譚乃元 張麗芬
(麗江市水利水電勘察設計研究院,云南 麗江 674100)
生態水利是按照生態學原理,遵循生態平衡的法則和要求,從生態的角度出發進行水利工程建設,建立滿足良性循環和可持續利用的水利體系,從而達到可持續發展以及人與自然和諧相處。從宏觀上講,生態水利就是研究:水利與生態系統的關系;水資源的開發與利用對生態環境的影響、水利工程建設與生態系統演變的關系;水資源開發、利用、保護和配置中,在提高水資源的有效利用水平、節約用水的條件下,保證生態系統的自我恢復和良性發展的途徑和措施。因此,生態水利是把人和水體作為整個生態系統的要素來考慮,照顧到人和自然對水利的共同需求,通過建立有利于促進生態水利工程規劃、設計、施工和維護的運作機制,達到水生態系統改善優化、人與自然和諧、水資源可持續利用、社會可持續發展的目的。要實現人與自然的和諧共處,必須尊重生態法則,將生態用水列入水資源開發、利用和配置方案中,搶救和保護濕地生態系統,逐步恢復濕地生物多樣性。水資源的開發利用不僅要考慮量和質的問題,而且應該是在不超過生態系統自我調節和自我修復能力基礎上的合理開發利用。
生態水利是生態體系建設的重要組成部分,同時也是生態體系建設對水利建設的必然要求。生態體系建設離不開生態水利建設這個內涵,沒有生態水利良好的發展建設就無法實現完整的、系統的生態體系建設。
麗江拉市海位于云南省麗江市玉龍縣拉市鄉境內,玉龍雪山自然保護區南部,距麗江市中心僅8 km,其地理座標為東徑100°03′~100°11′,北緯26°46′~26°59′之間。1993年拉市引水隧洞工程貫通,拉市海承擔著麗江壩和七河壩的部分農業灌溉和麗江市古城區、玉龍縣的工業及城鎮部分用水任務。
1998年6月拉市海被批準建立云南省第一個以濕地命名的 “云南省麗江拉市海高原濕地省級自然保護區”。保護區的主要功能是:保護高原濕地野生動物、遷徙水鳥、濕地濕生和水生植物群落及其賴以生存的濕地生態系統的完整性。
拉市海調蓄水工程是拉市海流域綜合規劃的核心水利工程,通過拉市海調蓄水工程的實施,退田還湖,確保了拉市海濕地的面積;最低水位線的設定,確保了拉市海生態環境用水和維護了拉市海的湖泊功能;通過對拉市海水資源的合理調配,盡量滿足規劃期內規劃區 (麗江古城、玉龍縣城、七河壩)城市和農業灌溉用水,因此拉市海調蓄水工程是一項集濕地保護,生態環境保護,湖泊保護以及水資源的合理利用的綜合生態水利工程。具有良好的生態效益,經濟效益和社會效益。拉市海調蓄水工程、退田還湖項目的實施,將對拉市海自古以來存在的人與湖泊爭地,掠奪性的開墾導致濕地面積減小;排洪能力不足,湖水洪枯變幅大,排蓄矛盾突出,洪災不斷;濕地面積逐年減小;湖泊蛻化、生態環境逐年惡化等問題得到妥善解決,為麗江經濟的可持續發展,麗江的二次創業提供源源不斷的水資源,是一項利國利民的生態水利工程。
根據拉市海流域綜合規劃,拉市海的水資源是以保護生態環境為主,在保護好高原濕地生態環境的條件下,充分合理的調節和利用水資源,實現水資源的可持續利用。因此拉市海的水資源是首先滿足生態環境用水,在滿足生態環境用水的前提下,按 “以供定需”的原則向下游提供城市供水和農業灌溉用水。回歸水進入河道向下游水電站提供發電用水。
基本選定拉市海的各級水位為:拉市海保護水位2440.75m,最小保護湖容2073萬m3;正常蓄水位2443.60m,對應湖容5769萬m3,興利湖容3696萬m3;拉市海主汛期汛限水位2443.0m,對應湖容4866萬m3。拉市海設計高水位 (20年一遇洪水位)2444.71m,對應湖容為7609萬m3。防洪湖容為2743萬m3。重跌湖容應為903萬m3。
拉市海自古以來依靠海南指云寺一帶落水洞排泄水量,自漲自落,每年汛期6月下旬到9月上旬,歷時3個月為海水上漲期;10月中旬到次年4月上旬,歷時6個月為海水淹積期;4月中旬到6月中旬,歷時三個月為干枯期。由于生存的需要,老百姓的田地一直延伸到最低水位,致使濕地遭到不同程度的破壞。
