永定河涿州廊坊段生态补水水量分析

韩 伟 杨通信

(永定河流域投资有限公司廊坊分公司，河北 廊坊 065000)

永定河横跨内蒙古、山西、北京、河北、天津，是串联京津冀晋地区的生态大动脉，全长759km，流域面积4.7万km2。其中河北省境内长约105.5km，流经张家口市、保定市和廊坊市。永定河泛区(廊坊段)位于永定河下游，上起廊坊市固安县梁各庄，下至廊坊天津界，全长45km。泛区总面积368.86km2，占永定河泛区总面积的71%，是永定河流域防洪体系的重要组成部分，承担着“缓洪、沉沙、削峰”和保护京山铁路及下游天津市防洪安全的任务。

1 基本情况

永定河泛区(廊坊段)经过多年治理，已逐步形成了主次堤防，制定了分级运用方案，泛区内堤埝以北遥堤、新北堤、护路堤为主堤，南北小埝、南北前卫埝、南北围埝为次堤，主堤防防御标准为抗御上游来量2500m3/s洪水,次堤通过分洪口门的分级运用可抵御上游来量500～2000m3/s洪水,现泛区已初步形成分级运用防洪体系。永定河泛区廊坊段地跨永清县、广阳区和安次区3个区县，尽管多次进行治理，但由于受各种因素制约，河道断流多年，水生态环境遭到严重破坏，亟须通过生态补水来改善生态环境。

2 2021年永定河全线试验性通水多水源实施统筹情况

2021年是中国共产党成立一百周年，是“十四五”开局之年，也是永定河综合治理与生态修复基本完成近期治理任务、向“流动的河、绿色的河、清洁的河、安全的河”目标继续奋进的起步之年，永定河实现全线通水对流域整体生态环境改善和华北地下水超采综合治理意义重大。

2.1 通水目标

永定河全线通水范围为桑干河东榆林水库至朱官屯，洋河友谊水库至朱官屯，永定河朱官屯至三家店、三家店至屈家店，永定新河屈家店至防潮闸，共计865km。经多年综合治理与生态修复，实施永定河多水源配置与生态水量统一调度，桑干河东榆林水库至朱官屯、洋河友谊水库至朱官屯、永定河朱官屯至三家店、永定新河屈家店至防潮闸已基本实现全年有水，通水河长719km。

2021年永定河全线试验性通水重点聚焦永定河三家店至屈家店河段，全长146km。通过册田水库、友谊水库、洋河(响水堡)水库、官厅水库、三家店枢纽、卢沟桥枢纽等工程联合调度，统筹官厅水库来水、小红门再生水和南水北调中线引江水等多种水源，贯通三家店至屈家店河段，实现全线通水。

2.2 工程措施

为保障实现2021年永定河全线试验性通水，已对北京平原南段、廊坊段、武清段局部河段主槽实现应急疏通。永定河泛区(廊坊段)按30m3/s过流能力对永清县张庄子至永兴河汇合口处主槽进行疏挖，全长5.54km，并新建张庄子村北和安育村北两座跨河桥，对其他河段主河槽2处局部堵点进行开挖疏通。疏挖断面主槽上口宽30m,底宽10m。

2.3 水源条件

2.3.1 官厅水库

8月23日，官厅水库蓄水量4.8亿m3。根据统筹安排，讯后引黄生态补水和集中输水共1.21亿m3，预计入官厅水库0.52亿～0.61亿m3。根据中长期水文预报，预计至年底基流来水量0.58亿m3，如不考虑出库，预计官厅水库年底累计增水量达到5.9亿～6.0亿m3。

2.3.2 小红门再生水

2021年度小红门再生水通过园博支线向永定河生态补水0.3亿m3。2021年3月15日，小红门再生水厂开始向永定河生态补水，每日补水量5万～14万m3，预计向南大荒湿地补水总量0.1亿m3，向园博园湿地补水总量0.2亿m3。

2.3.3 南水北调中线工程引调水

南水北调中线工程相机向永定河生态补水，补水能力为10m3/s，全线试验性通水期间可向永定河补水0.5亿m3。

2.3.4 北运河补充水源

北运河补充水源利用天津市武清区秦营进水闸引水。通过河北省廊坊市北运河木厂节制闸和土门楼青龙湾减河泄洪闸联合调度，经龙凤河、龙凤河故道、二十八支渠入永定河，计划向永定河补水0.1亿～0.2亿m3。

3 永定河涿州廊坊段生态补水水量分析

3.1 生态环境需水量

3.1.1 基本要求

复苏河湖生态环境是推动新阶段水利高质量发展的重要实施路径之一。保障生态环境需水量是恢复河流生态功能、打造河流生态廊道、提升水生态系统质量和稳定性的关键因素。《永定河综合治理与生态修复总体方案》明确了永定河生态功能定位，平原段应恢复水体连通和景观环境功能。

