從岳城水庫調度運用淺議河道生態調度

李增強，尹璞

（1.海河水利委員會漳衛南運河管理局，山東德州253009；2.漳衛南運河邢衡河務局，河北邢臺054901）

從岳城水庫調度運用淺議河道生態調度

李增強1，尹璞2

（1.海河水利委員會漳衛南運河管理局，山東德州253009；2.漳衛南運河邢衡河務局，河北邢臺054901）

將生態和防洪、興利調度統籌考慮，逐步實現水資源管理的轉變，將成為今后水庫調度的主要發展方向。通過分析岳城水庫調度運用現狀，探討下游河道生態需水量問題，在研究岳城水庫死水位以上可調水量的基礎上，嘗試轉變水庫當前調度運用方式，以逐步實現漳河水量統一調度和下游河道的水生態環境修復。

生態調度；生態需水量；死水位；水庫

1 引言

岳城水庫位于河北省磁縣與河南省安陽縣交界處，控制流域面積18 100 km2，占漳河山區面積的99%，是漳河上游一座以防洪為主兼有灌溉、供水、發電綜合效益的大型水利樞紐。基于上述目標，自1970年岳城水庫建成以來，漳河河道除汛期岳城水庫被動棄水和少數年份向下游實施應急性生態調水外，多數時間常年斷流。隨著社會經濟的不斷發展，包括城鄉工農業和生活用水在內的水資源需求目前已遠遠超過漳河水資源的承載能力，占用和擠壓了下游生態環境需水量，這是導致漳河常年斷流的最根本原因。

建設生態文明，實現發展轉變，將防洪、興利和生態綜合統籌的調度體系將是今后水資源調度的主要發展方向。通過總結近年岳城水庫實際調度運用情況，分析當前調度方式中存在的突出問題，基于生態調度理念和發展方向，嘗試轉變岳城水庫現有調度方式，探討岳城水庫和下游河道水生態調度的目標和今后發展方向。

2 生態調度的概念和發展

提出生態調度概念是基于水庫管理運用觀念的轉變，這種觀念轉變體現在水庫在防洪和興利調度的同時，將水生態環境的修復目標作為綜合調度內容之一，現階段生態調度的主要內容有生態需水調度、生態洪水調度、水質調度、泥沙調度、生態因子調度和綜合調度。在世界上，許多國家開展了生態調度實踐，其中尤以美國和澳大利亞等西方發達國家水平最高，包括美國的田納西流域生態調度、科羅拉多河格倫峽谷大壩的適應性管理和澳大利亞墨累—達令河的生態調度等[1]。

國內從2000年以來，以黃河水量統一調度、確保黃河不斷流為標志，在黃河、珠江、嫩江、海河、太湖、淮河等流域都陸續開展了生態調度實踐，包括漳衛南運河流域在內的“引岳濟淀”“引岳入衡（水湖）”和“引岳濟港（南大港）”等生態補水實踐。這些生態調度的主要特點是：調度的實施主要是應對自然災害或生態災難的應急性調度，并且主要通過行政手段實施（在珠江、黃河等部分流域內也出現了由實驗性、應急性的調度逐步向生產運行的制度化調度發展的趨勢）；生態調度仍以改善水質和河道結構為主要目標；比較重視洪水資源化與生態調度的有機結合；已逐漸認同流域水量統一調度，需要進一步加強流域綜合管理的理念[1]。

如何將防洪、興利調度與維護水生態環境良性運行的目標相結合，研究并逐步實施基于生態需求的水庫調度運行模式，是今后岳城水庫調度發展的方向和面臨的突出問題。

3 岳城水庫調度運用現狀分析

對1993—2012年岳城水庫實際運用情況研究，并選取主要技術指標分析。

岳城水庫當前調度按水利部“水汛〔1992〕70號”文件執行，即“主汛期（7月1日—8月10日）汛限水位為134m，起調水位132m。8月11—20日為過渡期，水位控制最高不超過141m，8月21日—9月30日汛限水位145m”。1993—2012年岳城水庫歷年運用主要技術指標，見表1。

表1 1993—2012年岳城水庫歷年調度運用主要技術指標

通過表1數據，作出如下分析：

（1）主汛期后不同控制水位作用。主汛期后水位分級控制體現了國家對岳城水庫后期蓄水作用的認可和重視，除1996年大洪水年份外，其他年份8月11日和9月1日均沒有達到141和145m的相應控制水位，故從岳城水庫實際調度運用看，主汛期后水位分級控制對于提高汛后蓄水量意義不是很大。

（2）主汛期（7月1日—8月10日）汛限水位（134m）的控制作用更為重要。但該水位必須嚴格執行，這樣調度的后果往往是主汛期被動棄水而汛后無水可蓄，在這20年中除1996年外在7—8月棄水年份的9年中共有6年（1994、1997、2001、2002、2006和2008年）。

（3）漳河上下游水量調配嚴重不均。采用現有調度方式，近20年中漳河河道全年斷流年份（當年9月到次年6月）共有13年，占比65%，其中1997—2002、2008—2011年岳城水庫遭遇連續枯水年，漳河更是連年斷流，而岳城水庫以上四大引水渠同期（1997—2002年）年均引水量為4.319×108m3，可見漳河上下游水量調配嚴重不合理。

（4）年際調度難度大，多年平均情況對于實際調度指導意義不強。從多年平均值看，岳城水庫供水量（只考慮邯鄲、安陽兩市，未考慮白洋淀、衡水湖等應急生態補水）近10年均值為1.316×108m3，觀臺徑流量（1.496×108m3）可以滿足需要，而9月1日的水庫平均蓄水量（2.128×108m3）扣除死水位蓄水量（0.387×108m3）和水面蒸發滲漏量（近似計算每年約0.5×108m3）等后的1.241×108m3水量就可以泄入漳河進行生態調度。實際上漳河多年平均下泄量僅為0.85×108m3，一方面說明年際來水量嚴重不均，豐水年份補償了枯水年份水量；另一方面則說明了水庫生態調度的難度。

