張海濱,尹 鑫,2,李 偉
(1.南京水利科學研究院水文水資源與水利工程科學國家重點實驗室,江蘇 南京 210029;2.武漢大學水資源與水電工程科學國家重點實驗室,湖北 武漢 430072)
生態流量是維系河湖生態功能、控制水資源開發強度的重要指標,是維系江河湖泊生態系統的基本要素。我國水資源緊缺且時空分布不均,水土資源不匹配,部分河流開發利用程度較高,經濟社會用水大量擠占河流天然徑流量,而眾多的江河攔蓄工程則改變了河流的天然徑流過程。加強河湖生態流量管理,事關水安全保障和生態文明建設的大局。因此,在滿足經濟社會發展需水的同時,制定與我國水情和國情相適應的河湖生態流量保障措施,全面系統地維系江河湖泊健康可持續發展所需的生態流量,已成為我國經濟社會可持續發展的重要舉措。本文在統籌考慮我國水資源稟賦差異大、供需矛盾突出等嚴峻形勢和河湖健康保障的新要求基礎上,以問題和管理需求為導向,從法規標準、管理運行、監測考核、科技支撐等方面構建系統性、支撐性、針對性、持續性的河湖生態流量保障對策體系。
我國江河湖泊眾多,水生態保護需求多樣,河湖生態流量保障具有顯著的地域特征。受水資源稟賦條件與經濟社會發展的雙重影響,河湖生態流量保障不足的問題日益凸顯。
a. 生態流量基本概念和內涵不統一,已成為我國系統開展科學規范的生態流量管理工作的重要制約因素。段紅東等[1]認為,各行業技術標準應各取所需,生態需水量、生態環境需水量、生態基流、敏感生態需水、最小流量、最低生態水位等表達方式和內涵多樣。張建永等[2]認為,生態需水包括河道生態基流、敏感生態需水、河道內最基本生態需水。趙鐘楠等[3]從河湖生態流量評價的角度,剖析了生態流量保障中體系、標準、口徑、流程不一致對生態流量保障工作的制約??傮w上看,目前在法律法規、政策制度、規劃標準等方面,生態流量的概念、內涵和表征指標仍然沒有統一的認識,這不僅給政策制定和管理帶來混亂,也對公眾理解和執行產生較大影響。
b. 我國水資源稟賦條件對維持河流生態流量的客觀條件相對不利。我國水資源時空分布嚴重不均,且與生產力布局不相匹配,導致河流生態流量的保障程度具有明顯的區域差異性。大部分河川徑流靠降水補給,季節變化較大,南方地區60%以上的降水集中在汛期,北方地區甚至超過70%。同時,氣候變化引起的降水減少,下墊面變化引起的產匯流減少等,均導致北方地區河川徑流總量衰減明顯,進一步加劇了經濟社會用水和河道內生態用水的矛盾,繼而增大了河湖生態流量不足的風險。
c. 高強度人類活動導致經濟社會發展規模超出水資源的承載能力,特別是以部分北方城市為代表的地區,經濟社會用水擠占河道內生態用水嚴重。長期以來,我國經濟和人口布局與水資源承載能力不相匹配。全國45%的人口、83%的煤炭、87%的石油、75%的天然氣、47%的耕地資源分布在資源性缺水地區;657個建制城市中320個分布在資源性缺水地區。
d. 年調節和多年調節的水庫以及中小河流上的水電站對河流生態流量影響巨大,致使河流生物敏感期的生態需水未能得到有效的保障,工程建設和調度運行方式的不合理是部分河湖生態流量不足的直接原因。
我國江河上建有水庫97 895座,水電站46 696座(與水庫有重復),河道節制閘55 133座,若不堅持生態優先的原則實施科學調度,勢必對河流生態流量產生較大的不利影響。
