楊國錄：建議三峽水庫群實行“聯(lián)動和協(xié)”生態(tài)環(huán)境調(diào)度

文/田宗偉 編輯/羅婧奇

楊國錄：建議三峽水庫群實行“聯(lián)動和協(xié)”生態(tài)環(huán)境調(diào)度

文/田宗偉 編輯/羅婧奇

2013年8月25日，雨過天晴，出現(xiàn)在三峽庫區(qū)湖北恩施市巴東縣鏈子溪山頭的云海。 攝影/文振效/CFP

“聯(lián)動和協(xié)”生態(tài)環(huán)境調(diào)度

楊國錄，長江流域水資源保護局總工，教授級高級工程師

楊國錄教授在首期清潔能源沙龍上提出了著眼于改善三峽水庫水環(huán)境的三峽水庫群生態(tài)環(huán)境調(diào)度策略。他認為，通過水庫群聯(lián)合調(diào)度措施可防控支流水華、防治三峽水庫及下游水環(huán)境污染、改善江湖生態(tài)環(huán)境和保障水源地水質(zhì)。

楊國錄教授說，鑒于三峽水庫上游的向家壩電站和溪洛渡電站已先后于2012年和2013年成功蓄水發(fā)電，上游還將建設(shè)白鶴灘電站和烏東德電站，且數(shù)座電站同為中國三峽集團建設(shè)運行，為三峽水庫群聯(lián)合調(diào)度提供了可能。

基于貫徹2011年《中央1號文件》精神和落實《三峽后續(xù)工作規(guī)劃》，實現(xiàn)“水專項”水污染控制“標(biāo)本兼治、環(huán)境保護、效益拓展”目標(biāo)的需要，楊國錄結(jié)合2003年、2012年、2013年三峽、向家壩和溪洛渡水電工程相繼蓄水發(fā)電運行實際，針對三峽支流水華防控、庫區(qū)水源地水質(zhì)安全和三峽下游生態(tài)環(huán)境改善問題，通過實地考察調(diào)研和數(shù)學(xué)物理模型試驗，深入研究溪洛渡-向家壩-三峽多級水庫聯(lián)合運行必然存在的“水資源關(guān)系、水沙關(guān)系、水環(huán)境關(guān)系、水生態(tài)關(guān)系以及城市江湖關(guān)系”的關(guān)聯(lián)作用及其科學(xué)規(guī)律，提出了基于三峽水庫及其下游水環(huán)境改善的聯(lián)合水庫、動水環(huán)境、調(diào)和效益和協(xié)作調(diào)度（簡稱“聯(lián)動和協(xié)”）的生態(tài)環(huán)境調(diào)度策略。演講中他詳細闡述了“聯(lián)動和協(xié)”生態(tài)環(huán)境調(diào)度策略的依據(jù)和設(shè)想。

8月1日在三峽庫區(qū)重慶市奉節(jié)縣興隆鎮(zhèn)金鳳山拍攝的云海景觀。 攝影/顏長江/CFP

三峽水庫蓄水出現(xiàn)各類水環(huán)境問題誘因復(fù)雜

三峽水庫蓄水以來的工程實踐表明，庫區(qū)干流和主要入庫支流水質(zhì)基本優(yōu)于地表水Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，與蓄水前保持一致并略微好轉(zhuǎn)，但同時也暴露出區(qū)域性支流富營養(yǎng)化、庫區(qū)水源地保質(zhì)風(fēng)險和水庫下游生態(tài)環(huán)境不良三大水環(huán)境問題。

三峽水庫蓄水出現(xiàn)的各類水環(huán)境問題，其誘因是一個非常復(fù)雜的“水利-資源-環(huán)境”開發(fā)利用是否兼顧與和諧的復(fù)雜系統(tǒng)工程，不單是蓄水改變河道型水庫水動力條件和環(huán)境變化，三峽流域社會資源環(huán)境變化同樣起著非常重要的作用：其一，西部欠發(fā)達地區(qū)水土流失嚴重；其二，東西部經(jīng)濟發(fā)展廊道游動性人口迅速增多；其三，三峽流域生態(tài)環(huán)境脆弱與高富營養(yǎng)鹽固有并存；其四，三峽水庫主要支流水電開發(fā)加快。

