李增強(qiáng)，尹璞

（1.海河水利委員會(huì)漳衛(wèi)南運(yùn)河管理局，山東德州253009；2.漳衛(wèi)南運(yùn)河邢衡河務(wù)局，河北邢臺(tái)054901）

從岳城水庫(kù)調(diào)度運(yùn)用淺議河道生態(tài)調(diào)度

李增強(qiáng)1，尹璞2

（1.海河水利委員會(huì)漳衛(wèi)南運(yùn)河管理局，山東德州253009；2.漳衛(wèi)南運(yùn)河邢衡河務(wù)局，河北邢臺(tái)054901）

將生態(tài)和防洪、興利調(diào)度統(tǒng)籌考慮，逐步實(shí)現(xiàn)水資源管理的轉(zhuǎn)變，將成為今后水庫(kù)調(diào)度的主要發(fā)展方向。通過(guò)分析岳城水庫(kù)調(diào)度運(yùn)用現(xiàn)狀，探討下游河道生態(tài)需水量問(wèn)題，在研究岳城水庫(kù)死水位以上可調(diào)水量的基礎(chǔ)上，嘗試轉(zhuǎn)變水庫(kù)當(dāng)前調(diào)度運(yùn)用方式，以逐步實(shí)現(xiàn)漳河水量統(tǒng)一調(diào)度和下游河道的水生態(tài)環(huán)境修復(fù)。

生態(tài)調(diào)度；生態(tài)需水量；死水位；水庫(kù)

1 引言

岳城水庫(kù)位于河北省磁縣與河南省安陽(yáng)縣交界處，控制流域面積18 100 km2，占漳河山區(qū)面積的99%，是漳河上游一座以防洪為主兼有灌溉、供水、發(fā)電綜合效益的大型水利樞紐?；谏鲜瞿繕?biāo)，自1970年岳城水庫(kù)建成以來(lái)，漳河河道除汛期岳城水庫(kù)被動(dòng)棄水和少數(shù)年份向下游實(shí)施應(yīng)急性生態(tài)調(diào)水外，多數(shù)時(shí)間常年斷流。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，包括城鄉(xiāng)工農(nóng)業(yè)和生活用水在內(nèi)的水資源需求目前已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)漳河水資源的承載能力，占用和擠壓了下游生態(tài)環(huán)境需水量，這是導(dǎo)致漳河常年斷流的最根本原因。

建設(shè)生態(tài)文明，實(shí)現(xiàn)發(fā)展轉(zhuǎn)變，將防洪、興利和生態(tài)綜合統(tǒng)籌的調(diào)度體系將是今后水資源調(diào)度的主要發(fā)展方向。通過(guò)總結(jié)近年岳城水庫(kù)實(shí)際調(diào)度運(yùn)用情況，分析當(dāng)前調(diào)度方式中存在的突出問(wèn)題，基于生態(tài)調(diào)度理念和發(fā)展方向，嘗試轉(zhuǎn)變?cè)莱撬畮?kù)現(xiàn)有調(diào)度方式，探討岳城水庫(kù)和下游河道水生態(tài)調(diào)度的目標(biāo)和今后發(fā)展方向。

2 生態(tài)調(diào)度的概念和發(fā)展

提出生態(tài)調(diào)度概念是基于水庫(kù)管理運(yùn)用觀念的轉(zhuǎn)變，這種觀念轉(zhuǎn)變體現(xiàn)在水庫(kù)在防洪和興利調(diào)度的同時(shí)，將水生態(tài)環(huán)境的修復(fù)目標(biāo)作為綜合調(diào)度內(nèi)容之一，現(xiàn)階段生態(tài)調(diào)度的主要內(nèi)容有生態(tài)需水調(diào)度、生態(tài)洪水調(diào)度、水質(zhì)調(diào)度、泥沙調(diào)度、生態(tài)因子調(diào)度和綜合調(diào)度。在世界上，許多國(guó)家開(kāi)展了生態(tài)調(diào)度實(shí)踐，其中尤以美國(guó)和澳大利亞等西方發(fā)達(dá)國(guó)家水平最高，包括美國(guó)的田納西流域生態(tài)調(diào)度、科羅拉多河格倫峽谷大壩的適應(yīng)性管理和澳大利亞墨累—達(dá)令河的生態(tài)調(diào)度等[1]。

