石佛寺水庫綜合利用規劃與生態水庫建設初探

梁文章 韓永升 孫強 李穎卓，2

1，遼寧省石佛寺水庫工程建設管理局 110129；

2，沈陽農業大學水利學院 110161

石佛寺水庫綜合利用規劃與生態水庫建設初探

梁文章1韓永升1孫強1李穎卓1，2

1，遼寧省石佛寺水庫工程建設管理局 110129；

2，沈陽農業大學水利學院 110161

目前我國水庫庫容設計和水庫調度是以防洪與興利為主，對庫區生態系統的考慮較少，生態水庫建設沒有形成理論體系更缺乏實踐經驗。《石佛寺水庫蓄水試驗應急防護工程實施方案》經過5次方案論證，實施中充分考慮水利工程學與景觀學、生物科學、美學等相關學科的結合。本文就石佛寺水庫生物工程的實施對如何實現生態水庫提出了一些初步設想，對水庫生態建設及旅游開發進行長遠規劃，并建立了適合本水庫的防洪興利生態運用管理方式。

石佛寺水庫；生態調度；綜合規劃

1、水庫概況

遼河石佛寺水庫是遼河干流唯一的一座控制性工程，屬河道型平原水庫。水庫主副壩全長42.6km，泄洪閘16孔，總寬248.5m。工程范圍跨越兩市三縣（區），于2005年底完成全部工程并已提前發揮防洪作用。

壩址位于沈陽市沈北新區黃家鄉和法庫縣依牛堡鄉，距沈陽市區約47km。壩址以上流域面積164786km2，其中省內流域面積16161km2。庫區淹沒范圍為50. 41km2,回水長度21.17km。淹沒區涉及沈北新區黃家鄉、法庫縣依牛堡鄉和鐵嶺縣新臺子鎮、阿吉鎮、凡河鎮共三個縣區、5個鄉鎮、24個自然屯。

2、合理利用自然條件建設生態水庫

2.1 氣候條件的利用

石佛寺水庫所在的沈陽市沈北新區地處中緯度，屬溫帶大陸性氣候。春季日射增強，冷空氣勢力減弱，氣溫回升快，風大干旱；夏季盛行東南季風，炎熱潮濕，雨量集中，多連陰雨、暴雨天氣；秋季西北季風開始增強，日射減弱，氣溫迅速下降；冬季盛行西北風，北方干冷空氣頻繁入侵，氣候嚴寒。平原風大，降雨集中，年降雨量700mm左右，主要集中在6～9月份，約占全年降雨量的70%以上，年蒸發量1700mm左右，壩址附近年平均氣溫7.4℃左右，年最大風速為24～28m/ s.

2.2 土壤條件的利用

本次蓄水生物工程的石佛寺水庫庫區位于下遼河斷陷平原遼河沖洪積扇的中部。在地貌成因類型上，該區域屬于堆積地形。地下水埋深在漫灘處一般為0.5～3.7m，在階地處大于4m。地下水位年變幅為0.4～3. 0m,水力坡度多數為0.4～0.6‰，河灘地平坦、面積大，非常適宜建設人工濕地。

3、工程成效

實施植物工程對改善河流及庫區水質、保障堤岸穩定、防止庫區沙化、改善庫區環境景觀，促進河流健康發展具有重要意義。依據《遼寧省重點河流河道生態工程建設規劃草案》確定的指導思想和目標，將改善生態環境、促進人與自然和諧作為重要任務。通過實施庫區濕地的水生植物種植、主副壩防護戧臺、人工島嶼、明沈公路兩側喬、灌、草種植及原有林木保護建設等項目，實現水庫生態良性循環。蓄水位46. 2m方案，水面面積達到16.13km2，占水庫總淹沒面積的32%。

2009 年5 月18 日，遼河石佛寺水庫蓄水試驗應急防護工程生物工程基本完工，主要完成栽植楊樹3.2萬株，柳樹2.8萬株，杞柳8.2萬株，水臘5.06萬株，共栽植樹木19.3萬株；完成栽植蘆葦142公頃，蒲草29. 5公頃，共栽植水生植物171.5公頃；種植苜蓿草58.6公頃。

4、水庫生態調度

4.1 石佛寺水庫防洪興利生態調度

水庫生態調度主要包含: a生態需水調度；b人造洪峰調度；c泥沙調度；d水生生物習性調度。包括水體氣體飽和度、溫度、動能、營養成分等。石佛寺水庫為確保生物工程的成果低水位蓄水試運用，水深淺、水面大，在保證庫水位方面難度很大，平時水庫敞泄對下游水生生態系統影響較小，石佛寺水庫生態調度初期考慮的重點是庫區生態用水、改善水質、形成區域小氣候，充分利用水動力學原理，改變污染物在水庫中的輸移和擴散規律以及營養物濃度場的分布，從而影響生物群落的演替和生物自凈作用的變化。通過對庫水位或水滯留時間的調節，對藻類種類組成和現存量進行調控，其機理是破壞大型藻類的生存條件，并且對營養和藻類的現存量起到稀釋的作用，是改善水庫水質的有效途徑。

