城市河湖生态系统健康评价——以北京市“六海”为例

健康的城市河湖才能发挥生态环境功能,体现景观和人文价值。城市河湖健康评价是城市河湖科学管理和生态恢复的前提和基础。对城市河湖生态系统健康概念和内涵进行了探讨,建立了评价指标体系和评价模型。以北京“六海”为例,对各子湖的健康状况进行比较评价。结果表明,中海和南海处于不健康向临界转化的状态,其余4个湖均处于不健康状态;水环境质量、水生态系统结构和功能以及水滨空间结构是影响“六海”健康水平的制约因素;除南海外,各湖的健康程度都处于很差的级别。中海和南海的整体生态环境好于其余4湖,对健康和临界状态的隶属度之和接近0.6,可恢复程度处于中等水平;其余4湖对健康和临界状态的隶属度之和均小于0.3,恢复困难。对“六海”的生态恢复和科学管理提出建议:①控制点源、面源污染,改善入湖和湖水水质;②改善“六海”的水文条件;③恢复水生态系统结构和水滨空间。

北京城市河湖营养状态与蓝藻水华研究

2003—2004年的调研结果显示,北京城市河湖(长河水系)总氮平均含量为1.667mg/L,总磷平均含量为0.144mg/L,浮游藻类平均细胞密度为41150×104/L,其中蓝藻占90.0%。浮游藻类的群落结构为蓝藻(Cyanophyta)-绿藻(Chlorophyta)型,河湖水体中营养盐与初级生产力的关系为浮游藻类响应型,连续两年发生以微囊藻(Microcystis)占优势的蓝藻水华。河湖水体5项指标(SD、TP、TN、CODMn、Chla)的TSIM值在57～87间,水体已达到富营养或重富营养程度。其主要原因是:1)营养盐和有机物的污染;2)北京市淡水资源紧缺,补给城市河湖水量少;3)在河湖水系治理中,底部硬化,两侧(或周围)衬砌,破坏了水体的自然生态系统,使其自净能力大大降低。

北京城区河湖水质分析

调研结果显示,2003年北京城区河湖(11个监测水体)总磷、总氮含量分别为0.142mg/L、1.481mg/L,已达到比较严重的富营养状态.北京城市河湖属于藻型水体,初级生产力主要决定于浮游藻类的群落结构与密度.河湖水体中浮游藻类密度为37867.82×104cells/L,其群落由蓝藻(Cyanophyta)、绿藻(Chlorophyta)、硅藻(Bcillariophyta)、甲藻(Pyrrophy-ta)、隐藻(Cryptophyta)、黄藻(Xanthophyta)、金藻(Chrysophyta)和裸藻(Eugleniphyta)构成.群落中蓝藻占绝对优势(89.54%).在近几年的夏秋季连续发生程度不同的微囊藻(microcystis)水华,对水体功能和城市景观造成了不良影响.主要原因是:(1)氮磷和有机物的污染,(2)给城市河湖补给的水量少,(3)河湖生态系统被损害,水体自净能力差.本文对如何改善北京城市河湖水质提出了建议.

