從國(guó)內(nèi)外湖泊建閘現(xiàn)狀淺談鄱陽(yáng)湖水利樞紐建設(shè)

吳 瑤，賈 磊，段 明

（1.江西省鄱陽(yáng)湖水利樞紐建設(shè)辦公室，江西 南昌 330046；2.江西省水利科學(xué)研究院，江西 南昌 330029）

近年來(lái)，河道、湖泊的綜合治理已經(jīng)日漸凸顯其重要性，這就要求工程建設(shè)的總體布置和設(shè)備選擇不僅要具備傳統(tǒng)水利工程的功能、考慮經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益，同時(shí)還要統(tǒng)籌兼顧生態(tài)效應(yīng)；不僅要求考慮所研究的河流、湖泊區(qū)域的利益得失，同時(shí)要全面考慮整個(gè)影響區(qū)域的發(fā)展，從而真正實(shí)現(xiàn)從“傳統(tǒng)水利”到“生態(tài)水利”的轉(zhuǎn)型。

1 國(guó)內(nèi)外典型河湖建閘現(xiàn)狀

從世界范圍來(lái)分析，凡是大江大湖都建有水利工程，工程目標(biāo)各有不同，通常包括航運(yùn)、防洪、發(fā)電、灌溉，生態(tài)保護(hù)等各種功能。

1.1 航運(yùn)功能

國(guó)外以航運(yùn)為主的如美國(guó)的蘇必利爾湖的蘇水閘和華盛頓湖上的登騰水閘。蘇水閘位于世界上最大的淡水湖蘇必利爾湖和休倫湖之間，其主要作用是為了幫助其蘇必利爾湖的船只移動(dòng)到海拔相差7.6 m的休倫湖；華盛頓湖以運(yùn)河連接普杰特灣。運(yùn)河上建有登騰水閘，以設(shè)計(jì)者的名字命名。登騰水閘不僅用于保持華盛頓湖的水位，其主要功用在于以水閘升降的方式調(diào)節(jié)海水和湖水不同水位，便于大小船只出入湖泊和大海。在水閘旁邊，建有魚(yú)梯通道，供成年魚(yú)從海洋游回內(nèi)湖產(chǎn)卵，幼苗從內(nèi)湖洄游大海成長(zhǎng)[1]、[2]、[3]。

1.2 發(fā)電功能

以發(fā)電為主的如瑞士、奧地利和德國(guó)三國(guó)交界處的博登湖沙夫豪森電站和瑞士日內(nèi)瓦湖的Seujet 攔水閘。博登湖湖區(qū)下游萊茵河建有沙夫豪森電站，河道左岸還建有魚(yú)道；日內(nèi)瓦湖（萊芒湖）與羅訥河相連，在法、瑞邊界通流出后經(jīng)法國(guó)東南部流入地中海。在與日內(nèi)瓦湖相連的羅訥上游河口建有Seujet 攔水閘，具有發(fā)電、航運(yùn)等作用。

