冬日的媯水河，冰面晶瑩剔透，冰下魚(yú)翔淺底。2017年至2020年底三年多時(shí)間，媯水河由過(guò)去的河道斷流、難覓魚(yú)鳥(niǎo)變成如今的水質(zhì)清澈、生態(tài)多樣。由北京市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“設(shè)計(jì)院”）牽頭，聯(lián)合多家單位開(kāi)展的國(guó)家水體污染控制與治理重大科技專(zhuān)項(xiàng)獨(dú)立課題——“媯水河世園會(huì)及冬奧會(huì)水質(zhì)保障與流域生態(tài)修復(fù)和示范”取得顯著成效。百余名科技人員攻堅(jiān)克難，用科技成就了媯水河生態(tài)之美。
銀裝素裹的媯水河
集思廣益制定科學(xué)技術(shù)路線(xiàn)
媯水河發(fā)源于北京延慶東北約13公里處，被稱(chēng)為延慶的“母親河”。如何讓媯水河呈現(xiàn)出自然生態(tài)之美，2017年底課題的科研工作正式開(kāi)啟。擔(dān)任課題技術(shù)總負(fù)責(zé)人的設(shè)計(jì)院黨委書(shū)記劉培斌介紹，課題研究本著“邊研發(fā)、邊產(chǎn)出、邊應(yīng)用”的原則，以問(wèn)題為導(dǎo)向，以增加生態(tài)流量、改善河流水質(zhì)、修復(fù)水生態(tài)系統(tǒng)，保障世園會(huì)與冬奧會(huì)成功舉辦為目標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)治理。
“當(dāng)時(shí)面臨三大難題”，課題負(fù)責(zé)人、設(shè)計(jì)院生態(tài)環(huán)境所所長(zhǎng)王利軍回憶說(shuō)，“第一大難題是水資源極度短缺，加上北方山區(qū)河流的特點(diǎn)，媯水河一年斷流超過(guò)200天，部分支流常年無(wú)水，河床斑駁；第二大難題是水體污染與水土流失嚴(yán)重，水質(zhì)嚴(yán)重惡化；第三大難題是水生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重退化?！?/span>
為破解三大難題，科研人員集思廣益，一次次思維火花的碰撞，最終制定了一條科學(xué)的技術(shù)路線(xiàn)：要實(shí)現(xiàn)多水源的優(yōu)化配置與聯(lián)合調(diào)度，使有限的水資源發(fā)揮最大的生態(tài)效益；要大量使用再生水來(lái)增加河道生態(tài)流量，同時(shí)保證水質(zhì)達(dá)標(biāo)；要設(shè)立河流與濕地群連通的水循環(huán)系統(tǒng)，保障河道不斷流，修復(fù)水生態(tài)系統(tǒng)；要建立北方冬季低溫地區(qū)仿自然功能型濕地，使入官?gòu)d水庫(kù)水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到地表水Ⅲ類(lèi)；要建設(shè)流域水土保持生態(tài)修復(fù)工程，打造生態(tài)清潔小流域的升級(jí)版，使清水下山、凈水入庫(kù)。
應(yīng)用新技術(shù)保障水量水質(zhì)達(dá)標(biāo)
“我們以‘優(yōu)先使用再生水、充分利用雨洪水和地表水，合理利用外調(diào)水和地下水’為原則，采取了源頭減排、過(guò)程阻斷、末端治理與山水林田湖草系統(tǒng)治理技術(shù)?！眲⑴啾蠼榻B，前端通過(guò)調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)、測(cè)土施肥、畜禽養(yǎng)殖關(guān)停清退等舉措，從源頭上控制面源污染；中端采取植草滲濾溝、臺(tái)田雨水凈化及岸坡生態(tài)溝技術(shù)，進(jìn)一步截留污染物；末端通過(guò)人工濕地凈化、水體原位修復(fù)技術(shù)使出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。經(jīng)過(guò)系統(tǒng)治理，媯水河國(guó)家考核斷面谷家營(yíng)出水水質(zhì)達(dá)到地表水Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。
此外，科研團(tuán)隊(duì)還將十多種新科技應(yīng)用到媯水河生態(tài)治理中。劉培斌表示，為攻克冬季低溫濕地運(yùn)行技術(shù)瓶頸，采用了諸如冰下運(yùn)行、保溫增溫、優(yōu)化濕地結(jié)構(gòu)、優(yōu)選生物菌種等技術(shù)，打造低溫仿自然人工濕地，確保冬季濕地的高效運(yùn)行。同時(shí)還采用了濕地群與河流水系生態(tài)連通、多水源優(yōu)化配置和水質(zhì)水量聯(lián)合調(diào)度、流域農(nóng)村面源污染綜合控制與精準(zhǔn)配置等技術(shù)，讓媯水河的水多起來(lái)、清起來(lái)、美起來(lái)。
媯水河及支流水質(zhì)水量?jī)?yōu)化配置和調(diào)度示范工程應(yīng)用效果
“我們還為媯水河的水資源調(diào)配量身打造了一個(gè)智慧調(diào)度平臺(tái)，一目了然掌握各種水源的供水狀況，還能通過(guò)河道生態(tài)基流核算、水質(zhì)水量調(diào)度模擬預(yù)測(cè)模型，自動(dòng)形成豐水期、枯水期的最佳水資源配置方案，為精準(zhǔn)調(diào)度提供決策?！眲⑴啾笊钣懈锌?，“北京是水資源嚴(yán)重緊缺的城市，要掰著手指頭省著用，科學(xué)精準(zhǔn)調(diào)度，才能使其發(fā)揮最大效益?！?/span>
在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)暴雨徑流
“三年多的時(shí)間里，我們每周都要集中討論各項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用的效果，并根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)調(diào)整?！蓖趵姳硎?，科研團(tuán)隊(duì)最開(kāi)始人工對(duì)暴雨徑流進(jìn)行監(jiān)測(cè)，后來(lái)發(fā)現(xiàn)人工監(jiān)測(cè)不僅取樣不及時(shí)，還存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，隨即調(diào)整方案，建立了在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、取樣系統(tǒng)，不僅能人為設(shè)置取樣時(shí)間、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)還能及時(shí)反饋到手機(jī)上，既方便又準(zhǔn)確，采集到的3000個(gè)樣品為數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建奠定了基礎(chǔ)。
通過(guò)團(tuán)隊(duì)的不懈努力，在媯水河入庫(kù)口、三里河等多片濕地構(gòu)建起河流與濕地群連通循環(huán)系統(tǒng)，河流連通了，水量穩(wěn)定了，水質(zhì)提升了，生態(tài)環(huán)境也變好了。生物多樣性指數(shù)從0.3提高到2.05，生態(tài)景觀也得到了明顯提升，媯水河重新煥發(fā)了勃勃生機(jī)。
這支由多家單位組成的團(tuán)隊(duì)用科技打造了媯水河的生態(tài)之美，打造了北方山區(qū)季節(jié)性河流治理的北京樣本，有力地保障了2019年世園會(huì)的順利舉行，并為2022年北京冬奧會(huì)的召開(kāi)做好了充分的準(zhǔn)備。