山东对黄河流域生态保护和高质量发展的作用不可替代

黄河河口自然状况特殊,仅黄河口治理及其三角洲湿地保护这方面,即可说明山东对于黄河流域生态保护和高质量发展具有不可替代性。研究表明:(1)应在竭力维持清水沟流路稳定前提下,将刁口河流路作为防洪与生态补水的辅助流路,使黄河三角洲成为统筹推进山水林田湖海草沙综合治理、系统治理的典范。(2)宽河段应采用“两道防线”布局与河道生态修复相结合的治理方案,即采用板桩组合坝技术将防护堤高标准修建,作为保障“二滩”“嫩滩”区域相对稳定的“第一道防线”,将“高滩”作为移民安置区;“二滩”可作为超标准洪水行洪空间;“嫩滩”可修复湿地生态,与河槽一起承担大中洪水流量下的行洪功能,通过对传统工程升级改造,以“平顺护弯、以弯导流”达到中水河势稳定控制、输沙能力提升的目的,实现“河床不抬高”的目标。(3)根据分析与当时模型试验结果,提出三门峡河段1843年洪水洪峰流量应取30000 m^(3)/s,采用热释光法对淤沙层之下两组瓦片样品测定年代,认为该洪峰流量重现期应为1200 a。取实测洪水还原资料而不计历史调查洪水点据,给出设计洪水成果与预估的1843年洪水三门峡站洪峰流量与重现期较为接近。(4)选取花园口站“58·7”洪水资料为典型洪水过程,通过水库调洪计算,得到小浪底水库运用后花园口站设计洪峰流量。再采用下游各站洪峰流量相关图,同时根据黄河动床模型试验结果,综合得出其他站设计洪水成果。(5)艾山卡口扩宽改造直接决定黄河下游防洪减灾治理体系的完善运行,应在大幅提升窄河段防洪能力的同时,增加窄河段高效输沙降河机会。根据艾山站1958年过洪峰流量12600m^(3)/s而并未使窄河段决口的实际分析,黄河下游“82·8”洪水不应向东平湖分洪,且经过1958年之后长期堤防大规模建设,即使13000 m^(3)/s的洪峰流量不启用东平湖,也能保证窄河段防洪安全。(6)按照现行运用原则和本文设计洪水成果,加上山东窄河段改造扩展能将排洪能力增加,东平湖与北金堤滞洪区均可“解放”。(7)鉴于黄河目前具有较大调控能力的大型骨干水库只有相距数千公里的龙羊峡、小浪底水库,实际对黄河下游的水资源调节作用有限,故需利用东平湖和沿黄蓄水设施,发挥调蓄生态用水与合理配置水资源的功能。(8)为使京杭运河全线通航,可将路那里断面上游280 m的穿黄位置作为推荐线位,北岸线路与金堤河平交,之后顺势与运粮河及京杭运河相连;提出“隧道+玻璃观景平台”穿黄方案,即隧道净高11.5 m,底部高程25.3 m,双向驶船宽55 m,高程37 m的隧道顶采用高强度微拱形钢板;为便于航船过往和观景,同时不影响超标准洪水行洪,将生产堤提升改造为高标准防护堤后,在高程45 m处铺设特种玻璃成为“玻璃观景平台”。(9)将梁济运河改造为北流之河,能充分发挥南四湖、东平湖、金堤河及梁济运河对运河北段的配水和引黄补水作用,通航水源颇为可靠,并可产生巨大的减灾与生态效益。最后,对建设涉及的前期论证、勘察、设计、施工、监测、运行管理等工作提出了建议,给出“精心准备,先引后围,先右后左,水库调配”的穿黄工程施工原则。

燕山山脉中段生态清洁小流域建设——以河北省承德市滦平县安纯沟小流域为例

燕山山脉中段是北京重要的水源地和水源涵养区,其生态环境的好坏直接影响北京市的水源安全。为探索燕山山脉中段生态清洁小流域建设特点和治理模式,推进该区域生态清洁小流域建设,以河北省滦平县西北部安纯沟小流域为例,对其采取的措施体系进行分析。结果表明:1)安纯沟小流域根据北京标准,结合本地实际制定建设目标,符合燕山山脉中段小流域自身发展需求;2)注重景观,因地制宜近自然治理,在改善生态环境的同时提升了景观格局;3)通过封禁治理、水土保持林、梯田、村庄美化、湿地恢复等措施形成综合治理体系;4)实现了控制水土流失,保护和利用水土资源,人口、资源、环境协调发展的目标。因此,燕山山脉中段生态清洁小流域应根据北京标准,结合当地实际和景观生态学原理对流域内山水林田湖草进行近自然治理,构建点、线、面综合防护体系,防治水土流失,保护水源,改善流域生态环境,提升景观格局。

环京津山水林田湖草多目标跨区联动保护修复模式

河北环京津山水林田湖草生态保护修复试点是国家第一批山水林田湖草生态保护修复试点之一。环京津试点区域位居京畿要地,是京津冀城市群的生态安全屏障。该区域生态系统服务退化,山水林田湖草要素资源约束趋紧,生态修复难度大任务重,联防联控与协同共建机制有待健全。为此,试点实施方案明确了"自然分区-突出问题-绿色奥运"三维导向的修复思路,制定了"指标引导-空间定位-任务聚焦-工程落地"四步推进的实施路径。试点实施2年多来,河北省协同京津全面开展山水林田湖草生态系统保护修复工作,区域生态环境协同治理取得了阶段性成果,形成了以本底层、管理层、政策层、目标层为基本构架,以多要素综合、多部门协作、多渠道保障、多目标优化为核心内容的山水林田湖草"多目标跨区联动"保护修复模式。

