煙臺(tái)市河道生態(tài)基流分析及保障措施

王 燕 畢彩霞 王增凱

煙臺(tái)市河道生態(tài)基流分析及保障措施

王 燕 畢彩霞 王增凱

山東省煙臺(tái)市是一個(gè)水資源嚴(yán)重缺乏的城市。近幾年來，受持續(xù)干旱和人類活動(dòng)的影響，煙臺(tái)市域產(chǎn)流條件和地下水補(bǔ)給條件都發(fā)生了很大的變化，各河道斷面實(shí)際來水量（包括地下徑流和地表徑流）顯著減少，河流斷流、水庫塘壩干涸，生態(tài)需水嚴(yán)重不足。污染嚴(yán)重，水質(zhì)惡化，河段水體功能無法滿足，污染和生態(tài)基流保障已經(jīng)到了非解決不可的地步。

一、煙臺(tái)河流水系概況

煙臺(tái)市域內(nèi)河網(wǎng)較發(fā)育，中小河流眾多，主要河流以橫亙東西的昆崳山、牙山、艾山、羅山、大澤山為主體的“膠東屋脊”為分水嶺，南北分流入海。向南流入黃海的有東五龍河、留格河及流經(jīng)青島入海的大沽河向東北流入黃海的有大沽夾河、辛安河；向西北流入渤海的有黃水河、界河、王河。其特點(diǎn)是：河床比降大，源短流急，暴漲暴落，屬季風(fēng)雨源型河流。長度在5km以上河流121條，其中流域面積300km2以上的有大沽夾河、東五龍河、黃水河、辛安河、留格河、界河、王河及大沽河等15條；流域面積200km2以上的有沁水河、黃壘河、外夾河、廣漢河、辛安河、蜆河、黃水河等共23條，流域面積大于100km2的有46條河，大于50km2的有96條。

煙臺(tái)市人均、畝均水資源量約為全國人均、畝均水平的1/5左右，僅為世界平均水平的1/20左右。屬水資源缺乏地區(qū)。全市多年平均降水量687.9mm，多年平均地表水資源量為247800萬m3。

二、河道生態(tài)基流分析

1.河道生態(tài)基流的概念

河道生態(tài)基流是指維持河流基本形態(tài)和基本生態(tài)功能，保證水生態(tài)系統(tǒng)基本功能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最小流量。

對(duì)于一條常年性河流，具有流動(dòng)的足夠的水量是維持河道生態(tài)環(huán)境功能的最基本條件，如果發(fā)生河流斷流，原有的水生環(huán)境遭受到嚴(yán)重破壞，即使再次復(fù)水，河道系統(tǒng)也很難恢復(fù)到原來的水生生態(tài)系統(tǒng)，甚至一些本地特有的物種將從此滅絕。因此，為了防止河道萎縮或斷流，維持河道基本的生態(tài)環(huán)境功能，河道中常年都應(yīng)該保持一定比例的基本流量。河道生態(tài)基流的概念是基于此而提出。

2.河道生態(tài)基流量的計(jì)算

蒙大拿法（Montana）法是計(jì)算河道生態(tài)基流量最常用的方法之一。Montana法是由美國Don Tennant于1976年首次提出，開始應(yīng)用于美國中西部。通過12個(gè)棲息地河道流量與棲息地質(zhì)量關(guān)系的研究，經(jīng)多次改進(jìn)，現(xiàn)被美國16個(gè)州采用。蒙大拿法確定的河道內(nèi)最小生態(tài)流量是以測(cè)站的年平均天然流量百分率表示，如以天然流量的10%為標(biāo)準(zhǔn)確定的生態(tài)流量，表示可以維持河道生物棲息地生存。

本文選用了煙臺(tái)市三大河道水文控制站實(shí)測(cè)徑流資料進(jìn)行了逐月還原計(jì)算，提出歷年逐月的天然徑流量系列，再累加逐月得出年徑流量。取年平均天然徑流量的10%作為生態(tài)基流量。

