擰開水龍頭,清冽的自來水嘩嘩流出……很少有人知道,這家家戶戶每天都離不開的自來水中,有多少是地下水?多少是地表水?多少是遠道而來的南水?
河邊湖畔,水清岸綠,魚翔淺底……很少有人知道,這越來越多的如畫水景中,有多少是雨洪水?多少是地表水?多少是高品質(zhì)再生水?
一捧水中的“秘密”,記錄著“五水聯(lián)調(diào)”的智慧。
2014年12月,南水北上進京,與地表水、地下水、雨洪水和再生水共同組成“五水潤京城”的供水格局,但北京缺水的局面仍未得到根本改觀。為保障首都水資源安全,市水務(wù)局探索“五水聯(lián)調(diào)”機制,科學合理地統(tǒng)籌配置水資源,讓普通的一捧水,先經(jīng)過智能的監(jiān)測、科學的計算、精準的調(diào)度,再流入自來水管、流進河道湖泊。
一切,只為一個目標——珍惜用好每一滴水。
五水數(shù)據(jù) 一網(wǎng)盡攬
在市水務(wù)局的辦公大樓里,有一間很特別的辦公室——北京市水資源調(diào)度中心。雖然中心辦公面積不大、工作人員不多,但這里是全市水資源的“大腦”,散落全市各地水資源的數(shù)據(jù)匯集于此,由“大腦”負責統(tǒng)籌配置調(diào)度。
打開市水務(wù)局自主研發(fā)的北京市水資源統(tǒng)一調(diào)度平臺,南水北調(diào)水、地表水、地下水等水資源的實時動態(tài)一目了然。電腦屏幕上,供水運行總圖猶如一張動態(tài)“地鐵線路圖”,各大水廠、主要水庫、重要水源井、調(diào)節(jié)池好似“地鐵站點”,連接各個站點的則是分別代表南水、地表水和地下水的藍綠紅三色供水線路。供水線路將站點串連,按照“大腦”指定的路線和方向運行。再生水、雨洪水的階段性數(shù)據(jù)也都可在平臺上查詢和統(tǒng)計……
調(diào)度平臺,就好似一張大網(wǎng),勾聯(lián)五種水源。
“如果沒有這張大網(wǎng),數(shù)據(jù)都是四處散落的。”北京市水資源調(diào)度中心副主任王俊文在水資源調(diào)度系統(tǒng)工作多年,他至今還記得“電話調(diào)水”的繁瑣。
在南水進京前,北京的水資源主要有地表水、地下水、雨洪水和再生水四種,水庫流入了多少水、再生水廠生產(chǎn)了多少水、地下水源地存儲了多少水,這些數(shù)據(jù)大部分都需要聯(lián)系相應(yīng)的處室或者管理單位才能問到。
“以前,完成一個調(diào)水的過程,得打一串電話,計算一大堆數(shù)據(jù),十分繁瑣。”王俊文說,比如從密云水庫給城里的水廠調(diào)水,首先要給密云水庫管理處打電話,詢問他們可以放多少水。“光知道水庫可以出多少水還不行,得按照輸水線路的長度以及當天的溫濕度,計算出路上可能會耗損多少水。”
掛了密云水庫管理處的電話,接著趕緊打給北京自來水集團,詢問他們的水廠預(yù)計要給用戶提供多少水,打算收下多少密云水庫的水,計劃取用多少地下水。
如果需要取用地下水,還得給水源地管理處打電話,了解地下水源地的具體情況。最后,負責水資源調(diào)度的工作人員要計算出這次供水的所有數(shù)據(jù),并向相關(guān)處室匯報研判調(diào)水過程中的細節(jié),最終完成一次調(diào)水任務(wù)。
一番操作下來,至少花上大半天的時間。
顯然,“電話調(diào)水”的繁瑣流程,與北京嚴重缺水的現(xiàn)狀極不匹配。眾所周知,北京是特大型缺水城市,年人均水資源量僅為150立方米,遠低于聯(lián)合國認定的年人均500立方米的極度缺水線。雖然南水北調(diào)工程通水以后,北京形成了地表水、地下水、外調(diào)水、雨洪水和再生水五種水源的供水格局,一定程度上緩解了北京水資源短缺的局面,但水資源供需矛盾仍未得到根本解決。用打電話的方式來溝通、統(tǒng)計水資源狀況和實施調(diào)水,不僅效率低下,還有可能造成水資源的浪費。
水資源統(tǒng)一調(diào)度平臺的運行,就是為改變“電話調(diào)水”的局面。市水務(wù)局負責水資源、水文監(jiān)測等的相關(guān)處室,聯(lián)合北京自來水集團和北京排水集團,在水庫、水廠、取水口、監(jiān)測井等關(guān)鍵節(jié)點設(shè)置大量監(jiān)測設(shè)備,將與“五水”相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)籌至北京市水資源統(tǒng)一調(diào)度平臺,由專人統(tǒng)一安排、統(tǒng)一調(diào)度,避免出現(xiàn)水源使用混亂的情況,大幅度提高用水效率。
