密云区潮白河上段水体达标方案.docx
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密云区潮白河上段水体达标方案
密云区潮白河上段水体达标方案
北京市密云区环境保护局
2017年12月
一、总则
1.1编制背景
为深入贯彻落实国务院颁布的《水污染防治行动计划》（国发〔2015〕17号），北京市政府制定并发布了《北京市水污染防治工作方案》（京政发〔2015〕66号），要求各区对未达到水质目标要求的水体制定整治方案，明确防治措施及达标时限，报市政府备案，并自2016年起定期向社会公布。
长期以来，密云区高度重视水污染防治工作，一直将“保水富民”作为全区的根本发展战略，近些年来采取了一系列扎实有效的措施，水污染防治工作取得了积极进展。
从总体上看，区内密云水库水质较好，能够满足饮用水水源地水质要求，密云水库上游白河、潮河水质基本稳定达标，但是水库下游潮白河的水环境状况仍存在一定问题。
为了贯彻执行《水污染防治行动计划》，落实《北京市水污染防治工作方案》，完成《密云区水污染防治目标责任书》的任务，改善密云区的水环境质量，为建设宜居、宜业、宜游的“绿色国际休闲之都”营造良好的外部环境，密云区按照市环保局《关于加快制定水体达标方案的函》（京环函〔2016〕210号）要求，参照《水体达标方案编制技术指南》（环办污防函〔2016〕563号），通过分析区内不达标水体水资源、水环境现状，梳理不达标水体面临的重点和难点问题，诊断水质超标的问题症结，编制《密云区潮白河上段水体达标方案》。
1.2编制依据
1.《中华人民共和国环境保护法》（2014年主席令第九号）；
2.《中华人民共和国水污染防治法》（2008年主席令第八十七号）；
3.《水污染防治行动计划》（国发〔2015〕17号）；
4.《中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的指导意见》（中发〔2015〕12号）；
5.《北京市水污染防治工作方案》（京政发〔2015〕66号）；
6.《北京市“十三五”时期环境保护和生态建设规划》（京政发〔2016〕60号）；
7.《北京市实施河湖生态环境管理“河长制”工作方案》（京政办发〔2016〕28号）；
8.北京市人民政府办公厅关于印发《北京市实行最严格水资源管理制度考核办法》的通知（京政办发〔2015〕60号）；
9.《北京市国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》（京政发〔2016〕18号）；
10.《北京市进一步聚焦攻坚加快推进水环境治理工作实施方案》（京政办发〔2017〕4号）；
11.《北京市进一步加快推进污水治理和再生水利用工作三年行动方案（2016年7月-2019年6月）》（京政发〔2016〕17号）；
12.北京市环保局《关于加快制定水体达标方案的函》（京环函〔2016〕210号）；
13.《密云区水污染防治工作方案》；
14.《密云区水污染防治目标责任书》；
15.《密云区加快污水处理和再生水利用设施建设工作实施方案（2016.7-2019.6）》（密政发〔2016〕29号）；
16.《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）；
17.《地表水环境质量评价办法》（环办〔2011〕22号）；
18.北京市环境保护局关于《北京市地面水环境质量功能区划》进行部分调整的通知（京环发〔2006〕195号）；
19.《北京市地方标准水污染物综合排放标准》（DB11/307-2013）；
20.《北京市地方标准城镇污水处理厂水污染物排放标准》（DB11/890-2012）；
21.《不达标水体达标方案编制指南》（环办污防函〔2016〕563号）。
1.3工作范围
本次达标方案的工作范围为潮白河汇合口下拦截水泥坝不达标断面所控制的潮白河上段管理区（图1-1）。
工作范围内划分为三个控制单元：
潮河、白河、潮白河控制单元，各控制单元内的乡镇街道情况见表1-1。
图1-1密云区流域划分及潮白河上段管理区的位置
表1-1潮白河上段管理区的乡镇街道分布情况
控制单元
乡镇街道
潮白河
河南寨镇、十里堡镇、东邵渠镇
潮河
大城子镇、巨各庄镇、穆家峪镇、檀营
白河
西田各庄镇、溪翁庄镇、密云镇、鼓楼街道、果园街道
1.4工作时限及目标
工作时限：
2016年至2018年。
工作目标：
2018年底，潮白河汇合口下拦截水泥坝断面COD、氨氮、TP考核指标达到V类水质目标。
