溫瑞塘河最小環(huán)境用水流量研究

朱翔鵬 陳 杰

(溫州市水利局 325000)

1 溫瑞塘河及整治概況

溫瑞塘河是溫州重要的河網(wǎng)水系，位于甌江以南、飛云江以北的溫瑞平原，流域面積740km2，水域面積22km2，主河道 33.85km，大小河流總長 1178km，正常蓄水量6500萬m3，貫穿于鹿城、甌海、龍灣、瑞安三區(qū)一市。具有供水、防洪、交通、養(yǎng)殖、旅游、生態(tài)等多方面功能，千百年來，她滋養(yǎng)了一代又一代的溫州人民，孕育了璀璨的甌越文化，也構(gòu)筑了溫州山水城市風(fēng)貌和江南水鄉(xiāng)的重要特征，是溫州人民的母親河。

經(jīng)調(diào)查，2000年塘河水質(zhì)滿足功能要求的河段僅為15%，Ⅴ類及劣Ⅴ類的河段占到了85%，其水環(huán)境存在的問題主要有水體污染、河床淤積、填占水域、景觀破壞等。主要原因是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的不同步，從20世紀(jì)80年代起，塘河水環(huán)境逐漸惡化，昔日“小橋流水人家”和“水清魚歡”的情景逐漸成為美好回憶。

2000年，市人大常委會(huì)作出《關(guān)于治理溫瑞塘河的決議》，溫州市委、市政府專門成立了溫瑞塘河綜合整治工程指揮部(后改為管理保護(hù)委員會(huì))，拉開了溫瑞塘河大規(guī)模綜合整治的序幕。先后編制、頒發(fā)了《溫州市溫瑞塘河綜合整治規(guī)劃》、《溫瑞塘河水污染治理實(shí)施綱要》、《溫州市溫瑞塘河綜合整治與保護(hù)管理暫行辦法》、《溫州市溫瑞塘河綜合整治獎(jiǎng)勵(lì)辦法》。2008年2月，又編制了《溫瑞塘河綜合整治實(shí)施方案(2007—2011年)》，將溫瑞塘河水環(huán)境污染治理納入全省“811”環(huán)境整治行動(dòng)計(jì)劃。

2 最小環(huán)境用水流量的提出

經(jīng)過10多年堅(jiān)持不懈的努力，溫瑞塘河整治工作取得了一定的成效，流域水污染防治基礎(chǔ)設(shè)施得到了加強(qiáng)，水體黑臭現(xiàn)象得到了大面積的消除，河岸綠地不斷擴(kuò)大，水質(zhì)狀況趨于好轉(zhuǎn)，塘河生態(tài)環(huán)境正在逐漸改善，基本達(dá)到環(huán)境治理近期目標(biāo);但是，塘河水質(zhì)監(jiān)測的多個(gè)指標(biāo)仍然超標(biāo)，水系的水質(zhì)基本為五類或劣五類，少量河段黑臭現(xiàn)象依然存在，昔日的魚蝦蟹類等水生動(dòng)物和水生植物仍不見繁殖，生態(tài)環(huán)境未見恢復(fù)。

整治水環(huán)境改善水質(zhì)必須具備三大關(guān)鍵要素，缺一不可。這三大要素是:?控源。采取截污納管、污水處理等配套設(shè)施建設(shè)，收集工業(yè)、生活污水進(jìn)行統(tǒng)一處理，收集沿河垃圾進(jìn)行集中處理，從源頭上控制污染源;?清污。對河道進(jìn)行全面徹底清淤，將河道底泥——持久性有機(jī)污染物清除，并維持正常清淤狀態(tài)，保持沒有河道內(nèi)源污染;?維持河道環(huán)境最小用水流量，增加水體動(dòng)能，提高水體吸收溶解氧能力，提高河道自凈能力。

