基于水生態可持續發展的水庫調度模式

楊　萌　許尚杰　林　森

(1.山東省水利科學研究院, 山東 濟南　250013； 2.鄄城縣農村自來水服務中心， 山東 鄄城　274600)

基于水生態可持續發展的水庫調度模式

楊萌1許尚杰1林森2

(1.山東省水利科學研究院, 山東 濟南250013； 2.鄄城縣農村自來水服務中心， 山東 鄄城274600)

【摘要】水庫傳統調度方式以興利和防洪調度為主。從保障水庫下游水生態系統可持續發展的理念出發，提出在水庫調度過程中應采取的生態調度的方法和措施。實踐證明，利用水庫可靈活調節水量的特點，恢復或改善被破壞的水生態系統，有利于維持水生態安全健康發展。希望該水庫生態調度實例，可對其他實施水生態持續發展的水庫提供借鑒。

【關鍵詞】水生態； 可持續發展； 水庫調度

1水庫傳統調度模式及弊端

水庫調度是指水庫憑借蓄水放水、調節水量的特點，按照水庫運行管理辦法及現狀蓄水總量、氣象預報、水文水情等，有計劃地對水庫來水進行水量調節。在保證水庫大壩安全的前提下，水庫根據承擔運行管理辦法及工作任務主次，按照水資源利用最優化的原則進行調節，進而達到防洪、抗旱、灌溉及供水等目的，最大限度地滿足社會各領域的需要。

目前山東省水庫傳統調度主要是以興利和防洪為主，在此基礎上兼顧灌溉、供水、發電、旅游、航運及養殖等，很少專門為水庫下游河道水生態可持續發展而放水，大壩下游河道因缺水引起環境惡化、生態失衡等問題。概括起來，傳統水庫調度方式存在以下兩大類缺點：

a.在傳統調度管理辦法中忽視了水庫下游流域水生態可持續發展的要求。目前省內一些水庫往往只重視流域范圍內的灌溉、供水等經濟效益，為了盡可能多地蓄水灌溉，水庫下游出現了減水狀況，甚至出現河道斷流、干枯、石漠化等生態問題，以及河道兩岸地下水位下降、水質惡化等環境問題，使得下游水生態環境遭受極大破壞；此外，對于水資源豐沛的河流，由于水庫的人為管理影響，水庫下游河道失去了自然狀態時的豐枯水期變化，河道內常年流水量固定不變，極大地影響了河道內動物的生長與繁衍；由于水庫大壩的來水截蓄作用，導致水庫及下游河段出現不同程度的水體富營養化，造成水質污染。

b.山東省內目前對同一流域內的水庫缺乏統一調度管理。同一流域內梯級建設的水庫對調度管理辦法提出了更高要求，各水庫如果按照獨自的運行調度管理辦法運行，勢必造成水資源的極大浪費，以及枯水期水資源短缺、用水沖突等現象。

2生態調度及原則

生態調度廣義上指的是在不影響水庫經濟、社會效益的同時，將生態效益提高到更高位置；調度辦法要考慮保護水庫水生態系統持續健康發展，彌補大壩產生的生態環境不良影響等。生態調度狹義上指在實現水庫防洪、抗旱、灌溉、供水等經濟效益的前提下，統籌兼顧水庫下游水生態系統需求的調度方式。

社會發展的新階段下，水庫調度應充分考慮流域內水生態健康發展的要求，協調社會各領域的需水總量，統籌安排放水量，同步優化社會、經濟和生態效益。將生態調度管理模式作為一種合理高效的手段，最終使水庫流域內水生態系統恢復或達到可持續發展狀態。

為確保水庫流域內水生態的和諧發展，水庫生態調度模式一般按照以下原則實施：

a.滿足水庫流域內各生物生存必需的水量要求。

b.依照“排渾蓄清”的泥沙調節排放原則控制水庫淤積。

c.使水庫流域內各生態因素的變化程度不超過天然變化幅度。

d.滿足流域內各生物資源對水生態環境的最低要求。

e.洪水是河流自然狀態下徑流的必然存在形式，水庫水量調節必須參照自然洪水總量保持一定規模的模擬洪水。

f.滿足水庫流域內重點區域的用水需水，應對各類水資源突發事件，如：水華、污染、沿海河口的補淡壓咸等。

3生態調度方法

傳統的水庫調度以防洪抗旱為主要目的，未考慮下游的生態安全及下游環境的惡化，導致出現影響人類生存環境的各類生態和環境問題，例如：河道石漠化、地下水位下降、水質惡化等，河道兩岸生態脆弱，兩岸生產環境惡化。因此，應針對各種水生態系統危機開展相應的生態調度方法研究。

a.需水總量調度。以滿足下游河道水生態用水量為目的，保持河流適宜生態流量，避免出現豐水季或枯水季用水矛盾。

b.洪水調度。在生物繁衍期，水庫下游河道的“模擬洪水"可為生物的繁衍提供有利條件，同時可平衡下游河道泥沙含量，防止河道沖刷或淤積。

c.泥沙調度。“排渾蓄清”可適當降低水庫水位以防止水庫淤積。

d.水質調度。可防止水體突發富營養化、爆發水華、應對河道污染事故及控制沿海河道咸水侵入等。

4生態調度思路和措施

生態調度的思路基本上是以滿足水庫流域內河道水生態健康持續發展為目的，人水和諧共同發展為宗旨，統籌防洪、抗旱及水生態安全，使水庫對流域內水生態環境造成的不利影響控制在可承受范圍內，并逐漸恢復水庫流域內水生態系統。

