羅輝王昊張林

利用南水北調(diào)工程為南四湖、東平湖生態(tài)補水的幾點探討

羅輝1王昊1張林2

一、前言

南水北調(diào)工程是緩解我國北方地區(qū)水資源供需矛盾、支撐沿線區(qū)域經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的一項跨流域、基礎(chǔ)性重大戰(zhàn)略工程，除調(diào)水功能以外，還具備防洪排澇、航運和沿線自然生態(tài)系統(tǒng)保障等作用。2013年11月15日，南水北調(diào)東線一期工程試通水成功，標志著與膠東調(diào)水工程一起構(gòu)建的山東“T”字型調(diào)水大格局形成。通過骨干水網(wǎng)與南水北調(diào)配套工程和地方區(qū)域水網(wǎng)的“互聯(lián)互通”，實現(xiàn)了長江水、黃河水和本地水源的聯(lián)合調(diào)度與優(yōu)化配置，也為實現(xiàn)調(diào)水與防洪排澇、航運、改善生態(tài)環(huán)境等多元化功能提供了可能條件。

近年來，受自然環(huán)境及氣候變化等因素影響，以及社會經(jīng)濟發(fā)展對水資源需求的急速增長，山東境內(nèi)南四湖、東平湖兩大湖泊先后出現(xiàn)湖水位急劇降低，并面臨干涸、出現(xiàn)生態(tài)缺水危機。2002年，南四湖出現(xiàn)生態(tài)災(zāi)害，經(jīng)國家防總批準，利用江蘇江水北調(diào)工程和山東省臨時泵站，從長江應(yīng)急向南四湖生態(tài)調(diào)水，應(yīng)急調(diào)水工作共持續(xù)98d，取得了良好效果，這是利用水利工程跨流域調(diào)配水資源解決淡水湖泊生態(tài)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(diào)東線工程已經(jīng)建成并投入使用，整個區(qū)域的防汛抗旱能力得到顯著加強，利用新建南水北調(diào)東線工程進行跨流域應(yīng)急生態(tài)調(diào)水，就其工程基礎(chǔ)已完全具備了條件。本研究針對2014年、2015年兩湖的生態(tài)補水工作展開研究，對工作組織管理模式、發(fā)起機制、生態(tài)調(diào)水閾值及調(diào)水費用等問題進行了探討。

二、2014年南四湖應(yīng)急生態(tài)調(diào)水過程

1.應(yīng)急生態(tài)調(diào)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(xù)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(qū)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(qū)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(qū)漁業(yè)面臨絕產(chǎn)、航道斷航、生態(tài)環(huán)境急劇惡化，整個湖區(qū)面臨嚴重的生態(tài)危機。

2.應(yīng)急調(diào)水過程及組織、協(xié)調(diào)

南四湖旱情以及衍生的嚴峻生態(tài)問題引起國家、地方有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)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(jīng)國家防總、淮河防總、蘇魯兩省防指及國務(wù)院南水北調(diào)辦等單位應(yīng)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(diào)水由淮河防總統(tǒng)一負責應(yīng)急調(diào)度，蘇魯兩省負責轄區(qū)工程有關(guān)輸水及管理工作。

3.調(diào)水規(guī)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(qū)調(diào)引黃河水，通過梁濟運河、東魚河補充南四湖上級湖蓄水。調(diào)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(guān)閉，濟寧市國那里灌區(qū)繼續(xù)向上級湖補水，直至9月4日結(jié)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(diào)東線一期工程，經(jīng)西線藺家壩泵站向南四湖下級湖調(diào)水。調(diào)水自8月5日開始，至8月24日結(jié)束，歷時20d，共向南四湖下級湖調(diào)水8069萬m3。

4.效果評價

南四湖上級湖正常蓄水位34.2m，相應(yīng)湖面面積為582km2，庫容8.0億m3；下級湖正常蓄水位32.5m，相應(yīng)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(tài)水位（32.55m）0.28m，上級湖湖面面積接近372km2，較調(diào)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(tài)水位（31.05m）0.19m，湖面面積達到315km2，較調(diào)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(tài)應(yīng)急調(diào)水使干涸的南四湖重現(xiàn)生機，部分裸露的湖底重新恢復(fù)為濕地，保護了南四湖流域的自然生境，保障了沿湖工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活用水需求，促進了南四湖地區(qū)和諧穩(wěn)定，取得了顯著的生態(tài)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(diào)水補湖過程