1.3 防洪擋潮功能

以防洪擋潮為主的如美國(guó)的奧基喬比湖長(zhǎng)堤、泰晤士河的擋潮閘、威尼斯泄湖的擋潮閘、荷蘭東斯海爾德?lián)醭遍l和鹿特丹新水道擋潮閘，以及國(guó)內(nèi)的蘇州河河口水閘[4]。其中，奧基喬比湖湖南岸筑有長(zhǎng)堤，全湖建有14個(gè)閘口以阻止湖水溢進(jìn)大沼澤地，湖周?chē)菣C(jī)耕農(nóng)田，同時(shí)保護(hù)其漁業(yè)和旅游業(yè)；泰晤士河擋潮閘修建在523 m 寬的泰晤士河上，由11座大型防水橋墩把泰晤士河分割成4個(gè)61 m 寬和兩個(gè)31.5 m 寬的可以通航的河道，以及4個(gè)不能通航的河道[4]。通航孔配有旋轉(zhuǎn)升降扇形閘門(mén)，閘門(mén)臥于水底，常年開(kāi)啟，必要時(shí)通過(guò)控制閘門(mén)減少朝向上游的水量，以調(diào)節(jié)水閘內(nèi)外的水面高度，借以擋住因潮汐漲落產(chǎn)生的海水倒灌回流[1]；瀉湖擋潮閘由一系列空腹的、可沉浮旋轉(zhuǎn)的閘門(mén)組成。平時(shí)閘門(mén)充水，平臥海底。當(dāng)需要擋潮時(shí)，閘門(mén)就以鉸鏈為軸旋轉(zhuǎn)，浮起擋潮；待潮位下降又沉回海底[1]；東斯海爾德?lián)醭遍l位于東斯海爾德河口，原計(jì)劃采用建壩方式進(jìn)行封堵，后為了保護(hù)生態(tài)環(huán)境，采用修建開(kāi)敞式擋潮閘的方案，即平時(shí)閘孔敞開(kāi)，風(fēng)暴時(shí)關(guān)閉閘門(mén)擋潮[1]；鹿特丹新水道擋潮閘位于鹿特丹新水道河口。由2個(gè)龐大的支臂組成，在支臂頂端各裝有1 扇高22 m，內(nèi)設(shè)壓載水箱的空腹式弧形閘門(mén)[3]。平時(shí)?？吭诤拥纼砂兜牟磯]內(nèi)，需要關(guān)閉時(shí)隨著支臂的合攏，先將閘體浮移主河道就位，然后再向其內(nèi)壓載水箱充水，使其沉至建造在河床上的閘門(mén)底檻上。開(kāi)閘時(shí)，先將閘體內(nèi)的水排出，使其浮起，然后隨著支臂的移動(dòng)再將其浮移回原?？课恢?。該閘可抵御高7萬(wàn)t的潮水沖擊力，相當(dāng)于萬(wàn)年一遇風(fēng)暴潮的襲擊[2]；蘇州河河口水閘，單孔凈寬103 m，閘門(mén)平時(shí)橫躺在黃浦公園和俄羅斯領(lǐng)館之間的水下，就像是一塊伏在水底的大型鉸鏈，可以從0°～90°之間向東側(cè)任意翻轉(zhuǎn)并固定，當(dāng)潮汛來(lái)臨時(shí)，就可以通過(guò)自動(dòng)裝置將它翻立于水中；可以防御黃浦江蘇州河口千年一遇高潮位，同時(shí)此水閘還兼具河口景觀(guān)功能，能夠施放人工瀑布，為城市吸引大批游客[1]。

1.4 生態(tài)保護(hù)功能

以生態(tài)保護(hù)為主的有荷蘭艾瑟爾湖的阿夫魯戴克大堤、突尼斯的伊其克烏爾湖水閘和北京清河羊坊弓形閘。阿夫魯戴克大堤的水閘可調(diào)節(jié)湖水，將其引入萊茵河支流艾瑟爾河，使含鹽湖水變?yōu)榈?，?duì)改善荷蘭、南荷蘭和菲仕蘭帶鹽的沼澤地有所助益；伊其克烏爾湖是突尼斯北部的一個(gè)湖泊，靠近地中海海岸，伊其克烏爾湖及其周?chē)臐竦厥呛蝤B(niǎo)遷徙的一個(gè)重要中轉(zhuǎn)站，但是1996年后流入湖中的淡水嚴(yán)重減少，導(dǎo)致湖水和沼澤地含鹽量上升，進(jìn)而改變了食物鏈，使其濕地鳥(niǎo)類(lèi)大量減少，為維持生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展，在伊其克烏爾湖出口處建設(shè)水閘并于1996年開(kāi)始運(yùn)行。北京清河羊坊弓形閘對(duì)河道環(huán)境改善，首都生態(tài)環(huán)境改善、保護(hù)都發(fā)揮著重要的作用。

