论北运河治理的历史演变与现实启示

论北运河治理的历史演变与现实启示

北航道是海河流域的主要洪水通道之一。这是著名的北京运河的重要组成部分。历史上，京杭大运河是连通南北经济社会文化发展的纽带，在我国经济社会文化发展中发挥了重要作用，北运河作为其重要组成部分功不可没。随着人口增加、科技进步和经济社会发展，北运河功能在不断发生变化。新中国成立后，随着上游地区水资源的开发利用，北运河来水量日益减少乃至断流，航运功能全部消失，加上工业废水和城镇生活污水的排入，河流生态环境不断恶化。目前，北运河以安全下泄上游洪水、排除北京城区和农田涝水为其主要功能。根据北京市及北运河流域经济社会发展要求，最近完成的《海河流域防洪规划》对北运河防洪建设规划进行了重新修订。经过修订的规划，提高了河道防洪标准，对洪水进行了重新安排，因此需对河道进行扩大治理。在北运河治理规划和实施过程中，如何体现人与自然和谐相处的理念以及采取何种措施，笔者谈些个人看法和观点，以供商榷。1北京北运河水文现状北运河发源于北京市昌平县燕山南麓，西界永定河，东临潮白河，先后流经北京市通州区、河北省廊坊市香河县和天津市武清区、北辰区和红桥区。通州区北关闸以上称温榆河，北关闸以下始称北运河，沿途纳通惠河、凉水河、凤港减河等平原河道，于屈家店与永定河交汇，至子北汇合口入海河，干流长143km。流域面积6166km2，其中山区面积952km2、占16%，平原面积5214km2、占84%。运潮减河、青龙湾减河为承泄北运河洪水的人工运河。运潮减河长11km，设计行洪流量900m3/s；青龙湾减河长52km，设计行洪流量1680m3/s。上游山区建有十三陵等多座中小型水库。北运河流域多年平均降雨量643mm，降雨主要集中在6—9月，约占全年的84%；多年平均（1956—2000年系列）径流量为4.81亿m3，其中山区年均径流量为1.29亿m3、平原为3.52亿m3。多年平均出境水量（含废污水）为9.03亿m3。出境水量主要是城区涝水和废污水。随着经济社会的快速发展，北京城市工业废水和生活污水排放量不断增加。据2000年统计，北京市城区废污水排放量为8亿m3，其中工业废水2.84亿m3、生活污水5.12亿m3；集中处理3.34亿m3（处理率仅42%），城区回用0.04亿m3，其余水量随未经处理的一并排入下游河道。除部分污水经北京排污河下泄入永定新河外，大量污水排入温榆河、北运河，致使河道受到严重污染。近年来实测资料表明，除汛期排除城区雨水时水质略好外，北运河水质一直处于劣Ⅴ类。所以，水质问题一直是制约北运河流域生态环境改善的重要问题。首都北京位于北运河流域西北部，这里人口密集，经济发达，巨大的水资源需求和废污水排放，给北运河生态环境造成巨大压力。同时，京津冀经济社会的发展和人民物质、精神生活水平的提高，为北运河开发治理提出了更高要求并创造了有利条件。2北运河的历史功绩2.1潮白河水系的形成历史上，北运河的名称几经变化，先后有沽水、沽河、潞河和白河等。由于地处永定河与潮白河之间，三者时分时合，变迁频繁。历史地理学专家邹逸麟认为，从水系关系上说，永定河水系在整个历史时期，基本上是北运河的支流水系。潮白河从隋唐至1912年没有单独入海通道，一直是北运河的支流之一，经北运河入海河干流。1912年，潮白河发生大水，于北京市顺义县李遂镇决口，大水奔流东南，窜箭杆河入蓟运河同流入海。1913—1939年，为了挽潮归运，先后采取堵口建闸开挖引河措施，均未成功。