用水有序 五水匹配
端穩(wěn)相機,屏住呼吸,按下快門,淺灘上幾只黑鸛捕食的畫面被定格下來……
初冬時節(jié),正值候鳥遷徙期,密云水庫庫濱帶,黑鸛、小天鵝、文須雀、蒼鷺、鳳頭等珍稀鳥類隨處可見,承擔庫區(qū)鳥類專項調(diào)查的密云水庫管理處鳥類觀測小組組長王國學每次進入涵養(yǎng)林區(qū)調(diào)查,總有新收獲。最近幾年,他的鏡頭中,記錄下的珍稀鳥類越來越多。
“都知道密云水庫是北京人的‘大水缸’,正是南水進京之后的科學用水思路,才讓現(xiàn)在的密云水庫得到充分涵養(yǎng),成了鳥類天堂。”王國學口中的“科學用水思路”,就是北京市水務(wù)局創(chuàng)新提出的“先用外調(diào)水,后用本地地表水,再用地下水”的用水思路。
自從有了南水的加入,北京成為了全國為數(shù)不多的擁有三種飲用水供水水源的城市,“水源雖然多了,但也不能想用哪種用哪種。”王俊文說,持續(xù)的干旱曾讓北京的地下水位嚴重超采,讓密云水庫等地表水源地“入不敷出”,只有科學配比水量,通過聯(lián)合調(diào)度優(yōu)先使用外來水源,才能讓地表水和地下水“緩口氣”。
“用水有順序,五水有先后”如何實現(xiàn)?王俊文介紹,供水運行系統(tǒng)不僅實時監(jiān)控著水庫、水廠、泵站、調(diào)節(jié)池的流量數(shù)據(jù),還會同時分類統(tǒng)計地表水、地下水、外調(diào)水的使用量。根據(jù)這些實時顯示的數(shù)據(jù),“大腦”背后的水資源調(diào)度人員可以實時分析,主動調(diào)水,合理調(diào)配。
供水運行圖上,雖然藍綠紅三種供水線路都與第九水廠相連,但顯示的實時數(shù)據(jù)卻有很大差異。
第九水廠,既是北京最大的自來水廠,也是全市唯一一個實現(xiàn)三水聯(lián)調(diào)的自來水水廠,這里既能接收遠道而來的南水,又能接收從密云水庫和懷柔水庫專門輸送的地表水,還能取用來自懷柔應(yīng)急水源地的地下水。
“雖然水廠用水的總量是按照自來水集團根據(jù)用戶需求測算出來的,但是每一種水源的占比都是可以通過調(diào)度中心來統(tǒng)籌調(diào)度的。”王俊文說,這也就是藍綠紅供水線路數(shù)據(jù)差異的原因。
再比如,第三水廠的水源來自南水和地下水兩種,如果氣溫突然升高,日用水需求量猛增,那么水資源調(diào)度中心就會通過對當日全市南水和地下水的用量分析,為第三水廠供水進行“配菜”,調(diào)整南水和地下水取用量。調(diào)水令發(fā)出后,調(diào)度運行部門則根據(jù)水資源調(diào)度中心的“菜單”,為水廠配水。
經(jīng)過“大腦”的調(diào)配,用水時,五水不僅有先后,占比也各不相同。截至目前,南水占北京城區(qū)自來水供水總量的七成,供水范圍基本覆蓋中心城區(qū)以及大興、門頭溝、昌平、通州等部分區(qū)域,直接受益人口已超過1300萬人。
清水流過 存補兼顧
調(diào)水“大腦”不僅能安排用水的順序和比例,還能調(diào)整水的利用方式,清水流過,存補兼顧。
南水進京后,北京水務(wù)部門始終遵循“節(jié)、喝、存、補”的用水方針,確保最大限度利用南水,珍惜用好每一滴珍貴的南來之水。
“節(jié)”就是在輸水過程中全程計量、跟蹤監(jiān)測、精細調(diào)度、高效配置,確保最大限度利用南水、珍惜用好每一滴珍貴的南來之水;“喝”是優(yōu)先使用南水北調(diào)來水作為自來水廠水源;“存”就是將南水存入密云水庫等已建水利工程設(shè)施;“補”就是向潮白河水源地、懷柔區(qū)水源地及海淀山前地區(qū)回補地下水,有效促進密懷順等水源地地下水資源的涵養(yǎng)修復(fù)。
通過京密引水渠修建的密云水庫反向調(diào)蓄工程,就是專門為京城“大水缸”密云水庫存水用的。但實際上,南水并非全都坐著“直達車”從團城湖一路流入密云水庫,半路上,還有一定量的南水“下車”了。
原來,在長達110多公里的反向輸水途中,有十三陵、小中河、雁棲河等分水口,為了讓南水在存入密云水庫的過程中,對地下水資源也能同時進行回補,調(diào)水“大腦”會對水量進行計量和統(tǒng)籌調(diào)度,發(fā)出調(diào)度令,在分水口開啟閘門,讓部分南水流入地下水源地附近河道,通過下滲作用,回補地下水。