2 鄱陽(yáng)湖水利樞紐工程介紹

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)家對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)、人與自然和諧相處日益重視，基于湖泊、河流健康系統(tǒng)的保護(hù)治理工程建設(shè)與研究也日漸凸顯其重要性。鄱陽(yáng)湖水利樞紐工程在持續(xù)幾十年的研究論證過(guò)程中，設(shè)計(jì)理念幾經(jīng)更改，汲取了傳統(tǒng)水利工程的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，以水資源的可持續(xù)利用、水生態(tài)的良好維系、水環(huán)境的有效保護(hù)、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，堅(jiān)持人與自然和諧的原則，協(xié)調(diào)生態(tài)與發(fā)展、平衡總體與局部、兼顧當(dāng)前與長(zhǎng)遠(yuǎn)。

2.1 工程概況

規(guī)劃中的鄱陽(yáng)湖水利樞紐為Ⅰ等大（1）型工程，位于鄱陽(yáng)湖入江水道，屏峰山與長(zhǎng)嶺山之間，上距星子縣城約12 km，下至長(zhǎng)江匯合口約27 km，工程控制鄱陽(yáng)湖水系全部流域面積。樞紐工程設(shè)計(jì)軸線(xiàn)總長(zhǎng)2 993.6 m；擬設(shè)置64 孔泄水閘，其中孔口凈寬26 m的常規(guī)泄水閘60 孔，孔口凈寬60 m的大孔泄水閘4 孔，閘底板高程分別為0 m、2 m 及4 m；樞紐左岸設(shè)置三線(xiàn)單級(jí)船閘，規(guī)劃通航標(biāo)準(zhǔn)為2 000 t 級(jí)；右岸并行布置2 條魚(yú)道，左側(cè)魚(yú)道為低水位魚(yú)道，用于枯期（11月～次年3月）上、下游水位較低時(shí)過(guò)魚(yú)，右側(cè)魚(yú)道為高水位魚(yú)道，用于汛后9～10月份上、下游水位較高時(shí)過(guò)魚(yú)之用。

工程定位為恢復(fù)和科學(xué)調(diào)整江湖關(guān)系，提高鄱陽(yáng)湖區(qū)的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)承載能力。其主要任務(wù)為生態(tài)環(huán)境保護(hù)、灌溉、城鄉(xiāng)供水、航運(yùn)、血防等，同時(shí)具有枯水期為下游補(bǔ)水的潛力。

工程為開(kāi)放式全閘工程，按照“調(diào)枯不控洪”的調(diào)度原則，3月底～8月底，閘門(mén)全部敞開(kāi)，不發(fā)揮作用，保持江湖連通。只是在汛末對(duì)湖區(qū)水位進(jìn)行節(jié)制，緩解湖區(qū)水位下降過(guò)快導(dǎo)致的問(wèn)題，尋求洪水資源化利用。汛期4～8月閘門(mén)全開(kāi)，江湖連通，既有利于維護(hù)當(dāng)前的江湖防洪體系，又有利于水生動(dòng)植物洄游繁殖；枯水期9月至次年3月按生態(tài)保護(hù)和綜合利用要求，采取動(dòng)態(tài)管理、階梯式水位、適應(yīng)性調(diào)度的調(diào)控方式，控制相對(duì)穩(wěn)定的鄱陽(yáng)湖枯水位。

2.2 利弊分析

鄱陽(yáng)湖水利樞紐工程按照生態(tài)保護(hù)和綜合利用要求，采取“動(dòng)態(tài)管理、階梯式水位、適應(yīng)性調(diào)度”的調(diào)控方式，控制相對(duì)穩(wěn)定的鄱陽(yáng)湖枯水位，在提高鄱陽(yáng)湖枯水季節(jié)水環(huán)境容量，保護(hù)水生態(tài)水環(huán)境、根本解決湖區(qū)干旱及生態(tài)缺水問(wèn)題、改善濕地環(huán)境、有效控制釘螺、提高航道等級(jí)、發(fā)展湖區(qū)旅游及漁業(yè)等方面效益顯著。