溫瑞塘河一系列的治理措施，包括全流域河道清淤與常態(tài)清淤，污水收集處理系統(tǒng)與垃圾收集處理設(shè)施建設(shè)及重點(diǎn)污染源的整治，河道保潔與執(zhí)法管理均非常有效，但平原河網(wǎng)的先天性不足，目前采用間隙性的生態(tài)調(diào)水沖污和補(bǔ)水，僅對主干河道產(chǎn)生一定效果，遠(yuǎn)離主干河道、水閘的小河、支河、盲河仍處于靜水狀態(tài)，河水無法增氧，河流的自身凈化能力幾乎沒有增強(qiáng)，再加上地表徑流污染源的入河，截污納管不徹底，水質(zhì)不能得到有效改善。因此，現(xiàn)階段將維持河道最小環(huán)境用水流量理論研究與實(shí)踐應(yīng)用納入溫瑞塘河綜合治理尤為必要。

3 溫瑞塘河的環(huán)境用水流量分析

3.1 最小環(huán)境用水流量內(nèi)容

溫瑞塘河的合理最小流量由生產(chǎn)與生活用水最小流量、航道運(yùn)行用水、水污染防治用水、河流生態(tài)用水、河流景觀與娛樂環(huán)境用水等組成;其河道最小環(huán)境用水流量由水污染防治用水、河流生態(tài)用水、河流景觀與娛樂環(huán)境用水等所需的最小流量組成。因此，向塘河供水應(yīng)充分考慮各種需水量和對水質(zhì)要求，還需維持各河道生態(tài)環(huán)境的最小過水流量。

3.2 最小環(huán)境用水流量分析

河道最小環(huán)境用水流量是在特定時(shí)間和空間為維護(hù)河道生態(tài)環(huán)境達(dá)到某一特定目標(biāo)而需要的最小臨界水量，是空間和時(shí)間的變量，在不同時(shí)間、不同區(qū)域、不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，均可導(dǎo)致環(huán)境保護(hù)目標(biāo)的差異。溫瑞塘河流域有城鎮(zhèn)、工業(yè)區(qū)及農(nóng)田，在特定時(shí)間和空間維護(hù)河道生態(tài)環(huán)境的最小臨界水量各異，應(yīng)全面調(diào)查各區(qū)域各時(shí)段河道用水流量實(shí)際情況，對各種用水進(jìn)行分析計(jì)算，從而確定最小流量，通過對珊溪水利樞紐、甌江翻水站兩大原水工程、沿江各水閘，以及內(nèi)河控制性工程的綜合調(diào)度，維持各河道最小流量。

4 合理最小流量確定

4.1 生產(chǎn)與生活用水

根據(jù)《中華人民共和國水法》有關(guān)規(guī)定，在河流水量減少引起的環(huán)境問題中，首先要解決的是影響區(qū)域內(nèi)的居民生活、生產(chǎn)用水問題。目前，溫瑞平原居民生活用水全部從珊溪水庫和澤雅水庫汲取，溫瑞灌區(qū)農(nóng)田也逐年下降，生產(chǎn)用水大量減少。估算現(xiàn)狀生活、工農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)等各項(xiàng)用水，并預(yù)測規(guī)劃其水平年用水量，應(yīng)詳細(xì)調(diào)查受影響區(qū)域的人口、耕地、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀，取水口及用水量，區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃等情況，在以生產(chǎn)生活用水為最小流量保證的情況下同時(shí)考慮有效利用系數(shù)和不均勻利用系數(shù)。根據(jù)塘河調(diào)蓄容積，為保證用水高峰時(shí)取水要求，生活生產(chǎn)用水有效利用系數(shù)一般小于0.6，不均勻利用系數(shù)一般大于1.5，灌溉水量可用每1萬畝需水流量1m3/s進(jìn)行估算，灌溉用水有效利用系數(shù)一般小于0.7。

