu)和功能受損。據(jù)分析，由于永定河的入河污染物，特別是入河的面源污染缺乏有效控制，點(diǎn)源污染監(jiān)控亦不夠，永定河大部分河段常年超納污能力排放，水質(zhì)長(zhǎng)期處于惡化狀態(tài)。

3.生態(tài)空間不足，功能退化

目前，永定河生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)受損，上游水源涵養(yǎng)能力差，水土流失依然嚴(yán)重，仍有1.5萬(wàn)km2需要治理；森林覆蓋率20.8%，未達(dá)到全國(guó)平均水平21.63%，且地區(qū)間差異較大，津冀兩省（直轄市）均低于20%，水源涵養(yǎng)能力未能得到穩(wěn)定發(fā)揮；森林質(zhì)量不高，且局部存在部分退化林，森林生態(tài)效益未能充分發(fā)揮；流域內(nèi)河湖、濕地率僅2%，與全國(guó)平均水平的5.6%相比有較大差距。同時(shí)生態(tài)用水被大量擠占，下游平原河道1996年后完全斷流，平均干涸長(zhǎng)度140 km，局部河段河床沙化，地下水水位下降，地面沉降。2000年后河口入海水量銳減，較多年平均減少了97.5%。永定河流域生態(tài)空間不足或生態(tài)空間管理失據(jù)、失控，急切地呼喚貫徹“綠水青山就是金山銀山”的環(huán)境生態(tài)治理理念，以實(shí)現(xiàn)生態(tài)空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目標(biāo)和策略。

4.部分河段防洪能力不足，隱患猶存

永定河是全國(guó)四大重點(diǎn)防洪江河之一，其中永定河左堤是保衛(wèi)北京防洪安全的西部防線，防洪任務(wù)十分重大。多年來(lái)，按照“上蓄、中疏、下排、適當(dāng)?shù)販钡暮：恿饔蚍篮橹卫矸结?，?guó)家對(duì)永定河進(jìn)行了多次整治，流域防洪工程體系初步形成，防洪標(biāo)準(zhǔn)基本達(dá)到百年一遇，但部分河段仍然存在防洪隱患，如山區(qū)河道堤防險(xiǎn)工險(xiǎn)段和主槽淤積，行洪能力降低；平原區(qū)部分河段堤防超高不足，超標(biāo)準(zhǔn)洪水通道受阻；永定河泛區(qū)安全設(shè)施不健全，周邊洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)較大，同時(shí)流域部分河道采砂影響河勢(shì)穩(wěn)定等。此外，永定河已多年未發(fā)生大洪水，現(xiàn)有防洪工程缺少洪水檢驗(yàn)，防洪風(fēng)險(xiǎn)依然存在。

5.區(qū)域協(xié)同管理能力薄弱，亟待加強(qiáng)

目前，永定河管理以行政區(qū)域?yàn)橹鳎嬖跇?biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、發(fā)展不協(xié)調(diào)問(wèn)題。現(xiàn)有水資源利用、保護(hù)等方面的合作多以一事一議為主，尚未建立跨區(qū)域跨行業(yè)的議事協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)，缺乏健全的流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)作機(jī)制、涉水聯(lián)合執(zhí)法機(jī)制和水生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制。流域水量、水質(zhì)、水生態(tài)、森林、濕地監(jiān)測(cè)站點(diǎn)雖有布設(shè)，但各自為政，部分監(jiān)測(cè)內(nèi)容重復(fù)建設(shè)，缺乏區(qū)域一體化的水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)信息共享平臺(tái)和生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警機(jī)制。

三、環(huán)境生態(tài)特征分析

從環(huán)境生態(tài)角度看，永定河既有河流通常具備的自然屬性，又有其本身非同一般的特征。掌握自然法則、社會(huì)法則和人們的美學(xué)法則解析永定河的環(huán)境生態(tài)屬性，是系統(tǒng)、綜合治理永定河流域的必由之路。