工程于9月初上游水庫(kù)汛后蓄水前，以維持天然狀況下湖水位為前提，利用長(zhǎng)江高水位、鄱陽(yáng)湖洪水尾巴攔蓄部分洪水資源，在上游水庫(kù)蓄水期間加大泄量，緩解三峽及長(zhǎng)江上游水庫(kù)蓄水對(duì)長(zhǎng)江湖口以下河段水資源利用的影響；可改善鄱陽(yáng)湖周邊地區(qū)19.41萬(wàn)hm2灌溉面積的取水條件，為新增灌溉面積3.41萬(wàn)hm2提供可靠的灌溉水源；可為南昌、九江等市、縣64個(gè)城鎮(zhèn)（場(chǎng)）約300萬(wàn)人的生活和生產(chǎn)用水提供安全保障，為湖區(qū)干旱和特大干旱年提供可靠水源；可在長(zhǎng)江干流特枯時(shí)段或遇突發(fā)水環(huán)境事件時(shí)，進(jìn)行應(yīng)急補(bǔ)水處理，提高長(zhǎng)江湖口以下河段及鄱陽(yáng)湖水資源的安全保證率。

通過(guò)運(yùn)行調(diào)節(jié)，工程在枯水期能維持一個(gè)合適的水位或通過(guò)調(diào)度還原適合濕地的水位降落過(guò)程，有利于減緩因受人類(lèi)活動(dòng)、氣候及長(zhǎng)江中上游水庫(kù)群蓄水影響導(dǎo)致的湖區(qū)水位下降過(guò)快趨勢(shì)，減少對(duì)湖區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)的損壞；有利于擴(kuò)大濕地面積，增加淺水水域，改善和擴(kuò)大候鳥(niǎo)棲息生境，促進(jìn)長(zhǎng)江及鄱陽(yáng)湖生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)；有利于增加同期湖泊水面和容積，增大枯水期水環(huán)境容量，增強(qiáng)水體的納污及稀釋降解能力，明顯改善枯水期水質(zhì)；有利于擴(kuò)大湖區(qū)枯水期水域面積，增加水深，消除枯水期（尤其是持續(xù)低水位）對(duì)水生動(dòng)物及魚(yú)類(lèi)生境帶來(lái)的破壞和影響，減低被捕撈的概率，有利于魚(yú)類(lèi)越冬，增加江豚的越冬食物，改善其生存條件；有利于提高航道等級(jí)，擴(kuò)展港口航線(xiàn)；有利于控制血吸蟲(chóng)病的蔓延，有效解決湖區(qū)血吸蟲(chóng)病防治問(wèn)題，有利于湖區(qū)旅游發(fā)展，城市景觀(guān)建設(shè)等等[6]、[7]。

任何工程的建設(shè)都是有利有弊的，鄱陽(yáng)湖水利樞紐工程也不例外。工程建成后，會(huì)改變現(xiàn)有的水流狀態(tài)及水動(dòng)力條件，從而改變污染物的時(shí)空分布特征，可能會(huì)對(duì)湖區(qū)枯水期部分尾閭和淺水灣水域水環(huán)境產(chǎn)生影響；同時(shí)，江湖季節(jié)性的阻隔會(huì)影響?hù)~(yú)類(lèi)洄游，但因?yàn)轸~(yú)類(lèi)洄游時(shí)間主要集中在4～8月，工程9月下閘，同時(shí)建有魚(yú)道，洄游影響較小。即便如此，江西省對(duì)鄱陽(yáng)湖水利樞紐工程建設(shè)也采取慎之又慎的態(tài)度，邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)知名院士專(zhuān)家就工程敏感點(diǎn)、關(guān)注點(diǎn)反復(fù)研究，深入論證，形成“六大課題”研究報(bào)告。報(bào)告[8]認(rèn)為工程具有改善鄱陽(yáng)湖和長(zhǎng)江的關(guān)系，促進(jìn)湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)，改善湖區(qū)枯期水質(zhì)，保障城鄉(xiāng)供水，提高通航條件，防治血吸蟲(chóng)，以及緩解長(zhǎng)江上游控制性水利樞紐運(yùn)行對(duì)中下游水資源開(kāi)發(fā)利用的影響等方面的功能，工程產(chǎn)生影響有限，其影響可通過(guò)對(duì)工程管理模式、水位調(diào)控原則、工程型式以及鄱陽(yáng)湖流域綜合管理等方面的進(jìn)一步研究得到緩解甚至消除，對(duì)于促進(jìn)江西省的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，保障鄱陽(yáng)湖乃至長(zhǎng)江流域的生態(tài)安全、糧食安全與飲水安全具有十分重要的意義。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