南水北調(diào)東線工程于2015年4月開始實施2014～2015年度調(diào)水計劃，利用東平湖過路調(diào)蓄，向山東省魯北地區(qū)和膠東地區(qū)調(diào)水。4月23日～6月15日期間調(diào)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(diào)水時段雖與汛期有所重疊，但大汶河流域沒有出現(xiàn)強降雨，東平湖沒有形成入湖徑流。調(diào)水開始時東平湖水位39.40m，80d內(nèi)南水北調(diào)工程為東平湖補水7100萬m3，有效維持了東平湖的湖區(qū)生態(tài)環(huán)境，使得在調(diào)水結(jié)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(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，工業(yè)用水較少，農(nóng)業(yè)為第一用水大戶，農(nóng)業(yè)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(tǒng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)和近年來發(fā)展的旅游業(yè)對東平湖有水位需求。南水北調(diào)東線一期南四湖至東平湖段輸水與航運結(jié)合工程實施后，東平湖已從單純的防洪運用功能逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐苑篮闉橹?，兼顧調(diào)水、航運、旅游、養(yǎng)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(zhuǎn)變?yōu)槌Ｄ晷钏\用。根據(jù)多年實測水位資料統(tǒng)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(guān)利益各方都不節(jié)制用水，又沒有調(diào)水補充，則東平湖很可能會出現(xiàn)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(tài)與環(huán)境功能，必須設(shè)置生態(tài)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(diào)調(diào)水方案規(guī)定

水利部《南水北調(diào)東線一期工程水量調(diào)度方案》規(guī)定，南水北調(diào)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(diào)水補湖至該水位；當東平湖在39.3m水位以上時，南水北調(diào)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(qū)，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(diào)度方案中規(guī)定南水北調(diào)工程先補水后調(diào)水顯然是為保證魯北干線和膠東干線具備設(shè)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(diào)工程所難以承受的。而南水北調(diào)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(diào)水過程中容易導(dǎo)致各種矛盾，實際也難以執(zhí)行。

3.實際運行結(jié)果和需協(xié)調(diào)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(diào)工程過路輸水需要保持水位，而航運、農(nóng)業(yè)、湖泊本身蒸發(fā)滲漏損失需要水量。東平湖目前還沒有通航，南水北調(diào)工程2015年4～7月份的調(diào)水，事實上提供了東平湖農(nóng)業(yè)和蒸發(fā)滲漏水量。可參照南四湖上級湖的水量調(diào)度方案，由地方政府承擔最低生態(tài)水位以下的補湖水量；各利益相關(guān)方承擔最低生態(tài)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(diào)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(tài)調(diào)水的水量保障。南水北調(diào)工程通水后，東平湖調(diào)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(tài)為目的的調(diào)水，應(yīng)參照南四湖生態(tài)調(diào)水經(jīng)驗，建立東平湖生態(tài)調(diào)水機制：明確發(fā)起單位及地方政府、流域機構(gòu)和工程管理部門的職責；明確生態(tài)調(diào)水的啟動條件及生態(tài)需水量計算方法、水源、調(diào)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(tài)調(diào)水期間的東平湖用水管理、調(diào)水實施的監(jiān)督管理和爭議處理方式。

四、應(yīng)急調(diào)水有關(guān)問題的分析

1.應(yīng)急調(diào)水的組織發(fā)起及調(diào)度協(xié)調(diào)

2014年南四湖應(yīng)急調(diào)水的實際發(fā)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(xié)調(diào)方面考慮，地市為單位發(fā)起并不是最佳的選擇，涉及到后期的調(diào)水計劃制定、執(zhí)行以及跨流域調(diào)水工程的協(xié)調(diào)使用更顯步履維艱。從簡政放權(quán)提高工作效率、有利于促進整個應(yīng)急調(diào)水進程等方面考慮，應(yīng)急生態(tài)調(diào)水的發(fā)起需要明確與跨流域水資源調(diào)配更加相關(guān)的管理單位。根據(jù)《水法》等法規(guī)和水利部流域管理機構(gòu)職責規(guī)定，淮河流域機構(gòu)和黃河流域機構(gòu)有南四湖和東平湖生態(tài)環(huán)境管理和水量調(diào)度的責任，應(yīng)該分別是南四湖、東平湖生態(tài)調(diào)水合適的發(fā)起人。

2.應(yīng)急生態(tài)調(diào)水的費用核算

2014年引江補湖應(yīng)急生態(tài)調(diào)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(diào)一期干線工程下級湖片區(qū)平均水價0.36元/m3的基礎(chǔ)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(shè)計，直接套用并向上浮動并不符合生態(tài)應(yīng)急調(diào)水的公益性涵義。此外，應(yīng)急生態(tài)調(diào)水費用應(yīng)體現(xiàn)中央、省和地方政府對于與民相關(guān)公共事業(yè)的投入和支持，對于電費、稅費等水費“大頭”應(yīng)制定公益性調(diào)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(tài)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(guān)于南四湖、東平湖補水的生態(tài)水位討論

