突出表现为两大矛盾问题，一方面是城市发展与河道纳污能力的矛盾。由于城市工业及人口的发展，污水排放与日俱增，流域内的污水均汇入河道，至通州区榆林庄闸始通过港沟河排泄人海，年入河污水量约占全市废污水排放总量的1/3。另一方面是发展速度与污水处理能力建设的矛盾。市中心区和郊区北运河流域内人口密度和社会经济发展速度远高于污水管网及污水处理基础设施建设速度，流域内大量城镇和农民地区尚未实现规划，污水处理厂及管网建设难度大。此外，流域内一些企业和养殖小区未建设污水处理设施，排放不达标，农村垃圾沿河乱堆乱放，直接影响河道水质。
（2）水资源开发利用矛盾突出。水资源短缺问题是近年来北京城市发展面临的重要瓶颈因素，开源节流、优化水资源配置格局等措施显得现实而紧迫。但现状表明，北运河流域的开发利用程度不一，地下水和地表水利用矛盾突出。一方面，北运河地下水资源开发利用率超过60%，进一步开发利用的潜能较小。另一方面，北运河流域内各行政区平原区地表水开发利用率不足15%，每年有约1.0亿m3的可利用地表水流出北京市界，且主要集中在温榆河北关闸下游通州区、大兴区，温榆河北关闸以上。因此，就目前北运河地表水资源开发利用的程度来看，还有进一步开发利用潜力，这就需要进一步改善水质，建设完善的调水引水配套工程，实现水系间的优化配置。
（3）河道水生态功能急需修复。温榆河是《北京城市总体规划（2004-2020年）》确定的重点绿色生态功能区之一，但随着社会的发展进步，温榆河（北运河）水系功能逐步演变。时至今日，温榆河天然河道的深潭、弯道和湿地已经很少见到，地形、景观和水流都呈现单一标准化，无法为生物提供不同的生长环境，加上水质差、水资源缺乏，不论是水生植物还是水生动物，都呈现品种少、数量少的现象。生境单一，不利于生物多样性保育，造成景观价值下降。北运河作为大运河的起点，其天人合一、水运繁忙的景象已经不复存在。改善河道水生态功能，提升流域生态价值成为影响规划目标实现的关键问题。
（4）水资源保护任务繁重。温榆河现状问题使流域整治工作成为一项系统而复杂的工程，《北京城市总体规划（20042020年）》也对流域发展问题提出了新的要求，即“未来北京市的河湖水系将以建设现代化水利为努力方向，实现由工程水利向资源水利、生态水利的转变，制定出合理的、符合城市可持续发展的城市河湖水系的水网布局”。
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