國(guó)內(nèi)從2000年以來(lái)，以黃河水量統(tǒng)一調(diào)度、確保黃河不斷流為標(biāo)志，在黃河、珠江、嫩江、海河、太湖、淮河等流域都陸續(xù)開(kāi)展了生態(tài)調(diào)度實(shí)踐，包括漳衛(wèi)南運(yùn)河流域在內(nèi)的“引岳濟(jì)淀”“引岳入衡（水湖）”和“引岳濟(jì)港（南大港）”等生態(tài)補(bǔ)水實(shí)踐。這些生態(tài)調(diào)度的主要特點(diǎn)是：調(diào)度的實(shí)施主要是應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害或生態(tài)災(zāi)難的應(yīng)急性調(diào)度，并且主要通過(guò)行政手段實(shí)施（在珠江、黃河等部分流域內(nèi)也出現(xiàn)了由實(shí)驗(yàn)性、應(yīng)急性的調(diào)度逐步向生產(chǎn)運(yùn)行的制度化調(diào)度發(fā)展的趨勢(shì)）；生態(tài)調(diào)度仍以改善水質(zhì)和河道結(jié)構(gòu)為主要目標(biāo)；比較重視洪水資源化與生態(tài)調(diào)度的有機(jī)結(jié)合；已逐漸認(rèn)同流域水量統(tǒng)一調(diào)度，需要進(jìn)一步加強(qiáng)流域綜合管理的理念[1]。

如何將防洪、興利調(diào)度與維護(hù)水生態(tài)環(huán)境良性運(yùn)行的目標(biāo)相結(jié)合，研究并逐步實(shí)施基于生態(tài)需求的水庫(kù)調(diào)度運(yùn)行模式，是今后岳城水庫(kù)調(diào)度發(fā)展的方向和面臨的突出問(wèn)題。

3 岳城水庫(kù)調(diào)度運(yùn)用現(xiàn)狀分析

對(duì)1993—2012年岳城水庫(kù)實(shí)際運(yùn)用情況研究，并選取主要技術(shù)指標(biāo)分析。

岳城水庫(kù)當(dāng)前調(diào)度按水利部“水汛〔1992〕70號(hào)”文件執(zhí)行，即“主汛期（7月1日—8月10日）汛限水位為134m，起調(diào)水位132m。8月11—20日為過(guò)渡期，水位控制最高不超過(guò)141m，8月21日—9月30日汛限水位145m”。1993—2012年岳城水庫(kù)歷年運(yùn)用主要技術(shù)指標(biāo)，見(jiàn)表1。

表1 1993—2012年岳城水庫(kù)歷年調(diào)度運(yùn)用主要技術(shù)指標(biāo)

通過(guò)表1數(shù)據(jù)，作出如下分析：

（1）主汛期后不同控制水位作用。主汛期后水位分級(jí)控制體現(xiàn)了國(guó)家對(duì)岳城水庫(kù)后期蓄水作用的認(rèn)可和重視，除1996年大洪水年份外，其他年份8月11日和9月1日均沒(méi)有達(dá)到141和145m的相應(yīng)控制水位，故從岳城水庫(kù)實(shí)際調(diào)度運(yùn)用看，主汛期后水位分級(jí)控制對(duì)于提高汛后蓄水量意義不是很大。

（2）主汛期（7月1日—8月10日）汛限水位（134m）的控制作用更為重要。但該水位必須嚴(yán)格執(zhí)行，這樣調(diào)度的后果往往是主汛期被動(dòng)棄水而汛后無(wú)水可蓄，在這20年中除1996年外在7—8月棄水年份的9年中共有6年（1994、1997、2001、2002、2006和2008年）。

（3）漳河上下游水量調(diào)配嚴(yán)重不均。采用現(xiàn)有調(diào)度方式，近20年中漳河河道全年斷流年份（當(dāng)年9月到次年6月）共有13年，占比65%，其中1997—2002、2008—2011年岳城水庫(kù)遭遇連續(xù)枯水年，漳河更是連年斷流，而岳城水庫(kù)以上四大引水渠同期（1997—2002年）年均引水量為4.319×108m3，可見(jiàn)漳河上下游水量調(diào)配嚴(yán)重不合理。