國內(nèi)已有多項關(guān)于南四湖生態(tài)需水量的研究成果見表1，2014年應(yīng)急生態(tài)調(diào)水有關(guān)文件中采用的最低生態(tài)水位分別為32.55m和31.05m。

據(jù)了解，目前東平湖沒有明確生態(tài)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?；跂|平湖功能的變化，并能與過去相關(guān)水位情況的有序銜接，建議東平湖采用的最低生態(tài)水位為38.80m，把南水北調(diào)調(diào)水控制水位39.30m設(shè)為新的死水位（保障地方生產(chǎn)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(tài)系統(tǒng)來講，最低生態(tài)水位已經(jīng)不能納入湖泊正常生態(tài)范圍。從湖泊濕地自然生態(tài)系統(tǒng)方面考慮，對重要湖泊不應(yīng)“臨危續(xù)命”，需要對其生態(tài)健康等級進行分級，建立“階梯式”的生態(tài)健康標準，確定各級別對應(yīng)的生態(tài)水位（見圖3），以指導(dǎo)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(tài)亞健康水位）啟動生態(tài)調(diào)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(jù)自然降水情況隨時終止調(diào)水計劃，是一種穩(wěn)妥型解決湖泊生態(tài)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(qū)域即各湖泊的死庫容水位，認為湖區(qū)處于生態(tài)亞健康狀態(tài)分別為31.5m、33m及39.3m。水位降落至低于圖3深灰色標記區(qū)域即最低生態(tài)水位，認為湖區(qū)已經(jīng)達到生態(tài)水位紅線。

2.關(guān)于建立湖泊生態(tài)調(diào)水響應(yīng)機制

近15年來，南四湖流域生態(tài)應(yīng)急調(diào)水已發(fā)生兩次，東平湖也根據(jù)需要開展了生態(tài)補水工作，對近幾次的生態(tài)調(diào)水經(jīng)驗進行分析和總結(jié)，就建立生態(tài)調(diào)水響應(yīng)機制提出以下幾個方面構(gòu)想。

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

二是明確生態(tài)調(diào)水的發(fā)起—組織、協(xié)調(diào)—配合單位及工作流程。生態(tài)調(diào)水響應(yīng)機制有利于水資源的高效、科學(xué)管理。依據(jù)《中華人民共和國抗旱條例》第七條關(guān)于“國家確定的重要江河、湖泊的防汛抗旱指揮機構(gòu)，由有關(guān)省、自治區(qū)、直轄市人民政府和該江河、湖泊的流域管理機構(gòu)組成，負責協(xié)調(diào)所轄范圍內(nèi)的抗旱工作”的規(guī)定，鑒于流域防汛抗旱總指揮部機構(gòu)的組成和權(quán)限，重要湖泊的生態(tài)補水發(fā)起及組織開展抗旱工作應(yīng)由流域防汛抗旱總指揮部機構(gòu)承擔，負責協(xié)調(diào)處理省際抗旱重大問題；國務(wù)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(gòu)、省際抗旱涉及省份防指、跨流域調(diào)水工程主管單位協(xié)調(diào)確定應(yīng)急生態(tài)調(diào)度計劃、水費及調(diào)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(xié)調(diào)，跨流域調(diào)水工程管理單位負責工程的運行管理及調(diào)水執(zhí)行。

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

對于國家重要淡水湖泊的生態(tài)性補水工作，從性質(zhì)上講與南水北調(diào)工程正常調(diào)水工作有明顯區(qū)別，其公益性、社會性屬性決定了其應(yīng)建立特殊的執(zhí)行標準，低于生態(tài)亞健康水位的生態(tài)調(diào)水費應(yīng)由財政承擔主要部分；低于生態(tài)最低水位的應(yīng)急調(diào)水，應(yīng)由財政全部承擔。其中應(yīng)急生態(tài)調(diào)水產(chǎn)生的費用，應(yīng)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(jīng)費《特大防汛抗旱補助費管理辦法》中專門有“抗旱設(shè)備添置費”等財政預(yù)算列支，對于利用南水北調(diào)現(xiàn)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(tài)補水費用，同時出臺有關(guān)稅費減免政策給予支持

（作者單位：1.山東省南水北調(diào)工程建設(shè)管理局2500132.南水北調(diào)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(shù)推廣項目“遠距離調(diào)水工程生態(tài)影響動態(tài)監(jiān)測技術(shù)研究（SDSLKY201404）”支持）