e. 對維持河湖生態流量重要性的認識存在逐級遞減的傾向,生態流量監測和管理能力薄弱。目前,河湖生態流量管理及監控尚缺乏具體的法律法規,對生態流量的認識和管理仍處于逐步深入的過程。實際工作中存在監管主體不明確,管理體制、機制不健全,及監測、監管薄弱等問題。部分地區監管責任制不到位,尚未將河流生態流量管理與河長制工作密切銜接,導致流域內河流生態流量不足問題得不到有效根治。
f. 生態流量法規政策和體制、機制建設嚴重滯后,與當前生態文明建設和國家治理能力現代化的需求不相匹配。目前,我國相關法律、法規明確了生態環境用水或生態用水的法律地位,但大多屬于原則性規定,對生態流量的確定、保障、監督等相關責任主體及程序等均未做出安排,操作性不強,不利于指導各地貫徹執行。有關河湖生態流量管理的制度和措施相對分散,缺少專門的法規或政策性文件,未在制度層面形成完善的生態流量法規政策體系。
生態流量保障是系統性工程,要堅持應對水生態問題和滿足水資源管理要求兩種導向??傮w來看,河湖生態水量保障對策措施必須堅持河流水系整體性,水資源、生態環境和經濟社會協調性等,綜合考慮水資源稟賦條件、開發利用狀況與需求、生態環境保護要求等,按照需要與可能相結合,合理確定切實可行的生態流量保障對策。
a. 處理好人與自然的關系。生態流量保障對策應按照人與自然和諧相處的原則,既要保障人及經濟社會發展的合理用水需求,又要維持河流水系的健康。對于人及經濟社會不合理的行為和用水需求,應以流域和區域水資源水環境承載能力為控制上限進行調整和控制,全力保障河流水系維持基本廊道、基本形態、基本環境容量、基本棲息地等生態流量。
b. 尊重河流自然規律和水生生物生長特性。生態流量保障對策要從河流自然規律出發,尊重河流流量年際、年內的變化節律,綜合考慮水生生物越冬場、產卵場和索餌場等不同要求,制定適宜的保障措施及實施過程。
c. 基于歷史和現狀探尋生態流量保障的可靠途徑。生態流量保障對策要充分考慮河流水資源開發、人類居住點、經濟社會格局等歷史因素,合理確定河流生態保護的目標和水平。對于開發利用程度較高、人類活動影響劇烈的河流,應考慮現實情況,分步分期地制定生態流量的保障對策,逐步實現水資源-經濟社會-生態環境的協同發展。
d. 注重生態流量保障措施的系統性和長效性。生態流量保障涉及面廣,保障措施應從水生態系統出發,針對上下游、干支流、左右岸及岸上岸下系統施策。生態流量保障工作是一個長期的工作,要充分考慮各項對策措施的長效性。
e. 突出生態流量保障措施的適應性。人為確定的生態流量隨著人們對水生態系統及其水生生物習性認識的加深而改變,生態流量各項保障對策要根據不同階段、不同時期生態保護目標的情況,進行適應性調整。
河湖生態流量保障事關河湖生態系統健康,事關國家水安全保障,事關生態文明建設戰略的實施和美麗中國戰略目標的實現。我國現有水資源配置、保護、調度等國家重大規劃中均對生態流量保障工作提出了明確的要求,相關研究和河流管理者也在不斷地探索河湖生態流量保障方式。2010年國務院的《全國水資源綜合規劃》從水資源配置角度,對河湖生態用水保障提出了要求。2017年水利部的《全國水資源保護規劃(2016—2030年)》提出了全國重要河湖、重要斷面生態基流和敏感期生態用水的閾值。2016年水利部的《全國水中長期供求規劃》提出建立與水資源承載能力相均衡的水土資源開發利用格局與方式,以實現水資源的可持續利用,維系良好的生態環境。王曉紅等[4]提出在綠色水利水電工程規劃中,要注重工程的綠色生態改造,建立閘壩聯合調度、下泄生態流量監測預警、執法監管等保障對策。董哲仁等[5]通過對國外環境流的發展和應用總結,提出環境流要推行適應性管理策略。袁勇等[6]從河湖生態修復的角度,提出應從水源涵養與水土保持、生態補水、城鄉節水等方面保障生態需水。王道席等[7]通過對黑河正義峽以下河段植被的生態需水規律和尾閭東居延海適應水量的研究,提出對正義峽應采用春季集中調度、適時洪水調度、秋季3個月連調的生態水量調度模式。