圖1是石佛寺水庫生物工程實施后為保證庫水位46.2m，必須經常開啟閘門進行微調，這給水庫調度帶來了很多困難并增加了調度費用。

在現狀泄洪閘16孔中利用3孔，增設開敞式溢流堰。蓄水調度運用方式：以自由溢流為主，閘門配合控制為輔的方式。改變現狀全部利用泄洪閘門控制的方式。

為了科學的總結蓄水后生態建設帶來的效益，石佛寺水庫投入資金進行庫區內外、地表與地下水監測和庫外浸沒監測及地形測量，并編制了石佛寺水庫防洪興利生態調度運用方案。

工程的運用方式，汛期空庫迎洪，非汛期蓄水。即：汛期蓄水進行實時調度，空庫迎洪，滿足水庫的防洪要求；汛后落閘蓄水。

a.9月10日～11月14日可蓄水至46.2m水位；

b.11月15日～3月14日可蓄水至45.0m水位，槽蓄；

c.3月15日～6月30日可蓄水至46.2m水位；

d.7月1日～9月9日在汛期分兩種情況進行運用。

正常期：可蓄水至46.2m水位；

洪水期：通過水情測報，發生洪水時水庫進行預泄實時調度，滿足滯洪水庫的防洪要求。

4.2 石佛寺水庫生態調度需要進一步解決的技術問題

石佛寺水庫防洪興利生態調度是2009年5月生物工程實施后提出的，需要進一步解決的技術問題主要有：分析研究庫區范圍內不同保護對象所依存的生態環境因子與水庫調度之間的關系,確定水庫生態調度的保護目標、最佳調水時間和調水量。水庫生態調度參數的定量描述、生態調水價值定量評價方法及遼河流域水庫湖泊群的聯合調度等技術問題進行研究，不斷優化石佛寺水庫生態調度方案。

5、長遠規劃

規劃水平年確定為2010年。

一期規劃：計劃在2008～2009年完成庫區生態治理任務。按石佛寺蓄水試驗應急防護工程實施方案進行。

二期規劃：計劃在2010～2011年在一期的生態治理基礎上結合庫區內旅游業發展的需求完成各功能的園林景觀綠化。

三期規劃：計劃在2012～2015年完成與旅游業發展的各項功能場所的植物綠化措施。

5.1 水庫生態治理

5.1.1 一期規劃

按照統一規劃布局，選擇具有代表性的區域、斷面進行典型設計。庫區綠化總體分為兩個功能區：明沈公路以下至水庫泄洪閘為濕地生態區；明沈公路以上至原西小河河道（征地邊線）為林草綠化區。按綠化設計方案分為：蘆葦種植區、主河槽綠化區、水道綠化區、防護戧臺區、人工島嶼與明沈公路兩側綠化區、牧草種植區、原有林木保護區。

5.1.2 二期規劃

在實施一期規劃的植物設計方案基礎上，結合旅游業發展進一步規劃各功能區的綠化設計，二期綠化設計著重體現園林景觀綠化與旅游業開發相融合的綠化設計，突出景觀自然性、生態多樣性、區域綜合性、生態治理科學性、植物景觀持續性和易操作性的規劃方案。本期規劃充分完善防護戧臺區、牧草種植區、明沈公路兩側綠化區及人工島嶼區。

圖1 石佛寺壩上水位過程線

5.1.3 三期規劃

在一、二期生態治理規劃基礎上，充分完善綠化設計不足之處和旅游業開發運行過程中造成的損壞及各功能場所的綠化設計。

5.2 庫區旅游開發

充分發揮旅游業在未來將作為石佛寺水庫經濟發展的主導產業戰略思想。發揮資源優勢，利用優惠政策，以沈北新區旅游業的發展為契機和導向，按照沈陽市將怪坡、石佛寺、七星山規劃為一條旅游觀光帶的方案，開發以生態度假、水岸觀光、民俗風情、商務會議、餐飲娛樂、休閑中心等為主題的富有地方特色、參與性強、多樣性的旅游產品。努力把石佛寺水庫建設成為沈陽市近郊區生態宜人、水美、景美的氧吧。

5.2.1 一期規劃

按照旅游開發的指導思想及規劃目標，充分利用石佛寺水庫以生態建設及園林景觀為主的防護戧臺區、牧草種植區、明沈公路兩側綠化區及人工島嶼區。結合各區域景觀及區位特點規劃生態度假村、水岸(道)觀光、民俗風情、高爾夫球場、垂釣等旅游項目。

5.2.2 二期規劃

依托于一期規劃的基礎上，利用石佛寺水庫周邊區域發展商務會議、餐飲娛樂、休閑中心等綜合性旅游開發項目。

6、結語

石佛寺水庫生態工程實施后已在水流入庫、庫區內部和出庫等位置布設水質監測點，對庫區地表水、地下水水質進行監測與分析評價，編制各月、年度水質變化報告，為水庫改善水質提供科學的監測數據；采用水庫調度與生物工程措施相結合，確定最優的水流流經庫區時間，以達到改善水質最優化，最大限度的發揮生物工程凈化水質的功能。

目前,對于濕地的生態系統服務價值評價,主要集中在自然濕地方面,對于人工濕地的生態系統服務價值評價很少。石佛寺水庫生態工程實施后對水庫濕地的生態系統服務功能組成及其價值特點將進行進一步的系統評價。

在生態水庫的研究方法上有待進一步更新。對生態水庫的研究是一個較為復雜的系統工程,其研究方法也應綜合多學科的研究方法。將各種基礎數據數學模型、評價因子及相關計算方法集成到GIS中,利用“3S”技術對水庫生態系統、水庫群的生態調度進行大尺度的研究,并以GIS為基礎,建立生態水庫的監測、評價、管理、控制系統,使生態水庫的研究更加深入。

[1] 遼寧省水利水電勘測設計研究院.石佛寺水庫蓄水試驗應急防護工程實施方案[R].

[2] 遼寧省水利水電勘測設計研究院.石佛寺水庫蓄水泄洪閘孔口改造方案設計[R]. 2009.09

[3] 遼寧省水利水電勘測設計研究院.石佛寺水庫資源綜合開發利用規劃提綱[R].