二、区域概况
2.1地理位置
密云区位于北京市东北部，区域面积2229.45km2，占北京市域总面积的13.26%，在16个区中辖域面积最大。
地理坐标西起东经116°39′33"，东至东经117°30′25"，东西长69km；南起北纬40°13′7"，北至北纬40°47′57"，南北宽约64km。
密云区东南至西北依次与本市的平谷、顺义、怀柔三区相邻，东部和北部与河北省的滦平、承德、兴隆三区相接，地处华北平原北端，属华北平原与燕山山脉交接地，华北的战略要冲，是华北通往东北、内蒙古的重要门户，有“京师锁钥”之称。
2.2自然概况
2.2.1地形地貌
密云区地处华北平原与蒙古高原的过渡地带，属燕山山脉，境内山峦起伏。
全区总的地貌特征是三面群山环绕、中部低缓、西南开口的簸箕形，地貌分为山地、丘陵、平原三类，各地貌间阶梯显著，相对高差大。
地势自北向西南倾斜，海拔在45~1735m之间。
2.2.2气象气候
密云区属温带半湿润大陆性季风气候，四季分明，温差较大。
春季干旱多风；夏季受大陆低压和太平洋高压影响，炎热多雨；秋季凉爽；冬季受西北西伯利亚、内蒙古高原寒流影响，气候寒冷干燥，同时受地形的影响，大部分地区冬季多东北风和西北风。
全年的主导风向为东北风。
全区年平均气温为10.8℃，年均降水量为661.3mm，年平均降水日数为75d，全区年太阳总辐射量为135.0kcal/cm2。
2.2.3植被及土壤
密云区植被资源较为丰富，林木绿化率为72.5%，森林覆盖率为63.91%，城市绿化覆盖率为54%。
全区植被种类组成较复杂，群落类型多样，其分布具有明显的垂直分异规律。
密云区土壤分3大类8个亚类27个土属108个土种，土壤覆盖面积占全区总面积的87.1%。
全区土壤以褐土为主，占土壤覆盖面积的70.37%，主要分布于低山、丘陵和平原地区；其次为棕壤土，占土壤覆盖面积的8.67%，主要分布在海拔800m以上的中山林地之中；潮土仅占占土壤覆盖面积的2.24%，主要分布于冲积平原下部潮白河沿岸。
2.2.4水文和水资源
密云区多年平均（1980年至2013年）水资源总量3.68亿m3，其中地表水2.35亿m3，地下水1.91亿m3，地表地下重复计算量为0.58亿m3。
多年平均可利用总量为1.63亿m3，其中地表水1.04亿m3，地下水0.64亿m3，地表地下重复计算量0.05亿m3。
密云区地表水以水库和河流为主，除密云水库外，境内中小型水库有23个，其中中型水库3座，分别是沙厂水库、半城子水库和遥桥峪水库。
小型水库20座，全部为小II型水库。
全区主要河流有潮河、白河、潮白河、安达木河、红门川河、清水河、牤牛河、白马关河、沙河、洳河等，年平均自然流量达13.5亿m3，主要属于潮白河水系。
2.3经济社会概况
2.3.1行政区划
2015年，密云区全区共辖20个乡、镇、街道办事处。
其中包含2个街道、17个镇、1个乡（地区办事处），共92个居委会，334个村委会。
2.3.2人口分布
2015年末全区常住人口47.9万人，比上年末增加0.1万人。
其中，常住外来人口7.1万人，占常住人口的比重为14.8%。
常住人口中，城镇人口26.6万人，占常住人口的比重为55.5%。
2015年末全区户籍人口43.34万人，比上年末增加350人。
按户籍属性分，农业人口24.86万人，非农业人口18.48万人。
2.3.3社会经济
2015年，全区实现地区生产总值226.7亿元，比上年增长7%。
其中，第一产业增加值16.3亿元，增长0.6%；第二产业增加值100.9亿元，增长1.1%；第三产业增加值109.5亿元，增长14.2%。
按常住人口计算，全区人均地区生产总值达到47378元。
2015年，密云区居民人均可支配收入27259元，比上年增长8.3%。
按常住地分，城镇居民人均可支配收入33878元，增长8.1%；农村居民人均可支配收入19183元，增长9.2%。
2015年，密云区居民人均消费支出18792元，比上年增长6.4%。
按常住地分，城镇居民人均消费支出22741元，增长7%；农村居民人均消费支出13973元，增长5.5%。
2.3.4用水情况
2015年，密云区年总用水量8183.2万m3。
其中农业用水3053.4万m3，占年度用水总量的37.31%；工业用水563.1万m3，占比6.88%；生活用水2812万m3，占比34.36%；生态环境用水为1754.7万m3，占比21.44%。
三、水环境现状调查分析与评估
3.1土地利用状况调查