河湖生態流量保障是一項涉及多部門、多領域、多環節的復雜、綜合性工作,必須綜合、系統、長期施策,才能從根本上實現生態環境與經濟社會之間的協同發展。
a. 推動建立系統完整的行業標準,統一內涵和認識。對于我國,河湖生態流量的管理工作是一項較新的工作,各級、各部門對生態流量的概念和內涵認識不統一,界定生態流量的要求不統一,現有的行業技術標準也不一致。各部門在生態流量研究中,多以自身工作需求為出發點,技術方法自成一體,部門間交流溝通不夠,與生態流量工作跨學科、跨行業的特點不相符。即便是水利行業標準,推薦的生態流量計算也是方法繁多,針對性不強,各種方法計算結果不一,給實際應用帶來了困難。建議加強河湖生態流量的基礎性研究,在系統梳理分析國內外現有生態流量基本概念的基礎上,進一步深化研究并提出能夠達成共識的河湖生態流量的概念和內涵。針對不同地區的氣候、地理、地貌特點,不同的河流特點,河流生態系統特點和保護對象、生物生長敏感時期等,加強基礎理論和計算方法研究,結合應用實際,使行業技術標準更加簡潔、準確、實用,以指導全國河湖生態流量確定,為河湖生態流量的管理工作提供堅實的科學基礎。
b. 構建完善的法規政策,把河湖生態流量工作納入依法保障的范圍。通過對國內外,特別是國外的案例調查梳理,發現生態流量實施成功的關鍵是轉變生態價值觀,將河湖水系作為合法的水量使用者,在法律層面予以明確和保護,聚焦重點,在水資源管理、瀕危物種保護、工程運行等方面加強政策法規的支持性。由于河湖生態流量管理工作是一項長期的工作,必須推進其法制化建設,從法律的角度明確河湖生態流量中各參與方的職責和權利,依法確定生態流量管理的責任主體、管理內容、各級各部門的溝通協調機制、監督考核機制、獎懲機制等;依法確定生態流量保障規劃的法律地位,確保生態流量保障規劃與流域、區域規劃之間的協調銜接。對水量統一調度、用水總量控制、監督管理、生態流量保障、生態流量泄放和監測設施設置、監督考核、法律責任等做出相關規定??紤]到當前生態流量保障形勢的嚴峻性,應加快出臺國家層面的相關指導性意見,明確各級河流生態流量保障的責任主體,確定工作目標,落實工作任務,規范技術方法,健全工作機制,以指導全國開展河湖生態流量保障工作。
a. 推動河湖生態流量保障的分級管理,明確各級部門對河湖生態流量保障的職責。河湖生態流量管理工作不僅涉及長江、黃河等大江大河,也涵蓋了大量的中小河流。根據河湖流域跨行政區特征以及生態流量對區域乃至全國生態環境的影響程度,結合政府機構改革和事權劃分改革,建立分級負責的河湖生態流量保障事權責任體制,明確中央,流域機構,省、地、縣各級政府部門對河湖生態流量的責任,形成上下齊心、全民共抓河湖生態流量保障的局面。
b. 把河湖生態流量保障放在首要位置,加強流域水資源統一配置。對于不同的河流,需有針對性地考慮生態流量的要求,因地制宜地進行流域水資源統一配置。如瑞典的小水電,水電開發程度很低的河流,對生態流量不做要求,但水電開發程度高的河流,明確規定了生態流量的要求。應將河湖生態流量納入流域、區域水資源統一配置,科學制定流域、區域水資源配置方案,合理規劃建設跨流域、跨區域引調水工程。