永定河综合治理与生态修复实施以来，随着河道治理工程推进，治理理念逐步转变，永定河河道治理采取“地表、地下立体修复”，取替原方案河道主槽防渗减渗措施。2020年春秋季官厅水库生态补水，通过“以水开路、用水引路”，平原段实现了“湿河底、拉河槽、定河型”。由于周边地下水亏空尚未完全弥补，平原河道渗漏量大，总体方案提出的2.6亿m3生态水量近期将无法维持平原段常年所需水量。

永定河平原段划分为平原北段(三家店—卢沟桥)、平原南段(卢沟桥—梁各庄)及平原郊野段(梁各庄—屈家店)，平原郊野段全长67km，也是永定河泛区段，其中廊坊段长45km(梁各庄—邵七堤)。河道纵坡较缓，水面宽度25～60m，受地下水及区间涝水的补充，水流进入泛区后河道入渗流量明显减少。

本方案以生态功能定位为基础，按照“流动的河”的目标，结合2019—2021年生态补水期间重要断面水量沿程变化和地下水位变化，重新核算近期以及常年生态补水后平原南段(涿州与北京房山交界至梁各庄)、平原郊野段(梁各庄至屈家店)生态环境需水量。

3.1.2 计算方法

平原南段(涿州与北京房山交界至梁各庄)、平原郊野段(梁各庄至屈家店)以保障一定河道内生态水面为主要目标，采用生态环境功能需水法，计算维持贯穿溪流及河道内湿地水面的生态环境需水量。

a.蒸发量。根据水量平衡原理，当水面蒸发量大于降水时，蒸发量为水面蒸发与降水量的差值。计算公式为

W蒸发=A(E-P)

式中W——蒸发为水面蒸发量，m3；

A——水面面积，m2；

E——蒸发系数，m/a，取1.46m/a；

P——降水量，m/a，取0.54m/a。

b.入渗补给量。结合2019—2021年平原郊野段生态补水期间水文监测数据，分段确定近期及常态化补水后河流补给地下水的入渗量。计算公式为

W渗漏=AK

式中W——水面渗漏需水量，m3；

A——水面面积，m2；

K——渗漏系数，m/a。

3.1.3 计算成果

按照功能定位、治理布局及修复目标，采用生态环境功能法计算维持水体连通生态环境需水量。平原段基本生态环境需水量成果见表1。

表1 平原段生态环境需水量成果

平原南段(涿州与北京房山交界至梁各庄)、平原郊野段维持水体连通所需的生态水量预计为0.99亿m3、0.22亿m3，其中廊坊段(涿州与北京房山交界至后沙窝)生态需水量1.12亿m3。

3.2 生态补水保障方案

平原段主要补水水源为河道上游来水，廊坊段(梁各庄至后沙窝)生态需水量1.12亿m3。

3.2.1 补水条件

a.南水北调中线一期工程。建设南水北调中线向永定河生态补水工程，通过稻田、马厂水库调蓄，从大宁调压池退水涵取水，利用新建的补水管涵向永定河补水，设计补水流量10m3/s，多年平均和75%年份补水量0.5亿m3。

b.天堂河、龙河。根据天堂河更生闸、龙河(岳庄子闸、东张务闸)实测径流数据，结合下游未来经济社会发展情况，规划年多年平均、75%和95%来水频率下天堂河和龙河可向永定河梁各庄以下河段补水0.21亿m3、0.15亿m3和0.09亿m3。

3.2.2 补水方案

涿州与北京房山交界至梁各庄段需水量0.99亿m3，通过上游下泄和中线一期工程补水，多年平均和75%年份满足生态用水需求，95%年份补水量0.96亿m3。

梁各庄至屈家店段生态需水量0.22亿m3，通过上游下泄以及龙河、天堂河补水，多年平均和75%年份满足生态用水需求，95%年份补水量0.09亿m3(见表2)。

表2 2025年永定河平原郊野段生态补水量 单位：亿m3

4 结 语

在永定河涿州廊坊段综合治理与生态修复项目实施过程中，因地制宜，前期规划，特别是泛区内生态、地形条件复杂，要与大兴机场临空经济区紧密结合，多方面着手确定治理的思路，坚持创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念。落实“四河+两河”建设目标，开发绿色产业，满足“生态产业化、产业生态化”“流域治理与产业开发”结合的要求。统筹水系连通、河道清障、清淤疏浚、岸坡整治、水源涵养与水土保持、河湖管护等多项水利措施，保障水安全、修复水生态、彰显水文化、提升水管理、促进水产业，通过“水净、水清、水美”三步曲，将廊坊永定河沿线建设成为安全生态、休闲旅游、运动健康、产业富民的美丽河道，带动区域产业发展，让断流30多年的永定河真正流动起来，真正实现治水美村，生态富民，乡村振兴，恢复昔日“无定历来期永定，今朝瞩目一河清”的幸福河。