石佛寺水庫(kù)綜合利用規(guī)劃與生態(tài)水庫(kù)建設(shè)初探

梁文章 韓永升 孫強(qiáng) 李穎卓，2

1，遼寧省石佛寺水庫(kù)工程建設(shè)管理局 110129；

2，沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)水利學(xué)院 110161

石佛寺水庫(kù)綜合利用規(guī)劃與生態(tài)水庫(kù)建設(shè)初探

梁文章1韓永升1孫強(qiáng)1李穎卓1，2

1，遼寧省石佛寺水庫(kù)工程建設(shè)管理局 110129；

2，沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)水利學(xué)院 110161

目前我國(guó)水庫(kù)庫(kù)容設(shè)計(jì)和水庫(kù)調(diào)度是以防洪與興利為主，對(duì)庫(kù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的考慮較少，生態(tài)水庫(kù)建設(shè)沒(méi)有形成理論體系更缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)?！妒鹚滤畮?kù)蓄水試驗(yàn)應(yīng)急防護(hù)工程實(shí)施方案》經(jīng)過(guò)5次方案論證，實(shí)施中充分考慮水利工程學(xué)與景觀學(xué)、生物科學(xué)、美學(xué)等相關(guān)學(xué)科的結(jié)合。本文就石佛寺水庫(kù)生物工程的實(shí)施對(duì)如何實(shí)現(xiàn)生態(tài)水庫(kù)提出了一些初步設(shè)想，對(duì)水庫(kù)生態(tài)建設(shè)及旅游開(kāi)發(fā)進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，并建立了適合本水庫(kù)的防洪興利生態(tài)運(yùn)用管理方式。

石佛寺水庫(kù)；生態(tài)調(diào)度；綜合規(guī)劃

1、水庫(kù)概況

遼河石佛寺水庫(kù)是遼河干流唯一的一座控制性工程，屬河道型平原水庫(kù)。水庫(kù)主副壩全長(zhǎng)42.6km，泄洪閘16孔，總寬248.5m。工程范圍跨越兩市三縣（區(qū)），于2005年底完成全部工程并已提前發(fā)揮防洪作用。

壩址位于沈陽(yáng)市沈北新區(qū)黃家鄉(xiāng)和法庫(kù)縣依牛堡鄉(xiāng)，距沈陽(yáng)市區(qū)約47km。壩址以上流域面積164786km2，其中省內(nèi)流域面積16161km2。庫(kù)區(qū)淹沒(méi)范圍為50. 41km2,回水長(zhǎng)度21.17km。淹沒(méi)區(qū)涉及沈北新區(qū)黃家鄉(xiāng)、法庫(kù)縣依牛堡鄉(xiāng)和鐵嶺縣新臺(tái)子鎮(zhèn)、阿吉鎮(zhèn)、凡河鎮(zhèn)共三個(gè)縣區(qū)、5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、24個(gè)自然屯。

2、合理利用自然條件建設(shè)生態(tài)水庫(kù)

2.1 氣候條件的利用

石佛寺水庫(kù)所在的沈陽(yáng)市沈北新區(qū)地處中緯度，屬溫帶大陸性氣候。春季日射增強(qiáng)，冷空氣勢(shì)力減弱，氣溫回升快，風(fēng)大干旱；夏季盛行東南季風(fēng)，炎熱潮濕，雨量集中，多連陰雨、暴雨天氣；秋季西北季風(fēng)開(kāi)始增強(qiáng)，日射減弱，氣溫迅速下降；冬季盛行西北風(fēng)，北方干冷空氣頻繁入侵，氣候嚴(yán)寒。平原風(fēng)大，降雨集中，年降雨量700mm左右，主要集中在6～9月份，約占全年降雨量的70%以上，年蒸發(fā)量1700mm左右，壩址附近年平均氣溫7.4℃左右，年最大風(fēng)速為24～28m/ s.