以水資源承載能力為基礎,充分考慮重要河流控制斷面生態流量目標,繼續推進江河流域水量分配工作;對水資源在經濟社會系統和生態環境系統之間、不同流域和區域之間進行合理調配,逐步退減被擠占的河道內生態環境用水和超采的地下水。針對海河流域等水資源天然稟賦嚴重不足引起河道生態缺水問題突出的地區,以優先保障河道內生態用水,重點保障濕地生態水面為目標,統籌考慮當地水、外調水、非常規水等多種配置水源,合理配置生態水量;在常規水量配置手段無法滿足生態用水的情況下,對重點恢復和保障目標,要開展應急補(調)水,努力將其恢復為有水的河、綠色的河、清潔的河。
c. 推動水資源調度的信息化和智慧化,提高水資源綜合統一調度的精細化水平。提高經濟社會用水與河湖生態流量之間的適應性管理水平和能力,充分發揮新技術在生態流量管理和調度中的作用。大力推進創新發展,加大大數據、云計算、互聯網+、人工智能在流域水資源統一調度中的應用,根據流域綜合治理保護目標和江河水量分配方案,在滿足防洪安全的前提下,科學制訂流域水資源調度方案、應急調度預案和水工程調度管理辦法,不斷完善流域水量調度方案體系。把河湖生態流量作為水量調度方案的重要約束指標,納入水量調度管理要求。健全流域統一調度和分級調度責任體系,進一步強化區域水資源調度服從流域水資源統一調度,水力發電、供水、航運等調度服從水資源統一調度,解決長江流域等由于上游水電站調峰運行導致下游生態流量不足的問題。建議選取年調節和多年調節的水庫且生態系統功能近期能夠改善或恢復的河流,開展智慧水庫管理調度試點,運用信息化新技術,建立或升級完善水庫智能化調度功能,綜合分析防洪抗旱、生產生活供水、灌溉、發電和生態等方面的要求,提高水庫來水預報、水庫安全狀況評價、經濟社會供水需求分析、下游河流生態需水分析等方面的能力和水平,更加科學精準地調度水庫水量,安排好生活、生產、生態用水,提高水庫下游河流生態流量保障程度。
d. 完善河湖生態流量配套設施的建設與運行管理,提高涉水工程生態流量保障能力。對新建水庫、水電站、引水閘壩等攔河建筑物,要深化前期論證,充分考慮河湖生態環境保護要求,盡可能減少對水文情勢、河流形態和生物生境的影響。統籌考慮生活、河道生態環境用水和生產需求,加強水文情勢和生態狀況調查評價,科學確定涉水工程生態流量保障目標和過程要求。對水資源開發規模不合理、取水布局和方式不合理、無生態流量保障措施的項目,不予核準或批準立項。新建涉水工程按照審查審批要求,將生態流量泄放設施、監控設施及投資納入工程建設,與主體工程同時設計、同時施工、同時投產使用;已建涉水工程,尚未按要求建設生態流量泄放和監控設施的,嚴格取水許可管理,停止取用水并限期整改;建設年代較早且無生態流量泄放要求的,分期分批合理核定生態流量下泄要求,逐步推進生態化改造;對生態影響較大且無法實施改造的,逐步關?;蛲顺?。將生態流量保障增列為涉水工程調度目標,與防洪、供水、發電并重,調整調度規程,針對不同保障目標,分級分類提出河流生態流量調度和管理規程。有條件的地方開展智慧水庫管理調度試點,提高水資源調度精細化水平,盡力保障下游生態流量剛性約束指標要求。
e. 建立完善的河湖生態流量生態補償機制。由于歷史局限,大量建于20世紀的小型水電站未建設生態流量泄放設施,導致部分水電站發電用水和環境用水存在沖突。隨著社會對河流生態系統服務功能要求不斷提高,浙江、福建等省著手對現有小型水電站實施改造、限制、退出的政策,明確生態流量標準,建立生態流量放流制度,同時在補償政策方面進行了積極探索。這是一個社會生態效益和企業發電效益雙贏的政策,值得廣泛推廣。但考慮到全國需要改造、限制、退出的小型水電站數量眾多,如不能調動企業積極性,單靠政府補貼勢必大幅度增加財政負擔,因此建議研究綜合補償政策。如,政府通過幫助解決小型水電站電價不落實、發電上網難等問題,實行改造、限制前后的差別電價,使企業泄放生態流量得到補償。對主動退出的電站給予適當補償等政策,調動小水電企業走綠色發展道路的積極性。