1946年，新辟牛牧屯引河，引潮白河水入北运河。1950年，鉴于漕运失去作用和北运河防洪排涝的需要新辟潮白新河，为潮白河打通了单独入海的通道。北运河洪水大部分经潮白新河下泄。2.2北运河成为城市防洪除涝、取水工程的重要节点漕运：在中国历史发展上，京杭大运河水运事业占有重要地位。北运河作为南北大运河的重要组成部分，其漕运事业始于隋唐时期，盛于金、元、明、清四代。据《金史·河渠志》记载，“大定二十一年，八月京城储积不广，诏沿河恩、献等六州粟百万余石运至通州，入京师。”元代，由于京城所需粮食大增，漕运量成倍增长，通过北运河年运量400余万石。当时，通州至大都城“帆樯舟影，往来如梭，舳舻蔽水，盛况空前”。明清两代，由于京城建设规模不断扩大和人口日益增加，漕粮运量比起元代有过之而无不及，如明宣德七年（1432）为670万石。由此看来，京杭大运河是元明清三代的生命线，其安全和畅通与否直接关系着三代经济社会的稳定和发展。光绪二十七年（1902），由于贡粮改征文银，漕运终止。同时，随着近代公路和铁路运输业的兴起，北运河航运日衰，特别是随着上游来水量减少、河道断流，北运河已成为单纯城区防洪排涝河道。防洪除涝：自金、元到明、清各代，结合漕运，曾多次疏浚通惠河、清河和坝河，沟通城区与北运河的联系，既解决了漕运问题，又扩大了北京防洪排涝能力。20世纪初至今，北运河已没有航运功能，为排泄北京城区涝水的主要通道。目前，北京市城区涝水通过通惠河、凉水河、清河和坝河等城区排涝河道汇入北运河下泄，所以北运河对北京城市防洪除涝安全具有重要地位。供水：随着天津城市人口的剧增和经济建设的发展，天津城市生活生产用水紧张。为了缓解水资源紧张状况，从20世纪60年代起，天津不得不从密云等水库调水。1965—1980年，天津引密15次，共调水64.37亿m3。引水线路自密云水库开始，经潮白河、牛牧屯引河和北运河，至天津市区，为天津市经济社会发展作出了重大贡献。为了保证向天津输水安全，1972年6月水电部海河院编制的《北运河干流治理工程初步设计》规定：北运河土门楼以下干流一般年份不泄洪，按向天津输水流量184m3/s的标准疏通沿线局部卡水段。1981年，国务院在北京召开京津用水紧急会议，鉴于京津水资源紧缺状况，决定官厅、密云两水库只供北京用水，天津从引黄中解决。自此，潮白河通过北运河向天津市区供水终止。人文：元明清时期，由于漕运发达，北运河沿岸经济文化繁荣，促进了沿河城镇的诞生，孕育出丰富的人文景观。如，北京的通州、天津的杨村和河西务是其中的代表。进入新世纪后，为进一步弘扬运河文化神韵，再现运河文化风采，北京、天津两市提出以水为灵魂、以绿色为基础和以发展为主线的治水思路，结合河道整治工程，建造运河生态和文化公园，展现大运河自然风光和文化底蕴，为人们提供了一个休闲度假的场所。2003年12月，天津北运河被水利部批准为国家水利风景区。3北运河开发治理历程纵观北运河的开发治理历史，可以大致划分为3个阶段。第一阶段是隋唐至1902年时期特别是元明清三代，北运河以漕运为主。为了确保运河安全和畅通，元明清三代对北运河进行了开发治理，主要从修筑堤防、开挖减河和引水济运方面进行。如，明正统元年（1436）北运河决口时，发六万人堵口筑堤；清康熙雍正年间，先后开挖筐儿港减河和青龙湾减河，以分泄北运河洪水。第二阶段是20世纪，北运河以防洪排沥为主，兼顾水资源开发利用。因漕运停止，加上京津铁路兴建，北运河逐渐失去航运价值。