2.2 土壤條件的利用

本次蓄水生物工程的石佛寺水庫(kù)庫(kù)區(qū)位于下遼河斷陷平原遼河沖洪積扇的中部。在地貌成因類型上，該區(qū)域?qū)儆诙逊e地形。地下水埋深在漫灘處一般為0.5～3.7m，在階地處大于4m。地下水位年變幅為0.4～3. 0m,水力坡度多數(shù)為0.4～0.6‰，河灘地平坦、面積大，非常適宜建設(shè)人工濕地。

3、工程成效

實(shí)施植物工程對(duì)改善河流及庫(kù)區(qū)水質(zhì)、保障堤岸穩(wěn)定、防止庫(kù)區(qū)沙化、改善庫(kù)區(qū)環(huán)境景觀，促進(jìn)河流健康發(fā)展具有重要意義。依據(jù)《遼寧省重點(diǎn)河流河道生態(tài)工程建設(shè)規(guī)劃草案》確定的指導(dǎo)思想和目標(biāo)，將改善生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)人與自然和諧作為重要任務(wù)。通過(guò)實(shí)施庫(kù)區(qū)濕地的水生植物種植、主副壩防護(hù)戧臺(tái)、人工島嶼、明沈公路兩側(cè)喬、灌、草種植及原有林木保護(hù)建設(shè)等項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)水庫(kù)生態(tài)良性循環(huán)。蓄水位46. 2m方案，水面面積達(dá)到16.13km2，占水庫(kù)總淹沒(méi)面積的32%。

2009 年5 月18 日，遼河石佛寺水庫(kù)蓄水試驗(yàn)應(yīng)急防護(hù)工程生物工程基本完工，主要完成栽植楊樹(shù)3.2萬(wàn)株，柳樹(shù)2.8萬(wàn)株，杞柳8.2萬(wàn)株，水臘5.06萬(wàn)株，共栽植樹(shù)木19.3萬(wàn)株；完成栽植蘆葦142公頃，蒲草29. 5公頃，共栽植水生植物171.5公頃；種植苜蓿草58.6公頃。

4、水庫(kù)生態(tài)調(diào)度

4.1 石佛寺水庫(kù)防洪興利生態(tài)調(diào)度

水庫(kù)生態(tài)調(diào)度主要包含: a生態(tài)需水調(diào)度；b人造洪峰調(diào)度；c泥沙調(diào)度；d水生生物習(xí)性調(diào)度。包括水體氣體飽和度、溫度、動(dòng)能、營(yíng)養(yǎng)成分等。石佛寺水庫(kù)為確保生物工程的成果低水位蓄水試運(yùn)用，水深淺、水面大，在保證庫(kù)水位方面難度很大，平時(shí)水庫(kù)敞泄對(duì)下游水生生態(tài)系統(tǒng)影響較小，石佛寺水庫(kù)生態(tài)調(diào)度初期考慮的重點(diǎn)是庫(kù)區(qū)生態(tài)用水、改善水質(zhì)、形成區(qū)域小氣候，充分利用水動(dòng)力學(xué)原理，改變污染物在水庫(kù)中的輸移和擴(kuò)散規(guī)律以及營(yíng)養(yǎng)物濃度場(chǎng)的分布，從而影響生物群落的演替和生物自凈作用的變化。通過(guò)對(duì)庫(kù)水位或水滯留時(shí)間的調(diào)節(jié)，對(duì)藻類種類組成和現(xiàn)存量進(jìn)行調(diào)控，其機(jī)理是破壞大型藻類的生存條件，并且對(duì)營(yíng)養(yǎng)和藻類的現(xiàn)存量起到稀釋的作用，是改善水庫(kù)水質(zhì)的有效途徑。

圖1是石佛寺水庫(kù)生物工程實(shí)施后為保證庫(kù)水位46.2m，必須經(jīng)常開(kāi)啟閘門(mén)進(jìn)行微調(diào)，這給水庫(kù)調(diào)度帶來(lái)了很多困難并增加了調(diào)度費(fèi)用。

在現(xiàn)狀泄洪閘16孔中利用3孔，增設(shè)開(kāi)敞式溢流堰。蓄水調(diào)度運(yùn)用方式：以自由溢流為主，閘門(mén)配合控制為輔的方式。改變現(xiàn)狀全部利用泄洪閘門(mén)控制的方式。

為了科學(xué)的總結(jié)蓄水后生態(tài)建設(shè)帶來(lái)的效益，石佛寺水庫(kù)投入資金進(jìn)行庫(kù)區(qū)內(nèi)外、地表與地下水監(jiān)測(cè)和庫(kù)外浸沒(méi)監(jiān)測(cè)及地形測(cè)量，并編制了石佛寺水庫(kù)防洪興利生態(tài)調(diào)度運(yùn)用方案。