徑流還原計(jì)算采用分項(xiàng)調(diào)查分析法，以歷年水文實(shí)測(cè)資料和水文調(diào)查系列資料成果為依據(jù)，應(yīng)用下列水量平衡方程式進(jìn)行還原計(jì)算：

W天=W實(shí)測(cè)+W農(nóng)耗+W工業(yè)+W生活±W蓄±W引水±W分洪±W其他

式中：W天—還原后的天然徑流量；

W實(shí)測(cè)—水文站實(shí)測(cè)徑流量；

W農(nóng)耗—農(nóng)業(yè)灌溉耗損量；

W工業(yè)—工業(yè)用水耗損量；

W生活—城鎮(zhèn)生活用水耗損量；

W蓄—水庫蓄水變量，增加為正，減少為負(fù)；

W引水—跨流域（或跨區(qū)間）引水量，引出為正，引入為負(fù)；

W分洪—河道分洪決口水量，分出為正，分入為負(fù)；

W其他—其他還原項(xiàng)，根據(jù)各站具體情況而定。

選定了煙臺(tái)市三大水文控制站團(tuán)旺站、福山站、臧家莊站進(jìn)行天然年徑流量計(jì)算并取10%作為生態(tài)基流量。三大水文控制站名稱與計(jì)算成果見表1。

三、河道水環(huán)境存在的問題

1.河道生態(tài)基流嚴(yán)重不足

煙臺(tái)近幾年，有效降雨偏少，旱情嚴(yán)重。2014年、2015年、2016年降水量分別為 572.7mm、555.3mm、557.6mm，分別較多年平均降水量（1955～2015年系列687.9mm）偏少16.7%、19.3%、18.9%。連續(xù)三年降水量為多年平均降水量的80%左右，致使煙臺(tái)市2016年小型蓄水工程基本干枯，大中型水庫蓄水量也急劇下降。2016年煙臺(tái)市三座大型水庫全年總來水量僅為1233萬方。2016年大部分河道全年無徑流量。選出煙臺(tái)市三大主要河道水文站2015年、2016年徑流量及近六年平均徑流量與長系列（1956～2010年）多年平均天然徑流量的比較見表2。

表1 三大控制站生態(tài)基流量計(jì)算表

由表2可見，三大主要河道控制站近六年徑流量均值占55年系列天然年徑流量均值（平水年）在48.6%～107.9%之間。近六年的徑流量均值與長系列年徑流量均值比較情況，除了臧格莊站接近平水年外，團(tuán)旺站和福山站都有大幅度減少。2015年、2016年由于天氣干旱和人類活動(dòng)影響，臧格莊的年徑流量占平水年的一半左右，團(tuán)旺的2016年年徑流量占平水年百分比不足10%，福山站2016年出現(xiàn)斷流。河道基流量嚴(yán)重不足，生態(tài)環(huán)境用水得不到保障。

表2 煙臺(tái)市三大主要河道水文站徑流量2015年、2016年及近六年徑流量均值與長系列（1956～2010年）多年平均天然徑流量的比較表

2.河道水污染問題亟待解決

煙臺(tái)近幾年由于旱情嚴(yán)重，過度開發(fā)利用水資源，在主要河道上修建多處攔河閘壩,河道基本沒有生態(tài)基流，已不能簡單稱之為河流，徑流被高度人工控制，枯水季節(jié),往往一潭死水；洪水季節(jié)，污水傾瀉，易發(fā)污染事故。根據(jù)煙臺(tái)地表水評(píng)價(jià)報(bào)告（2010年為水質(zhì)評(píng)價(jià)基準(zhǔn)年）得知：全年期水質(zhì)超標(biāo)河段河長為302.2km，超標(biāo)比例為31.5%。其中，四類水質(zhì)河段河長為118.2km，比例為12.3%；五類水質(zhì)河段河長為33.2km，比例為3.50%；劣五類水質(zhì)河段河長為197.6km，比例為20.6%。部分河流污染、水質(zhì)惡化，危及人體、水生物健康，影響經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。