其共同作用使得三峽水庫主要支流水華的控制、庫區(qū)水源地保質(zhì)和下游生態(tài)環(huán)境改善問題極度復(fù)雜，具體表現(xiàn)出：其一，三峽庫區(qū)污染物排放呈上升趨勢；其二，支流富營養(yǎng)化程度較高，水華情勢嚴峻；其三，水源地水質(zhì)安全風(fēng)險增大；其四，水庫下游江河湖泊生態(tài)環(huán)境水平下降，脆弱性加劇。

調(diào)整水庫水動力過程及環(huán)境情勢來治理水環(huán)境

流域河道型水庫水環(huán)境治理有污染物控制、水質(zhì)凈化和生態(tài)修復(fù)工程措施以及管理技術(shù)中包括監(jiān)測診斷、預(yù)測預(yù)報和調(diào)度控制等非工程措施。水庫調(diào)度利用水利工程通過調(diào)度方式、調(diào)度過程、調(diào)度方案和調(diào)度目標(biāo)的擬定來調(diào)整水庫水動力過程及環(huán)境情勢來治理水環(huán)境，是一個水利資源與生態(tài)環(huán)境關(guān)聯(lián)性、技術(shù)性很強的非工程措施。

三峽水庫群“聯(lián)動和協(xié)”生態(tài)環(huán)境調(diào)度的技術(shù)內(nèi)涵

三峽水庫群實施“聯(lián)合水庫、動態(tài)環(huán)境、調(diào)和效益、協(xié)作調(diào)度”策略，通過做到“群聯(lián)合、慎治理、小調(diào)和，大協(xié)作、勤調(diào)度、重效益”的水庫群聯(lián)合多目標(biāo)調(diào)度，來維系三峽水庫水環(huán)境可持續(xù)健康發(fā)展。

“聯(lián)”是基礎(chǔ)

“聯(lián)”的內(nèi)涵是聯(lián)合水庫。聯(lián)合三峽、向家壩、溪洛渡水庫實施聯(lián)合調(diào)蓄和聯(lián)合調(diào)度，共享流域水沙環(huán)境，利用水流動力條件，合理配置水利資源，相互補充功能效益，這些是實施多級水庫調(diào)度綜合治理三峽水庫水環(huán)境的必備基礎(chǔ)。

三峽水庫單庫調(diào)度對庫區(qū)干支流的水位變動和庫容改變量的作用存在，但作用力度遠遠不夠；三峽水庫水位調(diào)蓄變動對庫區(qū)支流口門和庫灣的水流結(jié)構(gòu)及流態(tài)影響更小；干流庫容和支流流態(tài)對壩前調(diào)蓄水位變動的響應(yīng)極其緩慢。

金沙江溪洛渡、向家壩兩電站距三峽壩址分別為770k m和700k m，三峽水庫與溪洛渡、向家壩聯(lián)合調(diào)度，不只是單純地增加調(diào)節(jié)庫容和提高水頭，重要的是利用水庫群確定的水沙關(guān)系和生態(tài)環(huán)境關(guān)系來拓展三峽水庫調(diào)度空間和調(diào)度的環(huán)境作用，為三峽水庫水環(huán)境改善提供外援水質(zhì)、水量和水能需求。

“動”是根本

“動”的內(nèi)涵是動態(tài)環(huán)境。三峽水庫蓄水實踐表明：三峽庫區(qū)部分支流水華爆發(fā)和庫區(qū)水質(zhì)優(yōu)劣變化除與營養(yǎng)物多寡及藻類種群和特性有關(guān)外，水位、流速、流態(tài)、槽蓄和光照、溫度變化等起著不可缺少的潤育作用，只要三峽庫區(qū)干流水位均衡上漲或者均衡消落，并在一種狀態(tài)下持續(xù)一段時間，支流水華發(fā)生幾率就非常大；而水庫下游生態(tài)環(huán)境變化除區(qū)間污染物影響外，三峽調(diào)蓄方式、出流量及過程、水沙特性起著重要推動作用。