工程的運(yùn)用方式，汛期空庫(kù)迎洪，非汛期蓄水。即：汛期蓄水進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度，空庫(kù)迎洪，滿足水庫(kù)的防洪要求；汛后落閘蓄水。

a.9月10日～11月14日可蓄水至46.2m水位；

b.11月15日～3月14日可蓄水至45.0m水位，槽蓄；

c.3月15日～6月30日可蓄水至46.2m水位；

d.7月1日～9月9日在汛期分兩種情況進(jìn)行運(yùn)用。

正常期：可蓄水至46.2m水位；

洪水期：通過(guò)水情測(cè)報(bào)，發(fā)生洪水時(shí)水庫(kù)進(jìn)行預(yù)泄實(shí)時(shí)調(diào)度，滿足滯洪水庫(kù)的防洪要求。

4.2 石佛寺水庫(kù)生態(tài)調(diào)度需要進(jìn)一步解決的技術(shù)問(wèn)題

石佛寺水庫(kù)防洪興利生態(tài)調(diào)度是2009年5月生物工程實(shí)施后提出的，需要進(jìn)一步解決的技術(shù)問(wèn)題主要有：分析研究庫(kù)區(qū)范圍內(nèi)不同保護(hù)對(duì)象所依存的生態(tài)環(huán)境因子與水庫(kù)調(diào)度之間的關(guān)系,確定水庫(kù)生態(tài)調(diào)度的保護(hù)目標(biāo)、最佳調(diào)水時(shí)間和調(diào)水量。水庫(kù)生態(tài)調(diào)度參數(shù)的定量描述、生態(tài)調(diào)水價(jià)值定量評(píng)價(jià)方法及遼河流域水庫(kù)湖泊群的聯(lián)合調(diào)度等技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行研究，不斷優(yōu)化石佛寺水庫(kù)生態(tài)調(diào)度方案。

5、長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃

規(guī)劃水平年確定為2010年。

一期規(guī)劃：計(jì)劃在2008～2009年完成庫(kù)區(qū)生態(tài)治理任務(wù)。按石佛寺蓄水試驗(yàn)應(yīng)急防護(hù)工程實(shí)施方案進(jìn)行。

二期規(guī)劃：計(jì)劃在2010～2011年在一期的生態(tài)治理基礎(chǔ)上結(jié)合庫(kù)區(qū)內(nèi)旅游業(yè)發(fā)展的需求完成各功能的園林景觀綠化。

三期規(guī)劃：計(jì)劃在2012～2015年完成與旅游業(yè)發(fā)展的各項(xiàng)功能場(chǎng)所的植物綠化措施。

5.1 水庫(kù)生態(tài)治理

5.1.1 一期規(guī)劃

按照統(tǒng)一規(guī)劃布局，選擇具有代表性的區(qū)域、斷面進(jìn)行典型設(shè)計(jì)。庫(kù)區(qū)綠化總體分為兩個(gè)功能區(qū)：明沈公路以下至水庫(kù)泄洪閘為濕地生態(tài)區(qū)；明沈公路以上至原西小河河道（征地邊線）為林草綠化區(qū)。按綠化設(shè)計(jì)方案分為：蘆葦種植區(qū)、主河槽綠化區(qū)、水道綠化區(qū)、防護(hù)戧臺(tái)區(qū)、人工島嶼與明沈公路兩側(cè)綠化區(qū)、牧草種植區(qū)、原有林木保護(hù)區(qū)。

5.1.2 二期規(guī)劃

在實(shí)施一期規(guī)劃的植物設(shè)計(jì)方案基礎(chǔ)上，結(jié)合旅游業(yè)發(fā)展進(jìn)一步規(guī)劃各功能區(qū)的綠化設(shè)計(jì)，二期綠化設(shè)計(jì)著重體現(xiàn)園林景觀綠化與旅游業(yè)開(kāi)發(fā)相融合的綠化設(shè)計(jì)，突出景觀自然性、生態(tài)多樣性、區(qū)域綜合性、生態(tài)治理科學(xué)性、植物景觀持續(xù)性和易操作性的規(guī)劃方案。本期規(guī)劃充分完善防護(hù)戧臺(tái)區(qū)、牧草種植區(qū)、明沈公路兩側(cè)綠化區(qū)及人工島嶼區(qū)。