為保護拉市海高原濕地,為保護拉市海的水生動植物種群,為把拉市海建成鳥類的樂園,拉市海綜合規劃從鳥類棲息地面積,湖泊水深、水面,濕地生態系統的保護等綜合因素進行統籌考慮,根據最小水位法,擬定拉市海2440.75m (對應庫容為2070萬m3)為最低水位線,使拉市海水生動植物及濕地面積在枯水時段得到有效保護。根據科學出版社 《生態環境需水量理論、方法與實踐》,生態環境需水量等級劃分方法,拉市海確定2440.75m為保護水位線,介于湖泊與濕地生態環境需水量等級的中等~優等之間。具體表現在:a、最大水深4.75m,平均水深2.3m,屬魚類繁殖水深的中等。b、該水位線水面面積14940畝占總庫容水面面積的百分比為58%,屬生物棲息地的優等。c、最小保護湖容2073萬m3,相當于拉市海每年的蒸發量。
確定最低水位線可滿足: (1)維持湖泊的功能,留足生態用水,更好保護拉市海濕地生態資源,維持由植物、動物、微生物、土壤和水流組成的自身生態系統的良性循環。(2)擴大生態水面,增加蒸發量,保護玉龍雪山生態環境。(3)美化拉市海景觀,提升拉市海的旅游價值。(4)擴大水域面積,增加麗江城市的生態水面,增加漁業產量,提高當地群眾的漁業收入。(5)擴大拉市海對水鳥和其它生物多樣性的容納量。(6)特枯水年可降低該最低水位線,解決下游的抗旱應急用水。
興利庫容3696萬m3,每年可調節供水3626萬m3,相當于拉市海多年平均來水量的43.05%,該調水量滿足跨流域調水量的要求,對拉市海的生態環境沒有大的影響,調出水量合理。
設計高水位 (20年一遇洪水位)2444.71m,湖容為7609萬m3,是歷史上20年左右歷史洪水達到的洪水位,該水位線以下房屋建筑很少,總湖容的選擇尊重了歷史。
因此拉市海規模的確定是以保護拉市海的生態環境、水環境為主,考慮人與自然的和諧,通過工程措施,達到水資源可持續利用的目的。拉市海調蓄水工程是生態水利和資源水利相結合的工程。
根據規劃,拉市海調蓄水工程措施主要包括五個方面的內容:(1)落水洞群前圍堤的加固擴建,保證水庫蓄水及堤壩的防洪安全;(2)清除落水洞口及通往落水洞河道內的泥沙、土石淤積,保證落水洞泄洪暢通;(3)修建泄洪隧道,保證汛期安全可靠地排泄洪水;(4)改建拉市引水隧洞工程進水閘,讓其在拉市海蓄水位提高后,能夠正常工作;(5)對入庫的多泥沙河道進行治理,采取攔沙措施,減少入庫泥沙,減輕湖底及河道淤積,以保證河道沿岸農田、村莊及其它設施的安全。
根據拉市海規劃成果,拉市海調蓄水工程可研設計過程中對拉市海是否設置汛限水位進行了多方案比較,當不考慮興利湖容與防洪湖容結合時需要開鑿新的泄洪隧洞才能滿足拉市海的防洪要求。方案比較如下。
方案一:該方案利用現有的落水洞和輸水隧洞聯合泄洪,總泄洪流量最大為10m3/s,汛限水位確定為2443.0m,經調洪計算,20年一遇汛后期洪水要求拉市海總湖容為7609萬m3,水位高程為2444.71m。按20年一遇典型年主汛期洪水調洪計算,要求拉市海總湖容為7609萬m3,水位高程為2444.71m。
方案二:該方案利用現有的落水洞和新開泄洪隧洞聯合泄洪,總泄洪流量經比較選定為為22m3/s(泄洪隧洞泄洪流量為17m3/s,落水洞泄洪流量為5m3/s),按汛限水位2443.0m起調,經調洪計算,20年一遇汛后期洪水要求拉市海總湖容為6350萬m3,水位高程為2443.94m。
方案三:該方案利用現有的落水洞和新開泄洪隧洞聯合泄洪,總泄洪流量經比較選定為為22m3/s(泄洪隧洞泄洪流量為17m3/s,落水洞泄洪流量為5m3/s),按正常水位2443.6m起調,經調洪計算,20年一遇典型年主汛期洪水要求拉市海總湖容為7165萬m3,水位高程為2444.45m。
