石佛寺水庫(kù)多目標(biāo)調(diào)度研究

柴曉利

（遼寧省觀音閣水庫(kù)管理局,遼寧 本溪 117100）

1 水庫(kù)常規(guī)調(diào)度運(yùn)用

目前，我國(guó)水庫(kù)調(diào)度主要圍繞防洪、發(fā)電、灌溉、供水、航運(yùn)等綜合利用效益而進(jìn)行的，因此現(xiàn)行的水庫(kù)管理和調(diào)度運(yùn)行模式是處理、協(xié)調(diào)防洪和興利的矛盾，以及興利任務(wù)之間的利益。石佛寺水庫(kù)承擔(dān)防洪任務(wù)，保障水庫(kù)建筑物自身安全及下游防洪目標(biāo)安全是水庫(kù)控制運(yùn)用的根本。水庫(kù)管理局在汛期必須密切關(guān)注水庫(kù)及相關(guān)控制站水情、控制流域雨情、水庫(kù)工情變化，適時(shí)把握蓄泄時(shí)機(jī)，確保防洪安全。

2 水生生物的生長(zhǎng)需要

石佛寺水庫(kù)蓄水試驗(yàn)應(yīng)急防護(hù)工程，是2009年遼寧省重點(diǎn)水利建設(shè)項(xiàng)目，是在確保水庫(kù)防洪安全的前提下，為水庫(kù)蓄水試驗(yàn)和生態(tài)景觀建設(shè)創(chuàng)造條件，它是改善遼河水生態(tài)環(huán)境的重要舉措。從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看，將極大地改善遼河水質(zhì)和當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益的一體化目標(biāo)。

石佛寺水庫(kù)庫(kù)區(qū)生態(tài)建設(shè)，荷花種植總面積100 hm2，工程的實(shí)施，對(duì)進(jìn)一步豐富石佛寺水庫(kù)的植物種類(lèi)，實(shí)現(xiàn)石佛寺水庫(kù)水清草綠花美的自然生態(tài)目標(biāo)，使石佛寺水庫(kù)發(fā)展為功能多樣、生態(tài)優(yōu)美的現(xiàn)代化生態(tài)水庫(kù)具有重要作用。

以上工程的實(shí)施對(duì)于保護(hù)珍稀禽鳥(niǎo)類(lèi)、調(diào)蓄遼河河干流洪水、調(diào)節(jié)區(qū)域氣候，改善生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，具有十分重要的作用和意義。因此水庫(kù)的調(diào)度運(yùn)用除滿足防洪、興利要求，也要考慮蓄水試驗(yàn)應(yīng)急防護(hù)工程中水生植物的生長(zhǎng)需要。

石佛寺水庫(kù)庫(kù)區(qū)水生植物，主要有蘆葦142 hm2，蒲草 29.5 hm2，荷花 100 hm2。經(jīng)多年各地栽培蘆葦?shù)膶?shí)踐表明：蘆葦只有水深在10～25 cm時(shí)，才生長(zhǎng)發(fā)育良好。蘆葦是廣播種，但必須在水分條件適宜時(shí)，才能形成純?nèi)郝洌相l(xiāng)稱“清塘葦”，才能使蘆葦這種再生資源持續(xù)利用。蒲草宜生于淺水的湖、塘、溝渠中，詳見(jiàn)表1。經(jīng)多年北方栽植荷花的實(shí)踐表明：荷花只有在水深1.2～1.5 m時(shí)，才能長(zhǎng)勢(shì)良好，才能滿足越冬需要，詳見(jiàn)表2。因此，水庫(kù)的蓄水水位應(yīng)在46.00～46.20 m范圍。

表1 蘆葦、蒲草栽植高程與庫(kù)水位對(duì)應(yīng)關(guān)系

表2 荷花栽植高程與庫(kù)水位對(duì)應(yīng)關(guān)系

3 扼制水質(zhì)惡化提高供水質(zhì)量

石佛寺水庫(kù)是典型的河道平原型水庫(kù)，蓄水試驗(yàn)工程具有蓄水深度淺、水體分布面積廣，除主河道水體外的大部分緩流區(qū)具有水體流動(dòng)性差等特點(diǎn)。水庫(kù)蓄水以后，庫(kù)區(qū)水流變緩，水溫升高，庫(kù)內(nèi)水體易發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。從2009年以來(lái)，蓄水試驗(yàn)情況看（蓄水高程46.20 m），富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。此外，石佛寺水庫(kù)庫(kù)區(qū)內(nèi)分布有黃家水源地、沈北新區(qū)工業(yè)供水水源地。兩個(gè)水源地的存在對(duì)庫(kù)區(qū)內(nèi)水質(zhì)提出了較高的要求，為保證供水質(zhì)量，避免河水在水庫(kù)內(nèi)長(zhǎng)期滯留，保持庫(kù)內(nèi)優(yōu)質(zhì)水質(zhì)極為必要。為此可通過(guò)不同的調(diào)度方式，破壞水體富營(yíng)養(yǎng)化的形成條件，達(dá)到改善水質(zhì)，提高供水質(zhì)量的目的。