4.2 航道運(yùn)行用水

航道水深是河流通航的基本條件之一，它常常是限制船舶噸位和通過能力的主要因素。航道深度是指全航線中的最小通航保證深度，它取決于航道上關(guān)鍵性的區(qū)段和淺灘上的水深。溫瑞水系河網(wǎng)的主干河道均為航道，七級或準(zhǔn)七級航道達(dá)20條，各河段均有日常保潔和清淤疏浚船只通航要求，航道深度是選用船舶吃水量和載重量的主要因素。根據(jù)航道等級標(biāo)準(zhǔn)和船舶噸位，航道必須維持一定水深，并留出足夠的富余深度，確保安全航行。計(jì)算公式:最小通航深度=船舶滿載吃水+富余水深。其中，富余水深應(yīng)根據(jù)河床土質(zhì)、船舶類型、航道等級來確定，一般沙質(zhì)河床可取0.2～0.3m，礫石河床則取0.3～0.5m。航道運(yùn)行用水可通過航道等級的相應(yīng)最小通航深度和需要的流速，根據(jù)控制斷面的水位流量關(guān)系推算斷面流量。

4.3 水污染防治用水

從近年的環(huán)境整治效果看，溫瑞塘河已遠(yuǎn)不能滿足水功能區(qū)劃要求，必須繼續(xù)截污納管，從源頭上控制污染源，維持河道常態(tài)清淤，實(shí)施清障打卡，遏制占用河道水域，在已有水工程基礎(chǔ)上，增建沿江水閘和內(nèi)河控制性工程，強(qiáng)化綜合調(diào)度和常態(tài)供水，以便有足夠的流量維持河道水質(zhì)來滿足原有功能區(qū)劃的要求。水污染防治用水根據(jù)受影響區(qū)間人口、工農(nóng)業(yè)、畜牧污水排放量的現(xiàn)狀和預(yù)測水平年的預(yù)測情況，計(jì)算維持目標(biāo)水質(zhì)所要求的水量。

4.4 河流生態(tài)用水

據(jù)調(diào)查，塘河水生動(dòng)物幾乎絕跡，水生植物也逐漸消失，修復(fù)河道生態(tài)功能，必須確保生態(tài)用水。生態(tài)用水較難確定，需要保護(hù)重要水生物資源的河流，其最小流量應(yīng)根據(jù)維持保護(hù)對象所必須的生存條件，需要的水量為最小生態(tài)用水流量，如一定的水深、流速或者淺灘等。一般河流，如無特定的水生物保護(hù)種類，可按年平均流量的百分比確定最小生態(tài)用水流量，如法國規(guī)定最小河流量生態(tài)用水流量不應(yīng)小于多年平均流量的1/10，即使多年平均流量大于80m3/s的河流，其最低流量下限也不得低于多年平均流量的1/20。溫瑞塘河原水生生物量豐富，建議采用最近10年最枯月平均流量或90%最枯月平均流量作為最小生態(tài)流量，維持河道不斷流，以恢復(fù)水生生物繁殖條件。

4.5 河流景觀與娛樂用水

隨著生態(tài)旅游的興起，河流景觀與娛樂用水也成為水資源開發(fā)利用中必須重視的一項(xiàng)內(nèi)容。2011年初，市委市政府提出親水河道建設(shè)的“三游要求”和“十字方針”:即努力實(shí)現(xiàn)“岸邊可游人、河上可游船、水里可游泳”的整治目標(biāo)要求，使溫瑞塘河早日展現(xiàn)“河暢、水清、岸綠、景美、路通”的靚麗風(fēng)采。目前，已新建多處市民休閑親水(游泳)河道，實(shí)施拆違建綠，綠化、美化、亮化齊上，城市沿河綠道慢行系統(tǒng)全面上馬。溫瑞塘河景觀、娛樂用水量往往較大，需要有一定的水深、流速，根據(jù)控制斷面的水位流量關(guān)系可以推算在一定水位下的斷面流量。具體的水量根據(jù)不同的娛樂功能確定，通常沿岸親水設(shè)施的高程參照正常水位2.72m(黃海高程)設(shè)計(jì)，最小流量應(yīng)維持常水位一定范圍。如親水游泳、游船等項(xiàng)目，則需要較好的水質(zhì)和水深，通過綜合調(diào)水維持一定流量，避免因流量的不足對景觀和旅游活動(dòng)造成不利影響。