密云区面积共2229.45km2，其中耕地、建设用地等人类干扰区的面积为453.21km2，占总面积的20.33%；林地、草地、水域湿地面积为1757.80km2，占总面积的78.84%；未利用土地18.45km2，占总面积的0.83%。
潮白河上段管理区的总面积为770.34km2，其中耕地、建设用地等人类干扰区的面积为277.08km2，占总面积的35.98%；林地、草地、水域湿地面积为4844.60km2，占总面积的62.90%；未利用土地8.66km2，占总面积的1.12%。
3.2污染源排放现状调查
3.2.1污染物排放总量
潮白河上段管理区污染源主要有工业、生活、垃圾集中式治理设施、畜禽养殖、农田径流和城市径流，各污染源排放的COD和氨氮情况见表3-1。
表3-1潮白河上段管理区各污染源COD和氨氮排放量统计
污染源
COD排放量/t
氨氮排放量/t
工业
44.94
7.96
生活
1351.10
181.88
垃圾集中式治理设施
35.24
2.34
畜禽养殖
3062.45
109.43
农田径流
/
16.38
城市径流
1351.25
70.43
合计
5844.98
388.42
3.2.2控制单元污染物排放
潮白河控制单元COD排放总量为1784.03t，氨氮排放总量为90.31t。
潮河控制单元COD排放总量为699.22t，氨氮排放总量为77.42t。
白河控制单元COD排放总量为3361.73t，氨氮排放总量为220.69t。
各控制单元污染物排放情况见表3-2，其中白河控制单元COD和氨氮的排放量最大，分别占控制单元总量的57.51%、56.82%。
表3-2控制单元内COD和氨氮排放量统计（单位：
t）
序号
控制单元
COD排放量
氨氮排放量
1
潮白河控制单元
1784.03
90.31
2
潮河控制单元
699.22
77.42
3
白河控制单元
3361.73
220.69
合计
5844.98
388.42
3.3水环境质量状况评估
根据《北京市地面水环境质量功能区划》，密云潮白河上段管理区范围内的潮河、白河、潮白河及红门川河（含沙厂水库）4个河段均执行III类水质标准（见表3-3）。
表3-3潮白河上段管理区主要水体的水质分类标准
序号
水体名称
水体功能
水质分类
1
潮白河上段
一般鱼类保护区（地下水源补给区）
III
2
潮河下段
地下水源补给区
III
3
白河下段
地下水源补给区
III
4
红门川（沙厂水库）
一般鱼类保护区
III
对潮白河上段管理区主要河流潮河、白河、潮白河的水质监测结果表明（见表3-4），潮白河上段管理区主要河流水质均超过了III类水质标准，其中白河上游（1-6号采样点）现状水质为IV类，主要超标污染物为COD，最大超标倍数为0.5；白河下游、潮河及潮白河（7-18号采样点）的现状水质为劣V类，主要超标污染物为COD、氨氮和总磷，最大超标倍数分别为4.5倍、1.18倍、7.4倍。
表3-4采样点位置及水质监测结果
序号
采样点位置
河流
水质监测结果（mg/L）
现状水质
COD
氨氮
总磷
总氮
1
河流上游
白河
22.2
0.221
0.02
0.80
IV
2
河流上游
白河
21.8
0.177
0.02
0.57
IV
3
河流上游
白河
24.7
0.210
0.03
0.92
IV
4
白河公园
白河
28.3
0.195
0.05
1.01
IV
5
阳光大桥
白河
22.9
0.222
0.06
1.38
IV
6
滨河大桥
白河
29.9
0.168
0.04
1.27
IV
7
白河桥
白河
49.1
0.192
0.06
2.02
劣V
8
农机路
白河
110
2.18
1.57
62.9
劣V
9
水源路（坝上）
白河
58.7
0.787
1.68
59.6
劣V
10
水源路（坝下）
白河
79.7
0.304
1.66
55.3
劣V
11
汇合口
白河
68.6
0.424
0.21
63.9
劣V
12
宁村新桥下游
白河
64.2
0.201
0.26
62.4
劣V
13
宁村新桥上游
潮河
17.6
0.162
0.03
4.70
劣V
14
河南寨新桥
潮河
55.9
0.177
0.05
1.33
劣V
15
河南寨新桥上游
潮河
53.5
2.16
0.35
3.91
劣V
16
提辖庄橡胶坝
潮河
62.6
0.222
0.07
6.80
劣V
17
河槽橡胶坝
潮白河
41.0
0.216
0.26
66.7
劣V
18
水泥坝
潮白河
41.5
0.234
0.08
58.2
劣V
III类水质标准
20