控制水體富營(yíng)養(yǎng)化改善水質(zhì)，可采取如下措施：

1）充分運(yùn)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。

2）在一定的時(shí)段內(nèi)降低壩前蓄水位，使緩流區(qū)域水體的流速加大，或通過(guò)在一定的時(shí)段內(nèi)增加水庫(kù)下泄流量，帶動(dòng)水庫(kù)水體的流速加大，達(dá)到消除水庫(kù)局部水體富營(yíng)養(yǎng)化的目的。

3）在一定的時(shí)段內(nèi)泄空水庫(kù)，重新攔蓄清水，達(dá)到徹底更換水體，徹底破壞水體富營(yíng)養(yǎng)化形成條件，達(dá)到改善水庫(kù)水質(zhì)的目的。

4）通過(guò)對(duì)水庫(kù)水位或水滯留時(shí)間的調(diào)節(jié)，對(duì)藻類(lèi)種類(lèi)組成和現(xiàn)存量進(jìn)行調(diào)控，其機(jī)理是破壞大型藻類(lèi)的生存條件，并且對(duì)營(yíng)養(yǎng)和藻類(lèi)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。

如遇遼河河道來(lái)水持續(xù)偏枯，為保障植物生長(zhǎng)水位，又兼顧興利效益及下游生態(tài)因素，可能會(huì)致使庫(kù)內(nèi)絕大部分水體長(zhǎng)期滯留，庫(kù)內(nèi)水體水溫升高，使水質(zhì)嚴(yán)重惡化，為此，可采用與清河水庫(kù)、柴河水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度方式，適時(shí)適量調(diào)劑補(bǔ)水，以緩解水質(zhì)惡化。

從水生植物養(yǎng)護(hù)管理方面看，需要不定期防治病蟲(chóng)害打藥，每年秋季需要收割，及時(shí)徹底的收割不僅具有一定經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也是減輕次年水庫(kù)水體富營(yíng)養(yǎng)化的有效手段。為此，需要適時(shí)降低庫(kù)水位，為防治病蟲(chóng)害、收割創(chuàng)造必要條件。

4 保證下泄合理的生態(tài)流量

根據(jù)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，這一流量稱為河道生態(tài)需水量。由于人為水量調(diào)度，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。石佛寺水庫(kù)在保證水生植物生長(zhǎng)的水位條件時(shí)，水庫(kù)下泄流量不小于河道生態(tài)需水量。

5 減少水庫(kù)泥沙淤積

遼河是一條多泥沙河流，自水庫(kù)投入運(yùn)行以來(lái)，閘前閘后淤積問(wèn)題較為嚴(yán)重，隨著水庫(kù)蓄水試驗(yàn)應(yīng)急防護(hù)工程、生態(tài)建設(shè)荷花種植工程的實(shí)施，水庫(kù)淤積問(wèn)題將會(huì)更加突出。為有效減少水庫(kù)泥沙淤積，除采取必要的工程措施外，通過(guò)適時(shí)、科學(xué)、合理的調(diào)度運(yùn)用水庫(kù)，對(duì)延長(zhǎng)水庫(kù)使用壽命，保證泄洪閘運(yùn)用安全，發(fā)揮水庫(kù)防洪效益同樣具有重要意義。通過(guò)調(diào)整運(yùn)用不同的泄洪閘門(mén)，或開(kāi)啟不同的孔數(shù)，不同的高度，減少閘前閘后泥沙淤積成為可能，通過(guò)2009年以來(lái)的實(shí)際運(yùn)用，效果較為明顯。尤其是2010年，石佛寺水庫(kù)發(fā)生中等量級(jí)洪水，當(dāng)入庫(kù)洪水進(jìn)入退水階段，由于洪峰已經(jīng)過(guò)去，水位在蓄泄平衡點(diǎn)達(dá)到最高后開(kāi)始下降，在水位開(kāi)始下降后，無(wú)論對(duì)于下游還是水庫(kù)自身，其防洪風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)開(kāi)始處于可控的狀態(tài)，通過(guò)在該階段利用水庫(kù)的下泄流量進(jìn)行輸沙調(diào)度，效果明顯。此外，可以考慮蓄清排渾、調(diào)度沖沙、或配以必要工程措施的調(diào)水調(diào)沙。