1902—1949年，由于社会动荡不安、经济停滞不前，政府根本无力对北运河进行开发治理，造成北运河减河淤塞、堤防残破和尾闾不畅，每逢伏汛洪沥争道，泛滥成灾。新中国成立后，为治理北运河流域洪涝灾害和开发利用水资源，开始了对北运河的大规模开发治理，主要建设内容包括加高培厚堤防、疏通开挖减河、兴建水库水闸和为潮白河另辟入海通道。一是先后兴建了十三陵、桃峪口2座中型水库和响潭、王家园、沙峪口等8座小型水库，控制山区流域面积475km2，占山区面积的63%；二是修建了北关、土门楼和筐儿港水利枢纽，开挖疏通了运潮减河、青龙湾减河和筐儿港减河，可以有控制地向潮白新河和永定新河分泄洪水；三是对北运河河道进行了疏浚整治，大大提高了北运河防洪除涝能力；四是在沿线梯级建闸，蓄水灌溉，流域面貌发生了巨大变化。据统计，20世纪50年代，北运河流域洪涝水受灾面积年均10.7万hm2,60年代降至3.6万hm2。80年代以后，随着上游用水量增加和工农业、生活废污水的大量排入，干旱、断流、生态环境恶化已成为北运河流域主要问题。第三阶段是2000年至现在。这一阶段，由于科学发展观和可持续发展水利思路的深入人心，北运河的开发治理进入了一个新的阶段。这一阶段，北京、天津两市坚持人水和谐相处，转变治水思路，在满足防洪排沥要求的前提下，结合河道整治，大力弘扬生态文化和运河文化，兴建了运河生态公园和文化公园，满足人们更高的精神需求。2001年，天津市在北运河防洪综合治理工程建设中，把防洪工程与输水工程相结合、堤防治理与环境治理相结合和水利工程与景观工程相结合，实现了水利工程由单一功能向综合功能发展。整治后，北运河堤防加固、河道挖宽，泄洪能力恢复到400m2/s；兴建了滦水园、御河园、北洋园、娱乐园4座主题公园和30m宽的绿化带，新增绿地90多万m2，形成防洪、供水、环保、节水教育、旅游、景观等诸功能融为一体的新景观。4综合治理的目标坚持以人为本、保障流域防洪安全，是北运河综合治理的基本目标。在北运河综合治理中，必须以科学发展观为指导，以水为魂，结合新时期治水思路和理念进行全面规划、综合治理。4.1洪水叠加治理1993年，国务院批准的《海河流域综合规划》确定北运河防洪标准为20年一遇洪水设计、50年一遇洪水校核。最近完成的《海河流域防洪规划》根据北运河流域经济社会发展状况和北运河防洪保护对象要求，对照国家《防洪标准》（GB50201-94）将北运河防洪标准提高为50年一遇洪水设计。北运河干流洪水与支流涝水采用错级叠加方式进行组合，即干流20年一遇洪水与支流10年一遇涝水叠加、干流50年一遇洪水与支流20年一遇涝水叠加。北运河通县北关闸以上温榆河发生50年一遇洪水2055m3/s，由运潮减河分泄900m3/s，其余1155m3/s通过北关闸下泄，沿途纳通惠河、凉水河、凤港减河及区间涝水后，经河道槽蓄削峰，至土门楼为1980m3/s，其中由青龙湾减河承泄1680m3/s，其余继续由北运河下泄，至筐儿港汇入北京排污河。筐儿港至屈家店不再安排行洪，为排涝河道，长35km，按过流能力50m3/s进行维护治理。屈家店至子北汇流口，主要分泄永定河洪水入海河，视天津市区降雨情况，最大分泄400m3/s。为满足行洪要求，北运河按新的洪水安排进行扩大治理。其中，北运河上段北关闸至土门楼段河道工程规划，比较了全线加高堤防和扩挖主槽与加高堤防相结合两个方案。为了不影响北关闸上游水位及北运河两岸排涝，暂推荐扩挖主槽与加高堤防相结合方案。