利用南水北調工程為南四湖、東平湖生態補水的幾點探討

羅輝王昊張林

利用南水北調工程為南四湖、東平湖生態補水的幾點探討

羅輝1王昊1張林2

一、前言

南水北調工程是緩解我國北方地區水資源供需矛盾、支撐沿線區域經濟和社會可持續發展的一項跨流域、基礎性重大戰略工程，除調水功能以外，還具備防洪排澇、航運和沿線自然生態系統保障等作用。2013年11月15日，南水北調東線一期工程試通水成功，標志著與膠東調水工程一起構建的山東“T”字型調水大格局形成。通過骨干水網與南水北調配套工程和地方區域水網的“互聯互通”，實現了長江水、黃河水和本地水源的聯合調度與優化配置，也為實現調水與防洪排澇、航運、改善生態環境等多元化功能提供了可能條件。

近年來，受自然環境及氣候變化等因素影響，以及社會經濟發展對水資源需求的急速增長，山東境內南四湖、東平湖兩大湖泊先后出現湖水位急劇降低，并面臨干涸、出現生態缺水危機。2002年，南四湖出現生態災害，經國家防總批準，利用江蘇江水北調工程和山東省臨時泵站，從長江應急向南四湖生態調水，應急調水工作共持續98d，取得了良好效果，這是利用水利工程跨流域調配水資源解決淡水湖泊生態缺水危機的成功先例。2014年、2015年南四湖流域再次遭遇缺水危機，2015年東平湖也遭遇多年罕見低水位，此時南水北調東線工程已經建成并投入使用，整個區域的防汛抗旱能力得到顯著加強，利用新建南水北調東線工程進行跨流域應急生態調水，就其工程基礎已完全具備了條件。本研究針對2014年、2015年兩湖的生態補水工作展開研究，對工作組織管理模式、發起機制、生態調水閾值及調水費用等問題進行了探討。

二、2014年南四湖應急生態調水過程

1.應急生態調水工作背景

2013年10月1日至2014年7月28日，山東省降水持續偏少，全省平均降水量323.1mm，較歷年同期偏少26.7%。南四湖流域降水尤為偏少，2014年7月28日平均降水量僅240mm，比常年偏少40%，骨干河道一直沒有形成徑流，南四湖無來水補充，湖區水位快速下降，上、下級湖于6月22日、6月14日先后降至死水位。截至7月28日，南四湖上級湖、下級湖水位分別低于死水位0.21m、0.73m，湖區水面較興利水位時水面縮減60%以上，南四湖總蓄水量僅剩2.81億m3，較歷年同期偏少73.9%。受南四湖蓄水銳減影響，湖區漁業面臨絕產、航道斷航、生態環境急劇惡化，整個湖區面臨嚴重的生態危機。

2.應急調水過程及組織、協調

南四湖旱情以及衍生的嚴峻生態問題引起國家、地方有關領導的高度重視，在黃委的大力支持下，2014年7月19日至8月26日，開啟引黃補湖工作，補充南四湖上級湖蓄水。為了盡快緩解旱情采用南北同補的方案，2014年8月1日，經國家防總、淮河防總、蘇魯兩省防指及國務院南水北調辦等單位應急會商確定，2014年8月5日～8月24日開始開啟引江補湖工作，此次調水由淮河防總統一負責應急調度，蘇魯兩省負責轄區工程有關輸水及管理工作。

3.調水規模和方案

引黃補湖工作利用濟寧市國那里、菏澤市謝寨、閆潭三處引黃灌區調引黃河水，通過梁濟運河、東魚河補充南四湖上級湖蓄水。調水工作自2014年7月19日開始，8月14日菏澤市謝寨、閆潭引黃閘關閉，濟寧市國那里灌區繼續向上級湖補水，直至9月4日結束。共歷時48d，向南四湖上級湖補水6505萬m3。