（4）年際調(diào)度難度大，多年平均情況對(duì)于實(shí)際調(diào)度指導(dǎo)意義不強(qiáng)。從多年平均值看，岳城水庫(kù)供水量（只考慮邯鄲、安陽(yáng)兩市，未考慮白洋淀、衡水湖等應(yīng)急生態(tài)補(bǔ)水）近10年均值為1.316×108m3，觀臺(tái)徑流量（1.496×108m3）可以滿足需要，而9月1日的水庫(kù)平均蓄水量（2.128×108m3）扣除死水位蓄水量（0.387×108m3）和水面蒸發(fā)滲漏量（近似計(jì)算每年約0.5×108m3）等后的1.241×108m3水量就可以泄入漳河進(jìn)行生態(tài)調(diào)度。實(shí)際上漳河多年平均下泄量?jī)H為0.85×108m3，一方面說(shuō)明年際來(lái)水量嚴(yán)重不均，豐水年份補(bǔ)償了枯水年份水量；另一方面則說(shuō)明了水庫(kù)生態(tài)調(diào)度的難度。

4 下游河道生態(tài)調(diào)度與水庫(kù)運(yùn)用方式轉(zhuǎn)變

目前，圍繞實(shí)施漳衛(wèi)南運(yùn)河生態(tài)調(diào)度最突出的問(wèn)題就是生態(tài)調(diào)度目標(biāo)和水源問(wèn)題。在調(diào)度方案的編制中，首先應(yīng)明確下游需要保護(hù)的目標(biāo)，根據(jù)保護(hù)目標(biāo)對(duì)生態(tài)環(huán)境的要求，確定維持下游生態(tài)功能不受到損害的下泄水流量，這一流量稱(chēng)為河道生態(tài)需水量[2]。由于人為水量調(diào)度，部分水利水電工程在枯水期不能滿足下游河道的生態(tài)需水要求，需要保證下泄最小生態(tài)需水量，即維系和保護(hù)河流的最基本生態(tài)功能不受破壞必須在河道內(nèi)保留的最小水量[2]。

4.1 下游生態(tài)需水量

當(dāng)前包括生態(tài)需水量在內(nèi)的生態(tài)調(diào)度理論還不夠成熟。生態(tài)需水量的計(jì)算方法很多，主要與河流生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀、河流管理目標(biāo)、河流生態(tài)系統(tǒng)功能等密切相關(guān)，而確定生態(tài)需水過(guò)程應(yīng)該是一個(gè)反復(fù)的復(fù)雜過(guò)程，需要在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)對(duì)生態(tài)流量推薦方案不斷加以完善。目前，漳衛(wèi)南運(yùn)河岳城水庫(kù)以下河道的生態(tài)需水量正在研究，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)的研究結(jié)論是“當(dāng)以7.13m3/s作為壩下河道的生態(tài)需水量時(shí)，在4—9月期間生態(tài)系統(tǒng)可處于接近一般的狀態(tài)，在10月—次年3月期間可使生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到良好以上的狀態(tài)”[3]。由此確定的年生態(tài)需水量為2.25×108m3。

近期來(lái)看，生態(tài)調(diào)度的水源主要依賴(lài)岳城水庫(kù)以上漳河流域。

4.2 水庫(kù)運(yùn)用方式轉(zhuǎn)變

目前可以嘗試調(diào)整的是非汛期的運(yùn)用方式。借鑒近年黃河“調(diào)水調(diào)沙”實(shí)踐[4]，下面對(duì)岳城水庫(kù)汛前死水位以上蓄水量運(yùn)用方式作一探討。

考慮到岳城水庫(kù)上游來(lái)水量年際變化明顯的實(shí)際，如果單純采取年平均計(jì)算，那么不能完全反映水庫(kù)的實(shí)際運(yùn)用情況，現(xiàn)采用頻率計(jì)算分析方法，取頻率50%為平水年份、頻率75%為枯水年份，通過(guò)頻率計(jì)算可得如下成果：平水年份（典型年2008年）和枯水年份（典型年1997年），扣除岳城水庫(kù)供水和蒸發(fā)等，死水位以上可向漳河調(diào)配的水量分別為0.846×108、0.375×108m3。充分挖掘死水位以上水量潛力，預(yù)先制定并實(shí)施生態(tài)調(diào)度方案，在確?？菟攴莺惡桶碴?yáng)兩市城市用水不遭到破壞的前提下，嘗試在7月1日前將庫(kù)水位降至死水位附近，平水年份將可以向漳河調(diào)配水量0.846×108m3，枯水年份可向漳河調(diào)配水量0.375×108m3；再采用頻率計(jì)算方式，對(duì)觀臺(tái)年徑流量（7月—次年6月）計(jì)算，供水保證率為90%的岳城水庫(kù)來(lái)水量為0.304×108m3，比邯鄲、安陽(yáng)兩市年均城市用水量（0.416×108m3）略少。

按上述確定的生態(tài)流量計(jì)算，在平水年份、枯水年份岳城水庫(kù)可持續(xù)生態(tài)泄水分別為137、61 d，生態(tài)修復(fù)作用十分明顯。