圖1 石佛寺壩上水位過(guò)程線

5.1.3 三期規(guī)劃

在一、二期生態(tài)治理規(guī)劃基礎(chǔ)上，充分完善綠化設(shè)計(jì)不足之處和旅游業(yè)開(kāi)發(fā)運(yùn)行過(guò)程中造成的損壞及各功能場(chǎng)所的綠化設(shè)計(jì)。

5.2 庫(kù)區(qū)旅游開(kāi)發(fā)

充分發(fā)揮旅游業(yè)在未來(lái)將作為石佛寺水庫(kù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略思想。發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì)，利用優(yōu)惠政策，以沈北新區(qū)旅游業(yè)的發(fā)展為契機(jī)和導(dǎo)向，按照沈陽(yáng)市將怪坡、石佛寺、七星山規(guī)劃為一條旅游觀光帶的方案，開(kāi)發(fā)以生態(tài)度假、水岸觀光、民俗風(fēng)情、商務(wù)會(huì)議、餐飲娛樂(lè)、休閑中心等為主題的富有地方特色、參與性強(qiáng)、多樣性的旅游產(chǎn)品。努力把石佛寺水庫(kù)建設(shè)成為沈陽(yáng)市近郊區(qū)生態(tài)宜人、水美、景美的氧吧。

5.2.1 一期規(guī)劃

按照旅游開(kāi)發(fā)的指導(dǎo)思想及規(guī)劃目標(biāo)，充分利用石佛寺水庫(kù)以生態(tài)建設(shè)及園林景觀為主的防護(hù)戧臺(tái)區(qū)、牧草種植區(qū)、明沈公路兩側(cè)綠化區(qū)及人工島嶼區(qū)。結(jié)合各區(qū)域景觀及區(qū)位特點(diǎn)規(guī)劃生態(tài)度假村、水岸(道)觀光、民俗風(fēng)情、高爾夫球場(chǎng)、垂釣等旅游項(xiàng)目。

5.2.2 二期規(guī)劃

依托于一期規(guī)劃的基礎(chǔ)上，利用石佛寺水庫(kù)周邊區(qū)域發(fā)展商務(wù)會(huì)議、餐飲娛樂(lè)、休閑中心等綜合性旅游開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。

6、結(jié)語(yǔ)

石佛寺水庫(kù)生態(tài)工程實(shí)施后已在水流入庫(kù)、庫(kù)區(qū)內(nèi)部和出庫(kù)等位置布設(shè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)庫(kù)區(qū)地表水、地下水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與分析評(píng)價(jià)，編制各月、年度水質(zhì)變化報(bào)告，為水庫(kù)改善水質(zhì)提供科學(xué)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；采用水庫(kù)調(diào)度與生物工程措施相結(jié)合，確定最優(yōu)的水流流經(jīng)庫(kù)區(qū)時(shí)間，以達(dá)到改善水質(zhì)最優(yōu)化，最大限度的發(fā)揮生物工程凈化水質(zhì)的功能。

目前,對(duì)于濕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià),主要集中在自然濕地方面,對(duì)于人工濕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)很少。石佛寺水庫(kù)生態(tài)工程實(shí)施后對(duì)水庫(kù)濕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能組成及其價(jià)值特點(diǎn)將進(jìn)行進(jìn)一步的系統(tǒng)評(píng)價(jià)。

在生態(tài)水庫(kù)的研究方法上有待進(jìn)一步更新。對(duì)生態(tài)水庫(kù)的研究是一個(gè)較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程,其研究方法也應(yīng)綜合多學(xué)科的研究方法。將各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)模型、評(píng)價(jià)因子及相關(guān)計(jì)算方法集成到GIS中,利用“3S”技術(shù)對(duì)水庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)、水庫(kù)群的生態(tài)調(diào)度進(jìn)行大尺度的研究,并以GIS為基礎(chǔ),建立生態(tài)水庫(kù)的監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)、管理、控制系統(tǒng),使生態(tài)水庫(kù)的研究更加深入。

[1] 遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.石佛寺水庫(kù)蓄水試驗(yàn)應(yīng)急防護(hù)工程實(shí)施方案[R].

[2] 遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.石佛寺水庫(kù)蓄水泄洪閘孔口改造方案設(shè)計(jì)[R]. 2009.09

[3] 遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.石佛寺水庫(kù)資源綜合開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃提綱[R].