最終要求的合理最小流量應(yīng)綜合上述幾種環(huán)境用水流量后確定，一般取上述各項(xiàng)環(huán)境用水中的最大值，但對其中的耗水項(xiàng)目，應(yīng)考慮扣除耗水量后能否同時(shí)滿足其他項(xiàng)環(huán)境用水的需求。

5 現(xiàn)階段進(jìn)一步治理措施與長效調(diào)水方法

5.1 河道打卡清障

近年來，塘河整治已實(shí)施了呂浦河米篩橋卡口、劃龍橋河麗田橋卡口等多個(gè)打卡清障工程，但主塘河龍方橋卡口、葡萄棚河104國道卡口、龜河節(jié)制閘卡口以及城市外多數(shù)卡口和清障點(diǎn)等仍未見拓寬，阻礙河道暢流，影響河道行洪安全。為滿足河道最小環(huán)境用水流量，?要從源頭抓起，嚴(yán)抓涉河項(xiàng)目審批，嚴(yán)格控制市政橋梁、跨河管道等涉河項(xiàng)目建設(shè)的阻水比，嚴(yán)防新增河道卡口和障礙物;?要加大整治力度，保護(hù)治理成果，繼續(xù)實(shí)施河道打卡清障，全面徹底清除河道卡口和障礙物;?要全面規(guī)劃，通過全面調(diào)查摸清塘河情況，條件允許時(shí)實(shí)施上下游河道貫通措施，無條件地采用強(qiáng)化調(diào)水等措施。

5.2 修建內(nèi)河控制性工程

溫瑞水系河流縱橫密布，通過外江水閘排污對連接閘前河道的主干河道有效，對連接主干河道的支流影響非常有限，該河道往往處于靜水狀態(tài)，達(dá)不到最小環(huán)境用水流量要求，甚至造成河流促淤。為確保各河道最小環(huán)境用水流量，應(yīng)以提高調(diào)水效果為目標(biāo)，將各外江水閘作為排水通道，將水閘及上游河網(wǎng)的若干河流組成相對獨(dú)立的排水區(qū)，增建內(nèi)河控制性工程，如節(jié)制閘、橡膠壩等，控制河水流向和水量，調(diào)節(jié)各支流水體運(yùn)動(dòng)，使各河段水體聯(lián)動(dòng)。

5.3 長效綜合調(diào)水方法

維持河道最小環(huán)境用水流量，需制訂長效調(diào)水運(yùn)行管理規(guī)劃。首先，測定各河道最小環(huán)境用水流量，再根據(jù)溫瑞塘河合理最小流量，組織珊溪水利樞紐、甌江翻水站分時(shí)段定量向溫瑞塘河供水;同時(shí)，按片區(qū)內(nèi)河道最小環(huán)境用水流量總量，控制好外江水閘的閘門開度，定量向外江排水，達(dá)到上下游河水聯(lián)動(dòng)。按照片區(qū)內(nèi)各河道最小環(huán)境用水流量和控制斷面，做好內(nèi)河控制性工程調(diào)節(jié)和次序，控制各河道流速、流量，改變河水流向，按相對獨(dú)立排水區(qū)為片區(qū)，采用外江水閘和內(nèi)河控制性工程配合與調(diào)節(jié)，促使片區(qū)內(nèi)河流互動(dòng)，確保各河道最小環(huán)境用水流量。同時(shí)，及時(shí)排除地表徑流入河的污染源，增加水流的動(dòng)能，讓水體吸收增加氧氣，有效提高河道自凈能力。

6 結(jié)語

目前，關(guān)于河道最小環(huán)境用水流量的研究成果很少，特別是平原河網(wǎng)尚未見相關(guān)的研究成果，但在流域規(guī)劃、水利水電工程環(huán)境影響評價(jià)中又不能回避這一問題。本文全面闡述了河道最小環(huán)境用水流量的含意、內(nèi)容、確定方法，就溫瑞塘河治理提出符合實(shí)際情況的解決方式，以及長效調(diào)水運(yùn)行管理方法，以供同行探討，為溫瑞塘河或其他平原河網(wǎng)水環(huán)境綜合治理提供參考。