從河流流域系統(tǒng)的匯集、輸移、轉(zhuǎn)化、沉積、沖刷、傳輸、延長(zhǎng)和流水生態(tài)8個(gè)方面看，永定河以水為載體，從其流域4.7萬(wàn)km2范圍匯集21.02億m3水及其容納的物質(zhì)，從海拔2 736 m的管涔山向前輸移，承接桑干河和洋河后，從官?gòu)d水庫(kù)起穿越八達(dá)嶺山地形成官?gòu)d山峽，至三家店流入華北平原，于北塘奔流入海，將水中溶解的、不溶解的，生物的、非生物的物質(zhì)注入渤海；其間，不同形態(tài)的水流（流態(tài)）和發(fā)生在水體、水氣界面、泥水界面的各種相互作用，通過(guò)氧化還原反應(yīng)、生物化學(xué)反應(yīng)驅(qū)動(dòng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化；由于重力作用的變化和物質(zhì)比重的差別，部分物質(zhì)沿程沉積下來(lái)，或形成淤積，或抬高河床；攜帶能量的河流沿程對(duì)河岸產(chǎn)生沖刷（切割）作用，由于水流和科里奧利力的同時(shí)作用，沖刷作用可能十分強(qiáng)大，致使永定河岸線在歷史長(zhǎng)河中有非常顯著的變動(dòng)；永定河水作為載體為上下游的生物提供傳播通道，而裹挾泥沙的河水到達(dá)河口后，流速遽然下降，鹽度急劇上升，不可避免地形成河口濕地，延長(zhǎng)河流；整個(gè)系統(tǒng)在相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)下以獨(dú)特的流水生態(tài)形式經(jīng)年累月地運(yùn)行著。因此對(duì)永定河的治理和管理必然需要將其水環(huán)境治理、水生態(tài)修復(fù)和水資源保護(hù)緊密地結(jié)合起來(lái)，并以此支撐水經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和水文化建設(shè)。

四、綜合治理與管理策略

依據(jù)永定河上述環(huán)境生態(tài)特征和水資源條件，從流域治理的系統(tǒng)性、綜合性出發(fā)，需要按照如下10個(gè)原則來(lái)決定工程治理與管理的總體布局、控制策略和實(shí)施方案，即系統(tǒng)原則、目標(biāo)原則、有限條件原則、類(lèi)型原則、平衡原則、生產(chǎn)力控制原則、遞進(jìn)原則、自組織與共力修復(fù)原則、規(guī)模原則和安全原則。在此基礎(chǔ)上提出了以“三水共治”為主導(dǎo)目標(biāo)的永定河流域綜合治理建議方案。

結(jié)合《永定河綜合治理與生態(tài)修復(fù)總體方案》的“水源涵養(yǎng)區(qū)、平原城市段、平原郊野段和濱海段”4分區(qū)段治理劃分，首先基于3S技術(shù)，通過(guò)研究區(qū)域背景調(diào)查與分析，識(shí)別結(jié)構(gòu)斷點(diǎn)（封閉度、高程、蜿蜒度、水利工程、水系交匯點(diǎn)等），確定各治理區(qū)段河流類(lèi)型；進(jìn)而從不同河流類(lèi)型結(jié)構(gòu)特征出發(fā)，完成對(duì)不同河流類(lèi)型具有的功能潛力的定性研判；最后依據(jù)河流類(lèi)型整體功能狀況評(píng)估結(jié)果，分別從河流行為特征、主要人類(lèi)活動(dòng)、河流功能狀況等方面對(duì)永定河流域各治理區(qū)段提出針對(duì)性措施。

永定河流域水源涵養(yǎng)區(qū)位于流域上游，主要以山區(qū)為主，是重要產(chǎn)水匯流區(qū)域，面積達(dá)4.51萬(wàn)km2，占總流域面積的95.8%。區(qū)域經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)以農(nóng)業(yè)為主，兼有采礦及加工、畜禽養(yǎng)殖林果業(yè)種植等，也是水土流失嚴(yán)重、面源污染相對(duì)突出的區(qū)域。永定河在該區(qū)域河流類(lèi)型眾多，以渠道化河流、無(wú)限制彎曲沙床河流、無(wú)限制低中蜿蜒細(xì)粒河床河流、無(wú)限制游蕩沙床河流、無(wú)限制彎曲礫石河床河流為主。平原城市段（三家店—梁各莊）貫穿北京西部區(qū)域，在游憩、景觀美學(xué)、水文化傳承、教育科研等方面功能突出，是對(duì)河流生態(tài)環(huán)境要求相對(duì)更高的區(qū)域。現(xiàn)狀河流類(lèi)型以渠道化河流為主，地勢(shì)較平坦，緊鄰城區(qū)河道，已干涸。平原郊野段（梁各莊—屈家店）現(xiàn)狀河流類(lèi)型以渠道化河流為主，貫穿永定河泛區(qū)，河道常年干涸沙化，加上地表裸露、植被覆蓋度低，成為永定河揚(yáng)塵揚(yáng)沙段，生態(tài)系統(tǒng)十分脆弱。濱海段（屈家店—防潮閘）現(xiàn)狀河流類(lèi)型以渠道化河流為主，流經(jīng)天津市中東部，是連接上游河道與渤海的特殊河段，受上游地區(qū)影響，入海水量銳減。