1.0
0.2
四、主要水环境问题诊断和识别
4.1污染物排放总量大，城区段水体污染负荷较高
密云潮白河上段管理区各污染源排放的COD总量为5844.98t，氨氮总量为388.42t。
其中潮白河控制单元COD排放量为1784.03t，氨氮排放量为90.31t；潮河控制单元COD排放量为699.22t，氨氮排放量为77.42t；白河控制单元COD排放量为3361.73t，氨氮排放量为220.69t。
白河控制单元COD和氨氮的排放量最大，分别占总排放量的57.51%、56.82%。
该流域污染物排放以生活源、城市径流及畜禽养殖为主，畜禽养殖废弃物通过综合利用后其排放的污染物不直接进入潮白河河道，对河道水质影响极小，靠近河道的密云城区生活源污染物排放量较大，造成水体污染负荷较高。
4.2城镇污水厂处理能力不足，出水水质不能稳定达标
檀州污水处理厂是密云城区最主要的污水处理厂之一，始建于1988年，该厂负责密云城区所有生活污水和工业开发区部分工业废水的处理，日处理能力4.5万t。
随着城镇人口不断增加，城镇生活污水排放量增大，檀州污水处理厂现有处理规模已无法满足密云新城的规划要求；且随着城市的发展，檀州污水处理厂现已位于城区中心位置，不利于收集其下游城区及潮河、潮白河以南城区的污水。
檀州再生水厂建成于2006年5月，位于污水处理厂内部，2012年7月1日DB11/890-2012城镇污水处理厂水污染物排放标准实施后，该再生水厂执行表2中的A标准，即COD50mg/L，氨氮5mg/L，TN15mg/L，TP0.5mg/L，该标准浓度限值较高，已经不再符合现阶段水环境保护的要求；同时檀州污水处理厂现有处理工艺，对水质、水量的冲击负荷能力较差，出水水质不稳定（见表4-1），其排放的再生水用于潮白河生态补水，对河道断面达标产生了不良影响。
表4-12015年1月-12月檀州再生水厂出水水质
时间
排放量/万t
COD浓度/（mg/L）
COD排放量/t
氨氮浓度/（mg/L）
氨氮排放量/t
2015年1月
82.50
23.46
12.20
16.78
9.43
2015年2月
59.29
21.06
12.48
20.94
12.41
2015年3月
68.36
23.56
16.06
18.00
12.38
2015年4月
75.35
15.72
13.06
18.07
15.26
2015年5月
93.24
20.15
21.53
1.39
1.46
2015年6月
73.08
15.51
14.70
0.30
0.29
2015年7月
81.19
14.01
13.99
0.22
0.22
2015年8月
81.34
12.61
11.29
0.36
0.33
2015年9月
84.82
18.09
15.32
0.41
0.30
2015年10月
55.81
17.88
9.98
0.32
0.18
2015年11月
82.98
15.35
12.67
0.36
0.31
2015年12月
97.37
17.03
10.62
5.16
3.48
合计
935.33
163.90
56.05
4.3密云城区部分雨污合流管道溢流，影响水环境质量
密云城区于1977年以后陆续铺设管径DN300~1600的排水管道，其中雨污合流和雨污分流的管道均有，1983年以后新建的排水管道大都为雨污分流制管道。
目前密云城区大部分排水管道为雨污分流制管道，但部分城区仍存在雨污合流管线，雨季时污水溢流排入河道，影响河道水体水质。
对白河至潮白河水泥坝这段水体进行沿程水质监测及分析（图4-1、4-2），可知，沿程水质最差的点位于农机路橡胶坝（中加桥）处，从此处往下游，COD、氨氮及总磷均有一定程度的降解。
农机路橡胶坝处水质情况较差的主要原因是该处桥南河道左岸存在雨水口，岸边为城区存在雨污合流管道，旱季时，城区的污水大部分通过管道收集进入污水处理厂，但在雨季特别是雨量较大的情况下，管道收集能力有限，污水通过雨水管道溢流进入河道，溢流污水水质情况为：
COD104mg/L，氨氮54.7mg/L，总磷5.55mg/L，总氮55.1mg/L。
溢流污水水质非常差，造成农机路处水质较差，严重影响了白河、潮白河等河段的水质以及断面的达标。
图4-1白河至潮白河水泥坝段水体COD和氨氮沿程变化
图4-2白河至潮白河水泥坝段水体总磷和总氮沿程变化
4.4河道生态补水不足，无法满足河道生态需水要求
河流需要一定的生态补水来维护生态环境不再恶化并逐渐改善，这部分所需的水资源称作生态需水。
