冬日的媯水河，冰面晶瑩剔透，冰下魚翔淺底。2017年至2020年底三年多時間，媯水河由過去的河道斷流、難覓魚鳥變成如今的水質清澈、生態(tài)多樣。由北京市水利規(guī)劃設計研究院（以下簡稱“設計院”）牽頭，聯合多家單位開展的國家水體污染控制與治理重大科技專項獨立課題——“媯水河世園會及冬奧會水質保障與流域生態(tài)修復和示范”取得顯著成效。百余名科技人員攻堅克難，用科技成就了媯水河生態(tài)之美。
銀裝素裹的媯水河
集思廣益制定科學技術路線
媯水河發(fā)源于北京延慶東北約13公里處，被稱為延慶的“母親河”。如何讓媯水河呈現出自然生態(tài)之美，2017年底課題的科研工作正式開啟。擔任課題技術總負責人的設計院黨委書記劉培斌介紹，課題研究本著“邊研發(fā)、邊產出、邊應用”的原則，以問題為導向，以增加生態(tài)流量、改善河流水質、修復水生態(tài)系統，保障世園會與冬奧會成功舉辦為目標進行系統治理。
“當時面臨三大難題”，課題負責人、設計院生態(tài)環(huán)境所所長王利軍回憶說，“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，媯水河一年斷流超過200天，部分支流常年無水，河床斑駁；第二大難題是水體污染與水土流失嚴重，水質嚴重惡化；第三大難題是水生態(tài)系統嚴重退化?！?/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的技術路線：要實現多水源的優(yōu)化配置與聯合調度，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增加河道生態(tài)流量，同時保證水質達標；要設立河流與濕地群連通的水循環(huán)系統，保障河道不斷流，修復水生態(tài)系統；要建立北方冬季低溫地區(qū)仿自然功能型濕地，使入官廳水庫水質穩(wěn)定達到地表水Ⅲ類；要建設流域水土保持生態(tài)修復工程，打造生態(tài)清潔小流域的升級版，使清水下山、凈水入庫。
應用新技術保障水量水質達標
“我們以‘優(yōu)先使用再生水、充分利用雨洪水和地表水，合理利用外調水和地下水’為原則，采取了源頭減排、過程阻斷、末端治理與山水林田湖草系統治理技術?！眲⑴啾蠼榻B，前端通過調整農業(yè)種植結構、測土施肥、畜禽養(yǎng)殖關停清退等舉措，從源頭上控制面源污染；中端采取植草滲濾溝、臺田雨水凈化及岸坡生態(tài)溝技術，進一步截留污染物；末端通過人工濕地凈化、水體原位修復技術使出水水質達標。經過系統治理，媯水河國家考核斷面谷家營出水水質達到地表水Ⅲ類標準。
此外，科研團隊還將十多種新科技應用到媯水河生態(tài)治理中。劉培斌表示，為攻克冬季低溫濕地運行技術瓶頸，采用了諸如冰下運行、保溫增溫、優(yōu)化濕地結構、優(yōu)選生物菌種等技術，打造低溫仿自然人工濕地，確保冬季濕地的高效運行。同時還采用了濕地群與河流水系生態(tài)連通、多水源優(yōu)化配置和水質水量聯合調度、流域農村面源污染綜合控制與精準配置等技術，讓媯水河的水多起來、清起來、美起來。
媯水河及支流水質水量優(yōu)化配置和調度示范工程應用效果
“我們還為媯水河的水資源調配量身打造了一個智慧調度平臺，一目了然掌握各種水源的供水狀況，還能通過河道生態(tài)基流核算、水質水量調度模擬預測模型，自動形成豐水期、枯水期的最佳水資源配置方案，為精準調度提供決策?！眲⑴啾笊钣懈锌氨本┦撬Y源嚴重緊缺的城市，要掰著手指頭省著用，科學精準調度，才能使其發(fā)揮最大效益?！?/span>
在線實時監(jiān)測暴雨徑流
“三年多的時間里，我們每周都要集中討論各項技術應用的效果，并根據實際情況隨時調整。”王利軍表示，科研團隊最開始人工對暴雨徑流進行監(jiān)測，后來發(fā)現人工監(jiān)測不僅取樣不及時，還存在一定的安全風險，隨即調整方案，建立了在線監(jiān)測、取樣系統，不僅能人為設置取樣時間、實時監(jiān)測數據，數據還能及時反饋到手機上，既方便又準確，采集到的3000個樣品為數學模型的構建奠定了基礎。
通過團隊的不懈努力，在媯水河入庫口、三里河等多片濕地構建起河流與濕地群連通循環(huán)系統，河流連通了，水量穩(wěn)定了，水質提升了，生態(tài)環(huán)境也變好了。生物多樣性指數從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。
這支由多家單位組成的團隊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年世園會的順利舉行，并為2022年北京冬奧會的召開做好了充分的準備。