至于北运河下段、运潮减河和青龙湾减河分别采用复堤、加堤和疏挖主槽方案，以提高整个河道防洪排沥能力。4.2北运河水利工程措施北运河是海河流域水源条件较好的河流。其水源有两部分组成，一是北京城区涝水，二是北京城市河湖退水及部分废污水。北运河通县站1991—2000年年均径流量为3.82亿m3，其中包括2.1亿m3城市废污水和河湖退水，水源较为稳定。目前，北京城市废污水年排放量为8亿m3。随着经济社会发展和用水量上升，北京城市废污水排放量还会有所增加，深度处理并合理调节利用这些水量，结合工程措施恢复北运河常年有水是可能的。北运河防洪建设规划采取扩挖主槽与加高堤防相结合方案，一方面保障50年一遇洪水安全下泄，同时可以满足北运河综合治理目标的需要。在规划和治理中，主槽开挖宽度与深度需要充分考虑恢复北运河连续水面的要求。鉴于海河流域水资源严重紧缺状况，要想恢复北运河历史流量是不现实的。然而，在现有水闸梯级拦蓄基础上补充建设橡胶坝以形成连续水面实现有控制的断续水流是可能的。为此，需要采取必要的治理措施：一是加大污水处理力度。考虑到北运河水源很大部分为北京城市工业及生活废污水的实际，北京市必须加快污水处理厂建设步伐，使废污水达标排放和下泄；二是适当浚深和拓宽主河槽，除满足行洪排涝需要外，可考虑通过水闸和橡胶坝控制，形成连续水面；三是对地势较低的滩地按湿地要求进行整治，通过建筑物抬高水位形成常年蓄水水面，并种植芦苇、蒲草，利用生物措施改善水质；四是在水资源配置上安排生态用水，除满足河道蒸发渗漏需要外，必须保持一定水量下泄，形成真正的河流，维持北运河健康生命。4.3是发展城市现代化的需要北运河洪涝水，具有洪峰高、历时短的特点。随着北京城市建设规模不断扩大，城区硬化面积日益增加，洪峰高历时短的特点越发明显。要使北运河达到规划的防洪除涝标准，仅靠扩大河道行洪能力把洪水全部直接送入大海既不经济又无必要。这是因为，要达到上述目的，不仅需要扩大北运河治理规模，而且需要扩大下游尾闾潮白河和永定新河治理规模。若扩大下游河道，不仅需要大量投资、占压耕地，而且入海河道扩大后没有稳定入海径流则会大大增加河口维护费用。而利用蓄滞洪区适当滞蓄洪水，可以较好地适应海河流域洪水丰枯变差大的水文特点，避免大规模开挖河道后多年闲置的问题，同时可以拦蓄水资源，改善生态环境。大黄堡洼是北运河流域的唯一蓄滞洪区，是海河流域运用最多的蓄滞洪区之一，更是海河流域重要湿地。若结合湿地恢复，将部分区域建设成为长期蓄水水库，则可起到一举多得的效果。4.4资源开发与生态水系改造海河流域多年平均水资源量约370亿m3，按2000年人口计算，人均不足300m3。水资源过度开发，已造成了湖泊干涸、河道断流、地下水位下降、地面下沉等一系列问题，合理开发利用洪水资源以丰补歉是流域规划需要考虑的重要内容。在防洪规划中，应在考虑防洪安全的同时，尽可能兼顾水资源开发，为雨洪资源化创造条件。北运河是南北水系沟通的重要河流。历史上，潮白河水曾经很长一段时间流入北运河，至天津经海河干流入海。20世纪60年代中期至80年代初，为了缓解天津市用水紧张情况，潮白河水经牛牧屯引河入北运河至天津市区。将来出现海河南系和海河北系不同枯同丰时，仍可利用北运河将海河北系多余水资源调到天津市。4.5河道整治及河流开发1963年大水后，海河流域经过大规模防洪建设形成了分流入海、分区防守的工程格局，北运河筐儿港至屈家店不再担任行洪任务，特别是1981年决定密云水库不再向天津供水后，筐儿