近年来，北京由于连续多年气候干旱，年降雨量减少，水资源短缺，密云水库是北京重要的饮用水水源地，由于其自身蓄水功能需要，很少向下游放水，密云水库下游白河、潮河、潮白河等无新鲜水源补给，河段断流，基本处于干涸状态，水体生态环境严重受损。
目前，密云区主要利用沙厂水库调水和檀州再生水厂退水对白河及潮河进行生态补水（补水点位见图4-3）。
2015年沙厂水库为密云区白河补水358万m3，其中288万m3的生态补水调入上游河道，剩余约70万m3的生态补水调入主城区河道。
2015年檀州再生水厂共向潮白河补水935.33万m3。
檀州再生水厂退水在水源路白河桥下的白河右岸补入白河，退水口距离潮白河汇合口约1.5km，在潮白河交汇处，密云区利用泵站通过管道将河道水向潮河上游6km处补水，从而利用污水处理厂退水维系主城区附近潮河、白河、潮白河水面。
因此，主城区段潮白河的生态补水有沙厂水库和檀州再生水厂补给共1005.33万m3/a。
图4-3沙厂水库及再生水厂对河道补水点位图
主城区段河道来水主要是再生水，主要功能是满足城市景观功能。
城市水体生态需水量的计算，由补给蒸发渗漏损失和促进水体循环流动的换水量构成。
该区域河道基本经过人工整治，可以认为没有渗漏量；蒸发量按照1500mm/a计算；换水次数按照高、低两个方案来计算，低方案每年换水3次（5、7、9月各一次），高方案每年换水5次（5~9月，每月一次）。
其中，白河、潮河水深按1m考虑，潮白河水深按2m考虑。
计算结果见表4-2，可得，研究区域的生态补水最低应满足1243.90万m3/a，最佳为1842.03m3/a，目前1005.33万m3/a的补水量不能满足河道生态需水要求。
表4-2白河、潮白河及潮河水体生态需水量计算
河流名称
深度（m）
水面（km2）
蒸发量（万m3/a）
低方案换水量（万m3/a）
高方案换水量（万m3/a）
低方案生态需水量（万m3/a）
高方案生态需水量万m3/a）
白河
1
1.01
151.27
302.53
504.22
453.80
655.49
潮河
2
0.68
101.89
407.56
679.27
509.45
781.16
潮白河
1
0.62
93.55
187.10
311.83
280.65
405.38
总计
2.31
346.71
897.19
1495.32
1243.90
1842.03
4.5河道水体连通性差，景观水体富营养化严重
密云区在通过沙厂水库和檀州再生水厂退水为潮白河进行生态补水的同时，为了最大程度的利用这些珍贵的生态补水资源，同时为了进一步恢复和营造良好的河道景观环境，在白河、潮河和潮白河内设置了多级橡胶部进行蓄水，与此同时还对河道进行了防渗处理，减少水向地下的渗透。
该措施能够充分利用水资源，保证良好的河道景观环境，但同时也对水体生态环境产生了较大的影响，橡胶坝阻隔了水系，影响水系的连通和交换，致使在整条河道上形成了一个一个分隔的、相对独立的、与水库性质相似的水体，这些小水库的水体流动性差，更新周期长，易形成死水区域，加上再生水厂的出水氮、磷等指标不能稳定达标，导致景观水体富营养化，藻类大量生长，水体溶解氧不足，自净能力差，水质产生恶化，特别是对于河道末端水体，水体的流动性更差，更容易产生富营养化现象。
五、水体达标方案
为保证水泥坝考核断面在2018年底能达到V类水质目标，根据潮白河上段管理区污染源排放现状及水环境现状，针对该流域存在的水环境问题，分析水泥坝断面水体不达标的主要原因，确定了4大类水体达标工程措施。
5.1密云新城再生水厂一期工程及管网配套建设
5.1.1工程建设目的
实施密云新城再生水厂一期工程及配套管网建设工程，主要解决城区污染物排放量大、檀州再生水厂出水不能稳定达标、河道生态补水不足等问题。
5.1.2建设内容
新建一座处理量为6.5万m3/d的密云新城再生水厂（一期），不再保留檀州污水处理厂及再生水厂。
建设项目位于新城城区西南部、潮白河下游南岸，西统路西侧，占地面积72105m2，服务面积为56.86km2，处理对象为服务范围内的生活污水和工业废水，处理工艺处理采用组合MBR生物处理+臭氧催化氧化工艺，处理后出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》DB11/890-2012表1中的A标准，出水入河排放口位于潮河宁村新桥下游。
密云新城再生水厂配套管网工程的污水收集服务范围为密云新城规划确定的新城建设用地范围（不含云西组团
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