京津冀地区水安全挑战与应对战略研究

京津冀地区是我国水资源承载压力最大、水生态系统受损最严重的区域之一,面向地区未来发展需求,系统研判水安全风险并提出针对性的应对策略,是实现京津冀协同发展和世界级城市群建设目标的科技保障。本文较为系统地梳理了有关京津冀地区的国家重大政策、经济社会发展态势、生态保护要求,分析了京津冀地区水安全现状、面临的形势以及有关重大科学问题。研究表明,①水资源供需矛盾是京津冀地区水安全保障的首要问题,未来区域水资源大概率将持续衰减1×10^(9)~2×10^(9) m^(3),南水北调后续工程需调水量为3.9×10^(9)~6×10^(9) m^(3)以保障区域水系统安全;②针对区域河湖萎缩干涸、地下水超采严重的水生态现状,提出了河湖生态保护修复布局建议,明确了分区“健康地下水位”,即在恢复地下水埋深方面,山前平原区为8~20 m、中部平原区为3~5 m、城市区为6~10 m、东部沿海区为2~3 m;③针对防洪达标率低、蓄滞洪区启用难度大等地区防洪体系的薄弱环节,可加强常态与应急统筹管理,提前布局超标洪水等应对措施。相关研究立足京津冀地区新发展方位,着力形成前瞻且可操作的对策建议,以期为京津冀地区一系列重大国家战略任务的推进实施提供基础性参考。

生态清洁小流域三道防线小尺度划分方法研究

为解决山区生态清洁小流域三道防线划分过程中参考指标模糊和划分方法不明确的问题,对三道防线的内涵、措施体系布设和现有划分方法等相关文献进行研究,结合北京市典型清洁小流域建设情况调研,提出并实例验证了小流域三道防线小尺度划分方法:坡度是确定生态自然修复区范围的关键性指标,25°是划分标准;由河道管理范围及河湖滨岸缓冲带宽度、截污工程宽度确定河湖库周边生态保护区;生态自然修复区和河湖库周边生态保护区之间的范围即为综合治理区。

北京古代河湖水利体系的规划思想和经验智慧

为揭示北京古代河湖水利体系规划设计的思想及价值意义。从功能特点、内在机制、雨洪应对、工程设计等方面,探究了北京古代水利体系功能格局、层级规划、调蓄空间、联通机制和低技术设计等,解析了其对当代城市生态建设的启示。其科学性表现在:多功能的水利格局满足城市运行多元需求、平稳的调蓄机制保障日常有序运行、强大的雨洪蓄排能力有效消减城市雨洪压力、巧妙的水利工程设计为水利体系构建提供支撑。分析可知:北京古代河湖水利体系的规划、设计和构造蕴含着非常科学的思想与经验,可为当代城市水利开发、海绵城市建设提供有效借鉴。

北京市水生态监测评价方法构建及应用

根据北京市多年水生态监测的经验,确立了典型地表水体水生态监测的水文地貌、理化指标和生物要素。其中,生物要素评价因子主要包括浮游植物、浮游动物和底栖动物。并依据2014年监测结果进行了分析评价,将水生态状态等级分为5级。评价结果表明:北京市典型地表水体水生态状态综合评价结果中处于"中等"级别的监测断面数量为7个,占监测总数的41.2%,生物要素对最终评价结果影响略大。

北京中轴线河湖水系对城市布局的影响及价值研究

北京中轴线是元、明、清代以来北京城的对称之轴,是北京城的脊梁与灵魂。其中,河湖水系对中轴线的形成、发展和格局形态有着至关重要的影响。近年来,北京中轴线正在积极申请列入世界文化遗产名录,在这个过程中非常有必要揭示河湖水系对中轴线的影响和价值意义。对此,以“与中轴线形成和发展相关的河湖水系”为研究对象,分析了河湖水系对北京中轴线及以中轴线为引领的老城空间格局的影响,并通过实例阐释了河湖水系对北京中轴线所发挥的价值。研究表明:河湖水系是北京中轴线形成演变的决定性因素之一,不仅强化了中轴线对称的形态格局和外向延展性,也增强了中轴线蓝绿交织的景观格局和街巷肌理不规则等特征,极大地丰富了中轴线文化遗产类型,提升了中轴线的文化价值和科技价值,同时对未来中轴线申遗及其生态建设具有助推作用。