3.1.1 建閘是實(shí)現(xiàn)河湖功能需求的重要手段

通過(guò)前文對(duì)國(guó)內(nèi)外湖泊建閘案例的介紹分析，可以看出：為了更好的改善“江湖關(guān)系”或者“湖海關(guān)系”，保護(hù)湖區(qū)水環(huán)境和生態(tài)安全（荷蘭艾瑟爾湖的阿夫魯戴克大堤和突尼斯的伊其克烏爾湖水閘）；為了滿(mǎn)足湖區(qū)人民生產(chǎn)、生活、灌溉的需求（如瑞士、奧地利和德國(guó)三國(guó)交界處的博登湖水閘和瑞士日內(nèi)瓦湖的Seujet 攔水閘）；為了滿(mǎn)足航運(yùn)，提升通航功能（如美國(guó)蘇必利爾湖的蘇水閘和華盛頓湖的登騰水閘）；為了防洪，抑制海水倒灌（如美國(guó)奧基喬比湖的長(zhǎng)堤、泰晤士河的擋潮閘、威尼斯泄湖的擋潮閘、荷蘭東斯海爾德和鹿特丹的擋潮閘），無(wú)論是發(fā)達(dá)或者是發(fā)展中國(guó)家，都有在其湖泊或河道上建設(shè)工程設(shè)施來(lái)滿(mǎn)足其各種需求[9]。尤其是突尼斯的伊其克烏爾湖與鄱陽(yáng)湖非常類(lèi)似，都面臨著江湖關(guān)系和湖區(qū)內(nèi)的生態(tài)問(wèn)題。然而突尼斯早在1996年就在湖口位置建立水閘并投入運(yùn)行[8]，目前，伊其克烏爾湖水環(huán)境承載能力大大提高，生態(tài)安全也得到保障，這些都是成功的先例。可見(jiàn)，建閘是實(shí)現(xiàn)河湖功能需求的重要手段，是河湖開(kāi)發(fā)、治理和保護(hù)必不可少的工程措施。

3.1.2 鄱陽(yáng)湖水利樞紐建設(shè)迫在眉睫

近年來(lái)，受人類(lèi)活動(dòng)、全球氣候變化和長(zhǎng)江上游控制性水利樞紐運(yùn)行等多重影響，鄱陽(yáng)湖水位變化異常，連續(xù)多年出現(xiàn)歷史罕見(jiàn)低水位。湖區(qū)枯水季的提前、延長(zhǎng)和枯水位的降低已逐漸向常態(tài)化轉(zhuǎn)變，將嚴(yán)重影響江湖、河湖生態(tài)系統(tǒng)的完整性與穩(wěn)定性、江湖蓄泄能力、水生生物多樣性、濕地功能以及水資源的開(kāi)發(fā)與保護(hù)，降低鄱陽(yáng)湖的經(jīng)濟(jì)承載能力和生態(tài)承載能力。針對(duì)這種不斷加劇的影響，為保持鄱陽(yáng)湖“一湖清水”，江西省提出興建鄱陽(yáng)湖水利樞紐工程。經(jīng)過(guò)多年的反復(fù)研究論證表明：鄱陽(yáng)湖水利樞紐的建立是利大于弊的，只要采取科學(xué)合理的管理模式和運(yùn)行調(diào)度方式，可將不利影響降至最低，維系和改善生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)。因此，鄱陽(yáng)湖水利樞紐建設(shè)迫在眉睫。