四、保障措施

1.水資源合理利用和節(jié)約

煙臺(tái)近幾年持續(xù)干旱，導(dǎo)致多條河流斷流、水庫塘壩干涸，無法保證河道生態(tài)基流量。為了增加河道生態(tài)基流量，改善河道生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)水資源可持續(xù)利用，必須強(qiáng)調(diào)水資源的合理利用和節(jié)約，實(shí)行水資源消耗總量和強(qiáng)度“雙控”，提高水資源的利用率。

煙臺(tái)市農(nóng)業(yè)灌溉是用水大戶，所以農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水潛力巨大，必須采取相應(yīng)的節(jié)水措施，如滴噴灌、加強(qiáng)灌排渠系等水工建筑物的修復(fù)等措施，提高灌溉水利用系數(shù)，提高農(nóng)業(yè)用水利用率，節(jié)約有限的水資源。工業(yè)用水是城市用水重要組成部分，工業(yè)節(jié)水是城市節(jié)水的重點(diǎn)。城市生活節(jié)水以及城鎮(zhèn)污水資源化也可以有效減少向河道的排污量，改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，而且還可以彌補(bǔ)水資源的短缺，節(jié)約寶貴的清水資源，解決河道生態(tài)基流不足。

2.河道上下游聯(lián)合調(diào)度，合理利用

煙臺(tái)屬于沿海丘陵地區(qū)，由于氣候因素、自然條件制約，降水產(chǎn)生徑流大部分都匯入大海，為了解決缺水問題，當(dāng)?shù)卦诙鄺l河流上修建攔河閘壩蓄水，提高了洪水資源的利用率，但各地水資源利用上各自為政，缺乏統(tǒng)一調(diào)度，無序開發(fā)，致部分河段干涸無水。基于煙臺(tái)市雨洪資源利用率低這一現(xiàn)實(shí)，必須采取統(tǒng)一管理、合理調(diào)度或跨流域調(diào)度，連通河庫水系。通過河流水系自然連通與人工連通相結(jié)合、水利攔（調(diào)）蓄工程相連通等措施，構(gòu)建全市范圍內(nèi)的流域生態(tài)水網(wǎng)體系，增加河流生態(tài)基流量。

3.加強(qiáng)生態(tài)建設(shè)，涵養(yǎng)地下水源，增加河流生態(tài)基流

通過退耕還林、植樹造林等水保措施，加強(qiáng)水生態(tài)保護(hù)，從流域上游著手，加強(qiáng)水源涵養(yǎng)，如在流域上游建設(shè)自然保護(hù)區(qū)、生態(tài)保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、森林公園等，系統(tǒng)整治河庫流域，有效利用雨水資源，政府考核不再片面追求GDP，而在生態(tài)建設(shè)方面加強(qiáng)考核力度，煙臺(tái)市的生態(tài)環(huán)境才可能得到改善，從而改善河流水生態(tài)環(huán)境。

4.加強(qiáng)法律法規(guī)的學(xué)習(xí),控制用水總量,加強(qiáng)“河長制”的落實(shí)，維護(hù)水生態(tài)，保障河道基流量

健全水生態(tài)文明法制體系，實(shí)施水生態(tài)紅線管理，建立系統(tǒng)完整的水生態(tài)文明制度體系，從源頭保護(hù)水資源和水生態(tài)；控制用水總量，逐步退還擠占的河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境用水和超采的地下水，確定河道主要控制斷面及區(qū)域地下水系統(tǒng)的生態(tài)水量標(biāo)準(zhǔn)和地下水的合理水位，限采壓采地下水；加強(qiáng)“河長制”的落實(shí)，保護(hù)水資源，防治水污染，維護(hù)水生態(tài)，保障河道基流量。

五、結(jié)論

通過分析煙臺(tái)河道生態(tài)基流量，發(fā)現(xiàn)河道水環(huán)境存在的問題，提出了解決問題的措施和建議，強(qiáng)化水資源合理利用和節(jié)約以及河道上下游聯(lián)合調(diào)度和合理利用，加強(qiáng)生態(tài)建設(shè)，加強(qiáng)“河長制”的落實(shí)，為水資源可持續(xù)利用，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和河道生態(tài)基流保障共同努力■

（作者單位：山東省煙臺(tái)市水文局264001）