王俊文告訴記者,本市懷柔、平谷等地都有地下應(yīng)急水源地,在南水到來之前,這些水源地長期處于開采的狀態(tài)。“按照正常的規(guī)律,應(yīng)急水源地應(yīng)該是采兩年、緩三年的節(jié)奏,但因為北京缺水,這些應(yīng)急水源地一直處于超負荷運行的狀態(tài)。”南水到來之后,經(jīng)過水源的統(tǒng)籌調(diào)度,應(yīng)急水源地開采都持續(xù)減產(chǎn)了,懷柔應(yīng)急水源地從日取水量30萬立方米減少到了20萬立方米,最少的時候10萬立方米,平谷的地下水源地的取水量也從原來的每日30多萬立方米減少到了5萬立方米。
大幅壓采地下水、回補地下水、有計劃關(guān)停自備井……如今,通過對水資源的統(tǒng)籌調(diào)度和有效措施,全市地下水位下降的趨勢已明顯放緩。
根據(jù)北京市水文總站的最新統(tǒng)計,截至2020年9月末,本市平原區(qū)地下水埋深平均為22.49米,與2015年同期相比回升了3.68米,與上年同期相比回升了0.50米。地下水水位已經(jīng)連續(xù)5年實現(xiàn)止降回升,超采區(qū)面積大幅減少,水質(zhì)穩(wěn)定向好。地下水儲量增加了15億多立方米,僅密懷順水源地就已經(jīng)回補了近6億立方米的水資源。
聯(lián)調(diào)水源 涵養(yǎng)生態(tài)
今年7月31日14時20分,一場局地短時強降雨突然降落在城市河湖管轄流域,“這場雨下得特別不均勻,西北部地區(qū)雨強很大,杏石口的降雨量達到了88.6毫米,上游的團城湖、五孔橋地區(qū)都有強降雨,但是下游的南護城河、通惠河一滴雨沒下。”市城市河湖管理處水流科科長張春祿回憶。
每次降雨過程中,上游的雨水落入河道內(nèi),會慢慢流向下游,對下游河道進行沖刷和補水。但7月31日這天,上游的降雨又急又大,攜帶了大量地表污物進入河道,沖進了南護城河等下游河道。但降雨過程非常短暫,只形成了少量來水,無法流到下游。因為天氣炎熱,下游的永引渠及南護城河很快出現(xiàn)了水位下降、水質(zhì)變差,甚至魚類死亡的情況。
當天,城市河湖管理處立即啟動應(yīng)急預(yù)案,向水資源調(diào)度中心申請調(diào)水,為河道增加水量。玉淵潭進口閘、三家店進水閘迅速為永引渠及南護城河補水,清澈的水體源源不斷沖刷著河道,配合河道保潔力量,水體很快恢復(fù)了正常。
對雨洪水和再生水的聯(lián)合調(diào)度,還讓市民身邊的水環(huán)境大為改善。
今年9月1日,溫榆河公園示范區(qū)開園,暢游其中,最大的感受就是——水多。湖泊、小溪、曲河、灘涂隨處可見,水域生態(tài)環(huán)境面積達10.2公頃。通過科學布局,這里的人工湖、主湖、曲河、濕地等水域不僅可以接收“天上水”,還能通過管線每日接收來自清河第二再生水廠的高品質(zhì)再生水,通過泵站聯(lián)合調(diào)度,在提升水質(zhì)、營造濱水公園水景觀的同時,還能為下游北京城市副中心輸送一渠碧水,并為城市副中心的防洪減災(zāi)增加保險性。
也正是因為水務(wù)部門對再生水的優(yōu)化配置和調(diào)度,加大了工業(yè)、市政雜用、園林綠地、城市河湖等再生水利用量。目前,再生水主要出水指標達到地表水Ⅳ類標準,成為本市穩(wěn)定的“第二水源”,為城市河道生態(tài)環(huán)境煥發(fā)生機活力提供了有力支撐。
展望未來
智能調(diào)水
王俊文表示,目前北京市水資源統(tǒng)一調(diào)度平臺仍在進一步完善相關(guān)數(shù)據(jù)收集,未來還將開發(fā)智能化分析系統(tǒng)。
未來的調(diào)度平臺不僅可以收集、統(tǒng)計“五水”數(shù)據(jù),還能主動“思考”,例如根據(jù)大數(shù)據(jù)分析判斷水庫能出水多少立方米?地下水能抽多少立方米?哪個斷面需要補水?哪個河道面臨水資源短缺風險?未來的年度調(diào)水方案將更加精細化,智能化的“五水聯(lián)調(diào)”將更好地保障首都水資源安全。
市水務(wù)局局長潘安君表示,通過五水聯(lián)調(diào),本市水資源配置正在努力實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益、生態(tài)效益、環(huán)境效益、綜合效益最大化。未來,本市水務(wù)部門還將繼續(xù)在實踐中統(tǒng)籌山水林田湖草的系統(tǒng)治理,深入研究水資源配置的方法和科學路徑,保障首都水資源安全的同時保障首都經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。
已有0人發(fā)表了評論