引江補湖工作利用南水北調東線一期工程，經西線藺家壩泵站向南四湖下級湖調水。調水自8月5日開始，至8月24日結束，歷時20d，共向南四湖下級湖調水8069萬m3。

4.效果評價

南四湖上級湖正常蓄水位34.2m，相應湖面面積為582km2，庫容8.0億m3；下級湖正常蓄水位32.5m，相應湖面面積為571km2，庫容8.1億m3。上述水位條件時，湖面總面積1153km2，總庫容16.1億m3，平均水深1.4m。截至2014年8月底，南四湖上級湖蓄水2.02億m3，水位32.83m，高于上級湖最低生態水位（32.55m）0.28m，上級湖湖面面積接近372km2，較調水前擴大約4km2，達正常蓄水位的64%。南四湖下級湖蓄水2.17億m3，水位31.24m，高于下級湖最低生態水位（31.05m）0.19m，湖面面積達到315km2，較調水前擴大約99km2，達正常蓄水位的55%。見圖1、圖2。

此次南四湖生態應急調水使干涸的南四湖重現生機，部分裸露的湖底重新恢復為濕地，保護了南四湖流域的自然生境，保障了沿湖工農業生產和人民生活用水需求，促進了南四湖地區和諧穩定，取得了顯著的生態效益和社會效益。

圖1　南四湖上級湖補水前后水位變化情況

圖2　南四湖下級湖補水前后水位變化情況

三、2015年東平湖調水補湖過程

南水北調東線工程于2015年4月開始實施2014～2015年度調水計劃，利用東平湖過路調蓄，向山東省魯北地區和膠東地區調水。4月23日～6月15日期間調長江水2.25億m3入東平湖，4月24日至7月13日膠東干線和魯北干線共計從東平湖引水1.54億m3。山東汛期為6月1日～9月30日，黃河流域從7月1日開始進入汛期，本次調水時段雖與汛期有所重疊，但大汶河流域沒有出現強降雨，東平湖沒有形成入湖徑流。調水開始時東平湖水位39.40m，80d內南水北調工程為東平湖補水7100萬m3，有效維持了東平湖的湖區生態環境，使得在調水結束時東平湖水位仍然保持在39.40m。

1.東平湖功能需求

東平湖周邊限制大型企業及相關產業發展，工業用水較少，農業為第一用水大戶，農業取水依靠周邊的有多座灌溉泵站，干旱時八里灣泄洪閘也放水灌溉，傳統的水產養殖業和近年來發展的旅游業對東平湖有水位需求。南水北調東線一期南四湖至東平湖段輸水與航運結合工程實施后，東平湖已從單純的防洪運用功能逐漸轉變為以防洪為主，兼顧調水、航運、旅游、養殖、引水灌溉等綜合功能，東平湖從汛期的短時較高水位運用轉變為常年蓄水運用。根據多年實測水位資料統計，東平湖4～6月多年平均水位均低于39.3m（國家85高程基準，下同），如果屆時相關利益各方都不節制用水，又沒有調水補充，則東平湖很可能會出現因水位過低而危及各種水生動植物的生存。為保證東平湖正常的生態與環境功能，必須設置生態水位這一安全閾值，而且目前也具備了工程保障條件。

2.南水北調調水方案規定

水利部《南水北調東線一期工程水量調度方案》規定，南水北調工程利用東平湖輸水時，當東平湖在水位39.3m以下時，需先調水補湖至該水位；當東平湖在39.3m水位以上時，南水北調工程不承擔過路輸水損耗。該方案的制定基于過去東平湖功能僅定位為滯洪區，其汛期限制水位為39.3m作前提；同時，不考慮東平湖周邊用水和大汶河雨洪水資源利用的認識，明顯不符合目前東平湖已成為綜合利用的湖泊型水庫的實際情況。