永定河流域各類(lèi)型河段特征、功能評(píng)價(jià)及針對(duì)性措施主要有：

①渠道化河流，特征為順直河道，河岸、河床多被固化，基本無(wú)河岸帶，水流被固化在河道中，行為能力弱，僅沖刷河段泥沙，且農(nóng)田、居民點(diǎn)和公路等主要人類(lèi)活動(dòng)區(qū)域靠近河岸。該段河流功能總體評(píng)價(jià)極差，主要表現(xiàn)為河道穩(wěn)定，行洪能力強(qiáng)，此類(lèi)河段修復(fù)以恢復(fù)水流、清潔水質(zhì)為主。應(yīng)設(shè)法補(bǔ)水，恢復(fù)水流位，維持基流水位，推行水保措施；限制兩岸排污口，同時(shí)進(jìn)行生態(tài)護(hù)岸改造，開(kāi)辟以種植本土植物為主的河岸帶。

②無(wú)限制彎曲沙床河流，特征為河谷對(duì)河道基本不限制，河道寬淺呈彎曲狀，河床材料多為粉砂；流速快慢相間，有靜水區(qū)、凸岸邊灘、河漫灘發(fā)育，河岸穩(wěn)定性差，喬、灌、雜草覆蓋程度較高。該類(lèi)河段地勢(shì)較平坦，兩岸多有農(nóng)田和居民點(diǎn)；河流功能總體評(píng)價(jià)一般，主要表現(xiàn)為河流基本維持自然狀態(tài)，河岸穩(wěn)定性較差，河漫灘寬廣，河流棲息地類(lèi)型多樣，兩岸植被覆蓋率較高，水質(zhì)較好。此類(lèi)河段整體修復(fù)以提升水文、行洪、廊道和棲息地功能為主。應(yīng)維持基流水位，限制取水，推行水保措施；兩岸限制放牧，沿河設(shè)置柵欄隔離牲畜，建設(shè)本土植物緩沖帶和生態(tài)護(hù)岸，降低河岸坡度；沿河河漫灘修建池塘、濕地，為生物提供棲息地和凈化水質(zhì)。

③無(wú)限制低中蜿蜒細(xì)粒河床河流，特征為河谷對(duì)河道基本不限制，河道中低蜿蜒，寬淺，流速快慢相間，河床材質(zhì)表層多為粉砂，底層為礫石，兩岸植被覆蓋率高，地勢(shì)較平坦，多有農(nóng)田和居民點(diǎn)；河流功能總體評(píng)價(jià)一般，主要表現(xiàn)為河流基本維持自然狀態(tài)，河岸穩(wěn)定性稍好，河漫灘寬廣，兩岸植被覆蓋率高，水質(zhì)較好。此類(lèi)河段整體修復(fù)以提升水文、行洪和廊道功能為主。應(yīng)維持基流水位，保持夏季洪水水位，限制附近居民和牲畜直接取水；兩岸建設(shè)本土植物緩沖帶，強(qiáng)化防護(hù)林建設(shè)，限制泥沙和農(nóng)田物質(zhì)進(jìn)入；河漫灘和靜水區(qū)域修建濕地，凈化水質(zhì)；利用拋石、圓木創(chuàng)建多水流形態(tài)；利用木樁保護(hù)河岸。

④無(wú)限制游蕩沙床河流，特征為河谷對(duì)河道無(wú)限制，位于側(cè)田水庫(kù)下游，僅水庫(kù)放水才有水流，其余時(shí)間干涸，河道、漫灘寬廣，植被覆蓋率高，多見(jiàn)沼澤和水塘；河流功能總體評(píng)價(jià)極差。此類(lèi)河段修復(fù)以維持水流為主。應(yīng)加強(qiáng)上游水庫(kù)生態(tài)調(diào)度，維持基流水位，禁止灌溉和牲畜取水；兩岸建設(shè)防護(hù)林，控制泥沙源，限制河道擺動(dòng)；保護(hù)河漫灘，禁止開(kāi)發(fā)，沿主河道池塘和沼澤構(gòu)建凈水區(qū)，形成濕地，凈化水質(zhì)。

⑤無(wú)限制彎曲礫石河床河流，特征為河谷對(duì)河道無(wú)限制，河道彎曲寬淺，流速快慢相間，河床底質(zhì)為礫石，河道邊蘆葦?shù)戎参锩ⅲ瑑砂吨脖桓采w率高，地勢(shì)平坦，多為耕地和居民點(diǎn)。河流功能總體評(píng)價(jià)一般，主要表現(xiàn)為河岸保持自然形態(tài)，水流形態(tài)多樣，有水生植物，河床地貌豐富，河岸帶植被覆蓋率高，水文、地貌、廊道和棲息地功能潛力較高，后期修復(fù)以此為主。應(yīng)維持基流水位，禁止灌溉和牲畜取水；修建防護(hù)林，控制泥沙源；實(shí)行退耕還河，拓寬河岸帶，構(gòu)建喬、灌、草本土植物層次結(jié)構(gòu)的緩沖帶、隔離帶，限制農(nóng)田面源污染入河。