另外，在水量有保障的前提下，對(duì)于維系河道生態(tài)系統(tǒng)的水流流態(tài)也要作出相應(yīng)調(diào)整，如模擬天然河流的高流量脈沖借以塑造河道形態(tài)和促進(jìn)水生物生存繁衍等[5]，水庫(kù)運(yùn)用方式必須轉(zhuǎn)變才能適應(yīng)這種要求。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，立足漳衛(wèi)南運(yùn)河實(shí)際，要實(shí)現(xiàn)岳城水庫(kù)生態(tài)調(diào)度乃至漳衛(wèi)南運(yùn)河下游河道（包括河口）的生態(tài)調(diào)度，需要重點(diǎn)研究或解決以下幾個(gè)主要問(wèn)題。

（1）改變工作思路，實(shí)現(xiàn)觀念轉(zhuǎn)變。依托漳衛(wèi)南運(yùn)河管理局實(shí)現(xiàn)“三大轉(zhuǎn)變”的工作背景，將生態(tài)調(diào)度和防洪興利統(tǒng)籌考慮，研究漳衛(wèi)南運(yùn)河水量調(diào)度綜合系統(tǒng)，建立完善的綜合調(diào)度體系，以觀念的轉(zhuǎn)變來(lái)促進(jìn)工作方式的轉(zhuǎn)變。

（2）依托漳衛(wèi)南運(yùn)河管理局“五大支撐系統(tǒng)”，以岳城水庫(kù)生態(tài)調(diào)度研究為切入點(diǎn)，通過(guò)生態(tài)調(diào)度理論研究和技術(shù)創(chuàng)新，借助“濕潤(rùn)漳河”方案的規(guī)劃和實(shí)施，實(shí)現(xiàn)洪水資源生態(tài)調(diào)度領(lǐng)域內(nèi)的重要技術(shù)突破，并通過(guò)洪水資源生態(tài)調(diào)度系統(tǒng)促進(jìn)水資源監(jiān)測(cè)和水資源立體調(diào)配等其他“支撐系統(tǒng)”的研究和發(fā)展?！皾駶?rùn)漳河”生態(tài)調(diào)度可能需要解決或面臨的技術(shù)問(wèn)題主要有岳城水庫(kù)生態(tài)調(diào)度模型、漳河枯季徑流預(yù)報(bào)、岳城水庫(kù)以下漳河河道演變、漳河下游水文站網(wǎng)布置監(jiān)測(cè)（含地下水）和漳河河流健康體系水生態(tài)技術(shù)評(píng)價(jià)等。

（3）組織和制度保證是實(shí)現(xiàn)生態(tài)調(diào)度的關(guān)鍵。尋求部委等上級(jí)機(jī)關(guān)支持，制定出臺(tái)合理有效的漳河水量統(tǒng)一調(diào)度管理?xiàng)l例，形成生態(tài)調(diào)度水量保障的長(zhǎng)效機(jī)制。當(dāng)前宜將岳城水庫(kù)以上水量調(diào)度作為重點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)漳河流域水資源的統(tǒng)一調(diào)配。正如前文所述，如果在岳城水庫(kù)枯水年份從四大引水渠引水量中適當(dāng)向邯鄲和安陽(yáng)兩市調(diào)劑，那么岳城水庫(kù)就不會(huì)發(fā)生供水破壞的風(fēng)險(xiǎn)。

[1]王遠(yuǎn)坤.水庫(kù)調(diào)度新概念[N].中國(guó)水利報(bào)，2008-09-18.

[2]楊志峰，崔保山，劉靜玲，等.生態(tài)環(huán)境需水量理論、方法與實(shí)踐[M].北京：科學(xué)出版社，2003.

[3]中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué).岳城水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程環(huán)境影響報(bào)告書(shū)[R].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，2008.

[4]萬(wàn)占偉，羅秋實(shí)，郭選英.黃河調(diào)水調(diào)沙有關(guān)問(wèn)題的探討[J].華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，（3）.

[5]陳藝偉.面向生態(tài)需求的水庫(kù)群洪水資源調(diào)度方式研究[D].南京：南京水利科學(xué)研究院，2009.

TV213.4；X522

B

1004-7328（2014）06-0001-03

10.3969/j.issn.1004-7328.2014.06.001

2014-08-20

李增強(qiáng)（1976-），男，高級(jí)工程師，主要從事防汛抗旱和水量調(diào)度工作。