水量調度方案中規定南水北調工程先補水后調水顯然是為保證魯北干線和膠東干線具備設計引水能力，但沒有考慮到在干旱年份所需的巨大補水量是南水北調工程所難以承受的。而南水北調工程輸水不承擔過路輸水損耗也顯失公平，沒有兼顧各方利益，在調水過程中容易導致各種矛盾，實際也難以執行。

3.實際運行結果和需協調解決的主要問題

東平湖的運用控制既涉及水位，又涉及水量。旅游、航運和南水北調工程過路輸水需要保持水位，而航運、農業、湖泊本身蒸發滲漏損失需要水量。東平湖目前還沒有通航，南水北調工程2015年4～7月份的調水，事實上提供了東平湖農業和蒸發滲漏水量。可參照南四湖上級湖的水量調度方案，由地方政府承擔最低生態水位以下的補湖水量；各利益相關方承擔最低生態水位至死水位之間的補湖水量、損失水量和用水量；南水北調工程承擔死水位之上的過路輸水的損失水量。

小浪底水庫建成后，黃河下游基本不再斷流，具備向東平湖生態調水的水量保障。南水北調工程通水后，東平湖調水水源既可為黃河水，也可為長江（淮河）水。一直以來，東平湖還沒有實施過以保護生態為目的的調水，應參照南四湖生態調水經驗，建立東平湖生態調水機制：明確發起單位及地方政府、流域機構和工程管理部門的職責；明確生態調水的啟動條件及生態需水量計算方法、水源、調水路線和水量計量方式；明確水價、水費和支付方式；明確生態調水期間的東平湖用水管理、調水實施的監督管理和爭議處理方式。

四、應急調水有關問題的分析

1.應急調水的組織發起及調度協調

2014年南四湖應急調水的實際發起者為濟寧市等地方政府，從南四湖流域水資源管理、跨省際水量協調方面考慮，地市為單位發起并不是最佳的選擇，涉及到后期的調水計劃制定、執行以及跨流域調水工程的協調使用更顯步履維艱。從簡政放權提高工作效率、有利于促進整個應急調水進程等方面考慮，應急生態調水的發起需要明確與跨流域水資源調配更加相關的管理單位。根據《水法》等法規和水利部流域管理機構職責規定，淮河流域機構和黃河流域機構有南四湖和東平湖生態環境管理和水量調度的責任，應該分別是南四湖、東平湖生態調水合適的發起人。

2.應急生態調水的費用核算

2014年引江補湖應急生態調水山東省向江蘇省繳納水費標準為0.38元/m3，此標準為在南水北調一期干線工程下級湖片區平均水價0.36元/m3的基礎上，每方水上浮2分錢，一期干線工程水價中考慮了稅費、泵站電費、人員工資等幾方面因素，基于保本微利的運行方案設計，直接套用并向上浮動并不符合生態應急調水的公益性涵義。此外，應急生態調水費用應體現中央、省和地方政府對于與民相關公共事業的投入和支持，對于電費、稅費等水費“大頭”應制定公益性調水的特殊標準，給予明確的減免政策。

表1　不同研究成果中南四湖上、下級湖最低生態水位（m）

圖3　湖泊健康階梯水位示意圖

五、幾點思考和建議

1.關于南四湖、東平湖補水的生態水位討論

國內已有多項關于南四湖生態需水量的研究成果見表1，2014年應急生態調水有關文件中采用的最低生態水位分別為32.55m和31.05m。

據了解，目前東平湖沒有明確生態水位的概念，而只有死水位和不同時期的汛期限制水位、警戒水位之說。基于東平湖功能的變化，并能與過去相關水位情況的有序銜接，建議東平湖采用的最低生態水位為38.80m，把南水北調調水控制水位39.30m設為新的死水位（保障地方生產生活和旅游等）。