4 下游河道生態調度與水庫運用方式轉變

目前，圍繞實施漳衛南運河生態調度最突出的問題就是生態調度目標和水源問題。在調度方案的編制中，首先應明確下游需要保護的目標，根據保護目標對生態環境的要求，確定維持下游生態功能不受到損害的下泄水流量，這一流量稱為河道生態需水量[2]。由于人為水量調度，部分水利水電工程在枯水期不能滿足下游河道的生態需水要求，需要保證下泄最小生態需水量，即維系和保護河流的最基本生態功能不受破壞必須在河道內保留的最小水量[2]。

4.1 下游生態需水量

當前包括生態需水量在內的生態調度理論還不夠成熟。生態需水量的計算方法很多，主要與河流生態環境現狀、河流管理目標、河流生態系統功能等密切相關，而確定生態需水過程應該是一個反復的復雜過程，需要在較長時間內對生態流量推薦方案不斷加以完善。目前，漳衛南運河岳城水庫以下河道的生態需水量正在研究，中國農業大學的研究結論是“當以7.13m3/s作為壩下河道的生態需水量時，在4—9月期間生態系統可處于接近一般的狀態，在10月—次年3月期間可使生態系統達到良好以上的狀態”[3]。由此確定的年生態需水量為2.25×108m3。

近期來看，生態調度的水源主要依賴岳城水庫以上漳河流域。

4.2 水庫運用方式轉變

目前可以嘗試調整的是非汛期的運用方式。借鑒近年黃河“調水調沙”實踐[4]，下面對岳城水庫汛前死水位以上蓄水量運用方式作一探討。

考慮到岳城水庫上游來水量年際變化明顯的實際，如果單純采取年平均計算，那么不能完全反映水庫的實際運用情況，現采用頻率計算分析方法，取頻率50%為平水年份、頻率75%為枯水年份，通過頻率計算可得如下成果：平水年份（典型年2008年）和枯水年份（典型年1997年），扣除岳城水庫供水和蒸發等，死水位以上可向漳河調配的水量分別為0.846×108、0.375×108m3。充分挖掘死水位以上水量潛力，預先制定并實施生態調度方案，在確保枯水年份邯鄲和安陽兩市城市用水不遭到破壞的前提下，嘗試在7月1日前將庫水位降至死水位附近，平水年份將可以向漳河調配水量0.846×108m3，枯水年份可向漳河調配水量0.375×108m3；再采用頻率計算方式，對觀臺年徑流量（7月—次年6月）計算，供水保證率為90%的岳城水庫來水量為0.304×108m3，比邯鄲、安陽兩市年均城市用水量（0.416×108m3）略少。

按上述確定的生態流量計算，在平水年份、枯水年份岳城水庫可持續生態泄水分別為137、61 d，生態修復作用十分明顯。

另外，在水量有保障的前提下，對于維系河道生態系統的水流流態也要作出相應調整，如模擬天然河流的高流量脈沖借以塑造河道形態和促進水生物生存繁衍等[5]，水庫運用方式必須轉變才能適應這種要求。

5 結語

綜上所述，立足漳衛南運河實際，要實現岳城水庫生態調度乃至漳衛南運河下游河道（包括河口）的生態調度，需要重點研究或解決以下幾個主要問題。

（1）改變工作思路，實現觀念轉變。依托漳衛南運河管理局實現“三大轉變”的工作背景，將生態調度和防洪興利統籌考慮，研究漳衛南運河水量調度綜合系統，建立完善的綜合調度體系，以觀念的轉變來促進工作方式的轉變。

（2）依托漳衛南運河管理局“五大支撐系統”，以岳城水庫生態調度研究為切入點，通過生態調度理論研究和技術創新，借助“濕潤漳河”方案的規劃和實施，實現洪水資源生態調度領域內的重要技術突破，并通過洪水資源生態調度系統促進水資源監測和水資源立體調配等其他“支撐系統”的研究和發展。“濕潤漳河”生態調度可能需要解決或面臨的技術問題主要有岳城水庫生態調度模型、漳河枯季徑流預報、岳城水庫以下漳河河道演變、漳河下游水文站網布置監測（含地下水）和漳河河流健康體系水生態技術評價等。

（3）組織和制度保證是實現生態調度的關鍵。尋求部委等上級機關支持，制定出臺合理有效的漳河水量統一調度管理條例，形成生態調度水量保障的長效機制。當前宜將岳城水庫以上水量調度作為重點，實現漳河流域水資源的統一調配。正如前文所述，如果在岳城水庫枯水年份從四大引水渠引水量中適當向邯鄲和安陽兩市調劑，那么岳城水庫就不會發生供水破壞的風險。

[1]王遠坤.水庫調度新概念[N].中國水利報，2008-09-18.

[2]楊志峰，崔保山，劉靜玲，等.生態環境需水量理論、方法與實踐[M].北京：科學出版社，2003.

[3]中國農業大學.岳城水庫除險加固工程環境影響報告書[R].北京：中國農業大學，2008.

[4]萬占偉，羅秋實，郭選英.黃河調水調沙有關問題的探討[J].華北水利水電學院學報，2012，（3）.

[5]陳藝偉.面向生態需求的水庫群洪水資源調度方式研究[D].南京：南京水利科學研究院，2009.

TV213.4；X522

B

1004-7328（2014）06-0001-03

10.3969/j.issn.1004-7328.2014.06.001

2014-08-20

李增強（1976-），男，高級工程師，主要從事防汛抗旱和水量調度工作。