生態調度措施具體有以下幾方面：

4.1重點考慮保護流域內水生態環境

通過合理的生態用水總量排放，運用適當調度辦法控制下游河道內水體富營養化、水華或沿海河道咸潮侵入等狀況，減少對水庫流域內生態和水環境的負面影響。保護流域水生態環境，是水庫生態調度的重要目的之一。合理的生態用水總量，是指為改善流域水生態環境，保持環境不繼續惡化或環境改良發展的流域生態系統的用水量，分為最低生態用水總量、適宜生態用水總量及最佳生態用水總量。保護流域內水生態環境，就是要使水庫下游河道內水量保持在最低生態用水總量之上。

4.2重點考慮保護生物資源

根據水生生物的繁衍習性，結合水庫水文水情變化，通過調節水庫下泄流量和時間，人為制造洪水過程，滿足壩下游水生動物產卵、繁衍等需求。由于大壩等建筑物的影響，河道內的水文水情等產生變化，導致魚類等生物的生存繁衍產生影響。保護生物資源，就是要改變水庫下游河道內常年流水量固定不變的態勢，根據水生生物的繁衍習性，結合水庫的水文水情變化，調整大壩的泄水模式。按照天然水量變化趨勢，人工“模擬洪水”，為河道生物的繁衍、生長創造適宜的水文生態環境。

4.3重點考慮泥沙淤積

泥沙淤積將直接降低水庫有效蓄水總量，同時引起上游河床抬高等問題。通過采用“排渾蓄清”、調整運行水位等方法，可有效減少入庫泥沙含量，降低水庫泥沙淤積。水庫大壩建成后，由于水位線升高，上游回水面積加大，導致水庫上游來水流速減緩，從而使得河道水流挾沙能力降低，水庫大壩內即發生泥沙淤積的現象。泥沙淤積不僅影響大壩工程壽命和運行安全，同時還引起流域內生態環境問題。生態調度可采用“排渾蓄清”、調整水庫泄水流量等方式，通過調整大壩放水的含沙量和流量過程，降低下游河道沖刷強度，降低對下游河道的不利影響。泥沙淤積主要考慮水庫下游河道對泥沙的淤積要求，保證下游河道的輸沙流量，河道不發生萎縮、斷流狀況。

4.4重點考慮下游濕地保護需要

濕地生態系統不論作為植物、動物的棲居地，還是作為獨特的水生態系統，都具有重大的科學價值和生態意義。生態調度應根據流域內濕地的特點，通過季節性調整下游河道排水總量及含沙量等措施，減小水庫對濕地的影響。濕地作為世界上三大生態系統之一，覆蓋全球面積6%的濕地生態系統，為地球上20%以上的生物資源提供生存環境，具有不可替代的決定性影響。水庫對濕地造成影響的根本原因是水庫改變了河道天然的水、沙比例，改變了天然濕地水沙補給規律。因此，水庫調度應根據水庫下游濕地的特點，通過對水庫泄水總量以及水中含沙量的季節性調整等措施，將水庫對濕地的影響降到最低。

5生態調度實例

三峽大壩建成正常蓄水后，對長江上游的洪水起到了很好的攔蓄作用，但卻給長江荊江段四大家魚的產卵和繁衍造成了巨大的影響。繁衍季節，四大家魚會在洪水的上漲過程中產卵，在洪水下降過程停止產卵，由于三峽大壩的截蓄洪水，四大家魚無法出現產卵繁衍行為。后三峽水庫實施生態調度，充分考慮四大家魚的繁衍習性，結合三峽水庫水文水情變化，合理調節水庫排水總量和時間，人為制造洪水過程，提供四大家魚產卵繁衍的適宜生態條件。三峽工程通過“模擬洪水”有效彌補了對四大家魚產卵繁衍造成的不利影響。

水華事件在漢江中下游枯水時節頻繁爆發，但隨著近年丹江口水庫不斷增強的蓄水調節能力，以及引江濟漢工程的聯合調度，漢江下游枯水時節的河道水流量增加，有效緩解了漢江中下游水體富營養化現象，很好地控制了水華的爆發。

以上兩個實例表明，開展生態調度，可有效降低水庫對下游生態和庫區水環境造成的負面影響，并逐步恢復水生態系統與環境。

6結語

水庫調度是關系到水庫全流域，尤其是大壩下游水生態系統的重大關鍵因素。本文從水庫下游水生態系統可持續發展的理念出發，提出在水庫調度和運行管理過程中應采取的生態調度對策，提出相應的水生態調度措施。

生態調度必須站在水庫整體高度，在保持水庫經濟、社會效益的同時，提高水庫生態效益，充分考慮流域內水生態健康持續發展的用水總量，保障水生態及環境的安全健康，降低或消除水庫對水生態環境帶來的負面影響，從而保護水生態和人與自然的和諧發展。

參考文獻

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中圖分類號：TV697.1

文獻標志碼：A

文章編號：1005-4774(2015)04-0065-03

Reservoir regulation mode based on water ecologically sustainable
development

YANG Meng1, XU Shangjie1, LIN Sen2

(1.ShandongHydraulicResearchInstitute,Jinan250013,China;

2.JuanchengRuralTapWaterServiceCenter,Juancheng274600,China)

Abstract：Reservoir traditional regulation mode is mainly based on efficiency and flood control regulation. Ecological regulation methods and measures that should be adopted in reservoir regulation control are proposed from the perspective of guaranteeing reservoir downstream ecological system sustainable development. Practice shows that reservoir features of flexibly adjusting water flow can be utilized for recovering or improving damaged water ecosystem, which is beneficial for maintaining safe and healthy development of water ecosystem. It is expected that the reservoir ecological regulation example can provide reference for other reservoirs implementing water ecological sustainable development.

Key words：water ecology; sustainable development; reservoir regulation