水是湖泊濕地最為重要的生命指征，類似于血液對于人類的重要性，人體最低生存血液僅能保證存活，已超出健康范圍，對于湖泊自然生態系統來講，最低生態水位已經不能納入湖泊正常生態范圍。從湖泊濕地自然生態系統方面考慮，對重要湖泊不應“臨危續命”，需要對其生態健康等級進行分級，建立“階梯式”的生態健康標準，確定各級別對應的生態水位（見圖3），以指導流域水資源分配計劃的制定。在湖泊水位降落到一定階梯時（如生態亞健康水位）啟動生態調水工作，一方面可以減緩湖泊萎縮速度保護脆弱的湖泊濕地生境，另一方面可以根據自然降水情況隨時終止調水計劃，是一種穩妥型解決湖泊生態需水的方案。對于南四湖下級湖、上級湖及東平湖，水位降落至低于圖3淺灰色標記區域即各湖泊的死庫容水位，認為湖區處于生態亞健康狀態分別為31.5m、33m及39.3m。水位降落至低于圖3深灰色標記區域即最低生態水位，認為湖區已經達到生態水位紅線。

2.關于建立湖泊生態調水響應機制

近15年來，南四湖流域生態應急調水已發生兩次，東平湖也根據需要開展了生態補水工作，對近幾次的生態調水經驗進行分析和總結，就建立生態調水響應機制提出以下幾個方面構想。

一是明確湖泊的從一般到緊急的“階梯式”生態水位標準。對應不同需水級別確定調水方案，低于生態亞健康水位（死庫容）即可啟動生態調水工作；低于或預計低于生態水位紅線（最低生態水位），立即啟動應急生態補水工作。

二是明確生態調水的發起—組織、協調—配合單位及工作流程。生態調水響應機制有利于水資源的高效、科學管理。依據《中華人民共和國抗旱條例》第七條關于“國家確定的重要江河、湖泊的防汛抗旱指揮機構，由有關省、自治區、直轄市人民政府和該江河、湖泊的流域管理機構組成，負責協調所轄范圍內的抗旱工作”的規定，鑒于流域防汛抗旱總指揮部機構的組成和權限，重要湖泊的生態補水發起及組織開展抗旱工作應由流域防汛抗旱總指揮部機構承擔，負責協調處理省際抗旱重大問題；國務院水行政主管部門（國家防總行使水利部職能）負責組織流域防汛抗旱總指揮部機構、省際抗旱涉及省份防指、跨流域調水工程主管單位協調確定應急生態調度計劃、水費及調水工程使用等問題。湖泊所在地方省市予以財政、人力支持，各級水行政主管部門負責配合及協調，跨流域調水工程管理單位負責工程的運行管理及調水執行。

三是明確生態調水費用標準，確定政府性補償專門渠道。南水北調東線一期工程通水后，南北通暢的調水工程為跨流域水資源轉移提供了可能條件，南水北調東線工程直連山東兩大淡水湖泊——南四湖和東平湖，生態調水的部分成本可以經過流域、地市協商以水權轉移的形式確立下來，按需使用兌現返還。

對于國家重要淡水湖泊的生態性補水工作，從性質上講與南水北調工程正常調水工作有明顯區別，其公益性、社會性屬性決定了其應建立特殊的執行標準，低于生態亞健康水位的生態調水費應由財政承擔主要部分；低于生態最低水位的應急調水，應由財政全部承擔。其中應急生態調水產生的費用，應采取中央、省、地方各自負擔一塊的辦法。國家重大防汛抗旱專項經費《特大防汛抗旱補助費管理辦法》中專門有“抗旱設備添置費”等財政預算列支，對于利用南水北調現有已建成渠道進行補水的，補水工作已在相當程度上降低了抗旱初始投入成本，財政可在輸水水泵等范圍給予補助，中央和地方可從該渠道進行補貼以降低公益性生態補水費用，同時出臺有關稅費減免政策給予支持

（作者單位：1.山東省南水北調工程建設管理局2500132.南水北調東線山東干線有限責任公司250013）
（項目資助：本文得到山東省級水利科研及技術推廣項目“遠距離調水工程生態影響動態監測技術研究（SDSLKY201404）”支持）