鑒此，控制支流水華、保障庫區(qū)水質(zhì)安全和改善下游生態(tài)環(huán)境，水庫群聯(lián)合調(diào)度的根本就是充分利用水庫群調(diào)度空間和調(diào)度方式營造庫區(qū)水體的動態(tài)環(huán)境，既要求庫區(qū)支流、庫灣和滯流區(qū)水體常處于流動狀態(tài)，更要求水體各水力和環(huán)境要素的變化過程具有適宜的幅態(tài)和相態(tài)。具體地說，要求水流水力要素（水位、流速、槽蓄量）和環(huán)境要素（營養(yǎng)物、藻種澡量、光照、溫度、Ph值）有大小，更要強調(diào)其變化過程的幅變和頻率變化。通過聯(lián)合調(diào)度構(gòu)建各要素的變幅和變頻過程，加大水體擾動、加快流體摻混，加強水環(huán)境動態(tài)容量，打破流體分層層體穩(wěn)定格局，破解同種群藻類的群居態(tài)勢，有利于水華控制和生態(tài)環(huán)境改善。

“和”是效益

“和”的內(nèi)涵是“調(diào)和效益”，調(diào)和水庫自身和水庫間聯(lián)合調(diào)度過程必然存在的傳統(tǒng)效益與環(huán)境效益之間的矛盾，提高聯(lián)合綜合效益。

不同水電工程的功能效益和綜合效益是不同的，綜合效益好是功能效益優(yōu)化的結(jié)果，也就必然存在部分功能效益最小。就單庫調(diào)度而言，即使水庫通過自身優(yōu)化調(diào)度使得綜合效益最好，也不可能做到水庫所有各項功能指標(biāo)達到最大，提高各項功能效益的矛盾仍然很大。因此，對各種效益要進行調(diào)和，以提高聯(lián)合綜合效益。

“協(xié)”是保障

“協(xié)”的內(nèi)涵是“協(xié)作調(diào)度”，通過協(xié)作調(diào)度和協(xié)同治理，構(gòu)建傳統(tǒng)效益與環(huán)境效益最大化的調(diào)控技術(shù)體系，才能保障生態(tài)環(huán)境調(diào)度。

在調(diào)和三峽、向家壩和溪洛渡各功能效益矛盾的基礎(chǔ)上實現(xiàn)聯(lián)合效益最大化，必須實施科學(xué)的、切合實際的“協(xié)作調(diào)度”，充分利用三庫可調(diào)空間、可調(diào)資源和可控的環(huán)境條件，通過生態(tài)環(huán)境的科學(xué)調(diào)度協(xié)同治理三峽水利環(huán)境問題。圍繞防控三峽庫區(qū)支流水華、保障三峽庫區(qū)水質(zhì)和改善三峽下游生態(tài)環(huán)境三大目標(biāo)，“協(xié)作調(diào)度”要做到：第一，調(diào)度空間和資源共享并合理配置；第二，時空優(yōu)化配置水資源總量，合理設(shè)置三庫調(diào)蓄過程；第三，三庫槽蓄空間共同協(xié)作，調(diào)整和增強三峽庫區(qū)水環(huán)境容量；第四，調(diào)度方式協(xié)作，調(diào)蓄規(guī)程協(xié)同；第五，聯(lián)合調(diào)蓄，協(xié)作調(diào)度，協(xié)同治理；第六，確保三庫傳統(tǒng)效益，優(yōu)化綜合效益，統(tǒng)籌聯(lián)合效益。

“協(xié)作調(diào)度”的核心在于調(diào)度方式、調(diào)度過程、調(diào)控技術(shù)的協(xié)作，是聯(lián)合三庫協(xié)同治理三峽庫區(qū)水環(huán)境的關(guān)鍵。

建立“聯(lián)動和協(xié)”生態(tài)環(huán)境調(diào)度協(xié)作平臺

三峽工程是一個以政治、經(jīng)濟、社會為先導(dǎo)并涉及“天地人和”、“江城關(guān)系”和“江湖關(guān)系”的復(fù)雜系統(tǒng)工程，就針對水庫群調(diào)蓄對三峽水庫及其下游水環(huán)境的影響而言，聯(lián)合三峽、向家壩和溪洛渡三級水庫群實施生態(tài)環(huán)境調(diào)度，力圖解決好三峽庫區(qū)支流水華、水源地保質(zhì)和下游生態(tài)環(huán)境問題，在有規(guī)劃、有技術(shù)、有組織地全面落實“聯(lián)合水庫、動水環(huán)境、調(diào)和效益、協(xié)作調(diào)度”的生態(tài)環(huán)境調(diào)度思想的同時，必須科學(xué)系統(tǒng)地構(gòu)建“溪洛渡-向家壩-三峽”水庫群多目標(biāo)“聯(lián)動和協(xié)”調(diào)度決策支持系統(tǒng)及可視化協(xié)作平臺。