3.2 建議

任何工程的建設(shè)都是有利有弊，鄱陽(yáng)湖水利樞紐工程也不例外。然而利弊大小與樞紐工程的管理模式、水位調(diào)控原則、工程型式以及鄱陽(yáng)湖流域綜合管理等密切相關(guān)，建議通過(guò)相關(guān)措施，將樞紐的“利”拓展到最大，而“弊”控制到最小，努力消除因“弊”造成的影響，實(shí)現(xiàn)綜合效益最大化。

3.2.1 加大樞紐工程形式、調(diào)度方案研究

鄱陽(yáng)湖水利樞紐的工程型式對(duì)減少不利影響有重要作用，如加大閘門(mén)寬度，船閘設(shè)計(jì)考慮兼顧過(guò)魚(yú)功能等，結(jié)合樞紐敏感關(guān)注點(diǎn)對(duì)工程形式進(jìn)一步深入研究。

鑒于鄱陽(yáng)湖水利樞紐工程對(duì)濕地與候鳥(niǎo)、水生動(dòng)物、湖區(qū)水質(zhì)等影響的不確定性，建議增加適應(yīng)性調(diào)度運(yùn)行階段，在此期間對(duì)鄱陽(yáng)湖水文、濕地植被、候鳥(niǎo)和棲息、水生動(dòng)物、湖區(qū)水質(zhì)等進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，以便獲取全面系統(tǒng)科學(xué)的數(shù)據(jù)，不斷優(yōu)化和完善水位適應(yīng)性調(diào)度方案。

3.2.2 積極開(kāi)展宣傳教育工作，提高公眾參與度

鄱陽(yáng)湖水利樞紐的建設(shè)運(yùn)行及湖區(qū)的生物多樣性保護(hù)有賴(lài)于當(dāng)?shù)貜V大群眾的理解、支持和參與。目前，鄱陽(yáng)湖濕地生物多樣性保護(hù)的宣傳與教育仍比較滯后，普及地力度、廣度、深度都不夠，只有加強(qiáng)與當(dāng)?shù)厝嗣竦慕涣骱徒逃拍茉鰪?qiáng)其保護(hù)意識(shí)，實(shí)現(xiàn)鄱陽(yáng)湖地區(qū)生物多樣性的可持續(xù)發(fā)展。

3.2.3 加強(qiáng)鄱陽(yáng)湖流域綜合管理

鄱陽(yáng)湖是鄱陽(yáng)湖流域五大河流的匯集地，肩負(fù)著“一湖清水”的重任，除必要的工程條件外，還應(yīng)完善流域的水資源管理制度、加強(qiáng)流域污染防治、加強(qiáng)自然保護(hù)區(qū)管理、加強(qiáng)漁業(yè)和采砂管理、加強(qiáng)綜合管理體系和機(jī)制建設(shè)。

［1］梁一飛，劉成有，李國(guó)寧.國(guó)內(nèi)外新型水閘的設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀綜述［J］.內(nèi)蒙古水利，2010（1）：11-12.

［2］廖遠(yuǎn)志，廖鴻志.荷蘭水利工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展探討［J］.水利水電快報(bào)，2007（16）：7-9.

［3］徐繼銘，段 明.鄱陽(yáng)湖水利樞紐大孔閘閘門(mén)型式比選［J］.江西水利科技，2013（2）.

［4］孫瑞盟.英國(guó)泰晤士河防洪閘設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介［J］.上海水利，1997（3）.

［5］郭 崇，姚慰城.意大利威尼斯市的防洪閘門(mén)［J］.上海水利，2000（2）.

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［8］中國(guó)水利水電科學(xué)研究院等.鄱陽(yáng)湖水利樞紐相關(guān)影響及對(duì)策研究——“六大課題”綜合報(bào)告［R］.2011，9.

［9］Recent sedimentation rates in Garaet El Ichkeul Lake，NW Tunisia，as affected by the construction of dams and a regulatory sluice.J Soils Sediments 2012（12）：784-796.