北京市河湖开发治理保护情况专项普查的拓展与创新

河湖开发治理保护情况普查是全国第一次水利普查的8个专项之一,北京市河湖开发治理专项除完成国家规定普查任务外,拓展了3类普查对象的普查范围,丰富了入河湖排污口6项水质指标,提高了普查对象经纬度和河流长度的普查精度,创新了普查方式,为加强北京市水资源管理、实施最严格的水资源管理制度提供了科学翔实的基础数据。

跨世纪的徐州市水运网建设布局研究

简单回溯徐州市水运发展历程，剖析其存在问题及原因，综合评价其战略地位和基本条件，根据航道及水运发展的基本原则，着重提出了跨世纪的市域航道建设与布局的“一个中心，两大通道，三片循环，四面出口”总格局．

北京市内城河湖水质修复工程效果评估研究

本文以北京市内城河湖作为研究对象,选择了采用不同核心技术的2项修复工程,通过开展背景监测和跟踪监测,对其水质修复效果进行定量评价,研究技术措施的合理性及适用性,从而为指导内城河湖水质改善技术选择与推广提供依据。结果表明,水生沉水植物种植技术适用于相对封闭静止、对景观要求高且行洪要求不高的水体;细分子化超饱和溶氧和超强磁化复合技术适用于小范围水体的长效治理,不宜用于应急治理。

北京引拒工程对下游地区影响

采用1956～1997年径流量资料系列,对拒马河流域的地表水资源作了评价,并在此基础上对北京引拒工程的可引水量进行了计算。依据拒马河流域水资源及开发利用现状和供需水预测,论证了北京引拒工程实施,将造成下游地区水资源供需矛盾加剧、白洋淀于淀几率增加及水质恶化等一系列严重问题。现就北京引拒工程对下游地区影响问题作了较为全面的分析。

北京内城河湖水质情况分析及思考

北京内城河湖主要由西海、后海、前海、北海、核心区、筒子河等中心区水域组成,总面积12 km^(2),水面累计144万m^(2),总蓄水量240万m^(3),是北京市重点风景游览区和心脏地带。内城河湖为人工水系,其形成方式、水源补给方式均受人工调控影响。随着时间的推移,内城河湖经历了发展、变迁、治理等不同的历程,由基本防护功能水系演变为防汛重点部位和水环境重点保护对象。通过测定近几年内城河湖各水域监测点的水质指标,在数据收集整理基础上,全面分析内城河湖的水质情况,建议通过增加内城河湖水体监测频次、合理调度上游水资源和有效采取物理、生物、生态等治理措施,不断提升内城河湖水质,最终实现内城河湖水环境的可持续发展。

北京城市河湖绿化废弃物资源化利用模式探讨

随着城市河湖环境的提升,河湖两岸种植了大量的树木、花草,秋冬季节,修剪的树枝、花草落叶、河道漂浮物等绿化废弃物的处理成了一个新问题。本文在北京市市管河湖管理范围内绿化废弃物的收集及处置现状调研的基础上,进行废弃物循环利用方式模式探讨,提出生态处理绿化废弃物并进行循环利用方案,可为城市河湖绿化废弃物资源化利用提供参考。

北京市河湖健康监督评价体系探究

介绍了北京市潮白河、蓟运河(泃河)基本情况和河湖健康评价标准,以雁栖河、东沟的健康评价为例,阐述了建立河湖健康监督评价“红黄绿”底色、以“一河一档”的形式对河流现状进行健康评价的工作成效,探讨了当前评价工作中存在的问题,对下一步继续做好评价工作提出改善建议。

北京城市河湖沉水植物特征及管理研究

为更好地了解北京城市河湖沉水植物情况,解决因沉水植物管控不到位、收割不及时引发的水环境问题,以北京城市河湖沉水植物生长旺盛的9段景观河道作为研究区域,将研究区各采样断面的情况进行汇总分析,选择出现频率最高、收割量最多的沉水植物作为优势种,对沉水植物的种类、季节变化规律及水质净化效果进行了分析。研究区沉水植物春季优势种群为菹草、狐尾藻和篦齿眼子菜,夏季为金鱼藻、狐尾藻及篦齿眼子菜等;沉水植物对降低研究区水体营养盐指标、净化城市河湖水质发挥着重要的作用。研究成果可为研究区沉水植物科学管控和治理提供理论和方法上的支撑。

应用GIS提高北京市城市河湖管理现代化水平

主要介绍地理信息系统在北京市城市河湖日常工作中的应用思路,阐述GIS在城市河湖防汛、供水、水质监测等工作中的作用。