三方案比較,經濟比較見下表1,經過比較,選擇方案一為推薦方案。該方案一方面節省了隧洞工程投資五千萬元左右,另一方面讓更多的水量通過落水洞泄洪,確保地下水位的補給。該方案的選用不僅為國家節約了大量資金,而且體現了生態水利的特點。

表1 方案比較表
其調度運用方案,拉市海的水資源是首先滿足生態環境用水,在滿足生態環境用水的前提下,按“以供定需”的原則向下游提供城市供水和農業灌溉用水。
(1)興利調度。拉市海的興利首先是滿足城市供水,城市供水保證率p=90%;其次滿足農業灌溉用水,農業灌溉供水保證率p=80%。預報來水量,盡量滿足用水,減少棄水。根據調節計算,其調水計劃見下表。

表2 拉市海供水計劃表
(2)防洪調度。為使拉市海水資源得到充分合理的利用,根據選定的拉市海防洪限制水位2443.0m。即拉市海的蓄水位達到2443.0m時,拉市海泄洪閘開始泄洪,泄洪閘的開啟首先滿足落水洞5m3/s的泄洪流量,當拉市海洪水來水量大于5m3/s時,開啟輸水隧洞閘門泄洪,輸水隧洞泄流量最大為5m3/s。為提高滿蓄保證率,根據氣象中長期天氣預報,至9月下半月后可以下閘蓄水,蓄水至2443.6m之后,通過閘門控制保持2443.6m的正常水位。
拉市海水庫淹沒影響涉及拉市鄉均良、美泉、海東、海南四個村民委44個村民小組。根據規范確定的征用調查范圍2440.75~2443.81m之間,水庫淹沒陸地面積為6.19 km2,其中淹沒耕地面積7014.41畝、園地77.04畝;淹沒農村人口31戶135人,房屋建筑面積21078.16m2(其中農業房屋9905.58m2)。
拉市海調蓄水工程移民搬遷投資估算按現行有關概估算規定,按2005年7月價格水平編制,經計算,拉市海水庫淹沒處理總投資13880.23萬元。
拉市海水庫淹沒涉及玉龍縣拉市鄉均良、美泉、海東、海南四個行政村。全水庫淹沒區直接淹沒人口為235人,其中農業人口135人。根據統計年鑒,2003年末,拉市鄉共有耕地面積33349畝,人口15587人。水庫淹沒耕地7014.41畝,涉及人口3214人,淹沒耕地損失占全鄉總耕地面積的比例為21.03%,涉及人口占全鄉總人口的20.62%。水庫淹沒對拉市鄉產生了一定影響,特別是對直接淹沒的村組影響較大,應對其進行合理、可行的生活、生產安置。
移民安置是一項政策性很強的工作,規劃設計根據有關水庫移民搬遷的法規和規程規范,并考慮庫區少數民族的生活習慣和風俗,制定了需要動遷人口(即建房搬遷人口)的設計原則。
(1)10年一遇洪水線以下房屋直接受淹人口,采用分散,就近安置的原則。
(2)采用退田還湖補償機制,受淹耕地,根據耕地面積按淹沒前三年平均畝產值,逐年進行補償,根據社會經濟發展,每隔3~5年根據社會經濟增長率,補償標準作適當調整,受淹耕地群眾的房屋,原則上不搬遷。
按上述原則對受淹耕地進行補償后,與過去一次性征地賠償比較,政府一次性投入減少,每年的補償投入只相當于一次性投入資金的貸款利息。
逐年賠償機制讓失地老百姓心理上有一種依托感,老百姓非常接受這樣的賠償機制。對工程建設用地與群眾失地建立一種安定和諧的關系。
勞動力得到釋放,環境的改善,旅游業得到較好的發展,生活條件有所改善。另外加上拉市海距麗江縣城較近的地理優勢,經過自身努力和生產扶持使農村生活逐步達到或超過原有水平,并逐步得到更大的發展。
拉市海淹沒補償方案實施效果顯著,達到了工程建設用地與群眾失地和諧共贏的目地。這也是生態水利的體現。
拉市海調蓄水工程投資3310萬元;房屋及相關設施搬遷一次性投入1210萬元;受淹耕地按淹沒前三年平均畝產值每年補償投入約700萬元。
拉市海調蓄水工程2009年10月已施工完畢,投入試運行,效果良好。證明是一項集濕地保護,生態環境保護,湖泊保護以及水資源的合理利用,人與自然和諧的綜合生態和資源水利工程。具有良好的生態效益,經濟效益和社會效益。