a. 推動河湖生態流量監測預警體系的建設。實施長期監測和評估是生態流量管理必須開展的工作。從國外相關生態流量保障的案例來看,生態流量管理成功的流域均是經過了20~40年不等的長時間監測評估,不斷修正生態流量過程才取得成功。如美國的持續性河流計劃花了15年時間、南非花了31年才達成目標,英國的肯尼特河花了27年。因此,我國需加快構建系統的河湖生態流量監測預警體系,加快河流重要控制斷面及跨行政區斷面監測站點建設,完善河湖生態流量監測站網,實現重要斷面、省界斷面生態流量監測全覆蓋,重點加強平、枯水期流量監測能力,提高小流量測驗精度。水庫、水電站、閘壩等各類涉水工程管理單位,限期完善水文監測和實時監控設施,對口門引提水、閘門啟閉等實現在線監控。加強流域、區域生態流量信息的及時報送,提高生態流量監測的針對性和實效性,逐步實現監測圖像、數據的實時報送。將河流生態流量監測數據納入全國水資源信息管理系統,建立監測預警平臺,實現數據共享和動態更新,逐步建立河湖生態流量監測預警信息發布機制。
b. 完善河湖生態流量保障監督考核制度。將河湖生態流量監管作為各級政府最嚴格水資源管理和河長制、湖長制工作的重要內容,將河湖生態流量滿足程度作為考核的核心指標,進一步強化河湖生態流量保障在最嚴格水資源管理制度和河長制、湖長制工作中的地位,強化地方各級政府責任,嚴格考核評價和監督,逐級傳遞壓力,形成齊抓共管的良好局面。明確生態流量監管要求,以及主管部門和其他相關單位職責,加強跨區域、跨部門聯動機制建設,建立基于多目標管理的生態流量保障長效機制。加強監督管理和責任追究制度建設,研究出臺行政區域和涉水工程生態流量保障考評制度。積極探索建立生態流量保障公眾參與機制,提高生態流量工作的公眾參與及監督管理水平。
由于人類活動和氣候變化的影響,水資源可利用量的不確定性增加,生態流量保障實踐面臨著挑戰。應加快推進河流生態流量機理研究、濕地生態水量研究、季節性河流生態流量目標研究、生態流量調度和汛限水位的關系研究、閘壩生態流量調度關鍵技術研究、黃河水沙情勢變化基礎
研究、黃河干流和重要支流功能性不斷流調度指標研究、黃河水量多目標調控的水資源綜合調度關鍵技術研究、黃河干流骨干工程調度措施研究、太湖水生高等植被生長與太湖水位的關系研究、水利水電工程精細化調度管理關鍵技術研究等重大理論技術研究,為生態流量保障工作提供理論支撐。
a. 我國生態流量的保障工作仍處于起步探索階段,各部門、各行業對生態流量的認識還存在一定的差異,從國家層面開展頂層設計和制度設計,統一認識,形成合力,是我國系統開展生態流量工作的基礎。
b. 生態流量的保障工作是一項長期的工作,不能一蹴而就,需要實施探索、監測反饋、調整適應,通過數十年的持續工作,尋找與生態系統相適應的生態流量過程,最后才能達到生態流量保障工作的效果。
c. 生態流量的保障工作需要因地制宜、因河施策,保障工作必須符合河流的天然特性和自然規律,工程措施和非工程措施需有機結合,切忌一刀切,要突出保障措施的適應性和可操作性。
d. 生態流量的保障工作需要利益相關者與公眾的共同參與,科學合理協調生活、生產、生態用水,因地制宜地建設生態流量保障對策措施。