基于河流生態(tài)需水均衡的水庫生態(tài)調(diào)度

沈建萍

摘 要：在水利建設(shè)中，水庫生態(tài)調(diào)度要結(jié)合河流生態(tài)需求的水庫調(diào)度方式和水庫常規(guī)調(diào)度，同時統(tǒng)籌考慮生態(tài)環(huán)境、防洪和興利等因素，從而保持河流生態(tài)需水均衡。

關(guān)鍵詞：河流生態(tài)需水均衡 水庫生態(tài)調(diào)度 調(diào)控

中圖分類號：TV6 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（a）-0-01

由于某些地區(qū)存在著只關(guān)注經(jīng)濟的發(fā)展，而忽視了傳統(tǒng)水庫建設(shè)中的生態(tài)環(huán)境問題，破壞了下游河道的生態(tài)條件，造成的不良后果非常嚴(yán)重。所以，應(yīng)將改善水庫調(diào)度、整頓下游生態(tài)環(huán)境作為人與河流和諧發(fā)展的重要內(nèi)容。

1 河流生態(tài)需水平衡

1.1 河流生態(tài)需水原理

生態(tài)需水主要研究的是水文學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境學(xué)、氣候?qū)W等的交叉領(lǐng)域，屬于一個新興學(xué)科，隨著研究的不斷的深入，發(fā)展速度越來越快。

1.2 生態(tài)需水遵循的原則

自然生態(tài)和人類環(huán)境需水應(yīng)遵循平衡發(fā)展的原則，主要分為以下四個部分：其一水熱平衡，從物理學(xué)角度上來看主要是指保持能量與水分的平衡以及地表能量和水分的平衡；其二，水鹽平衡，水鹽不平衡造成內(nèi)陸鹽漬化，而排水量不足容易導(dǎo)致鹽分不斷積累，形成鹽土；其三，水沙平衡：在山區(qū)，水從上游留到下游的過程中，帶有大量泥沙，到了平原地帶，由于平原的平緩坡度，從而引起了水中泥沙的停滯、沉淀、淤積，影響了河道的泄洪能力，水災(zāi)自然在所難免；其四，區(qū)域水量供需平衡，這主要取決于水資源的條件，而農(nóng)業(yè)和工業(yè)的用水平衡直接影響水量的供需平衡，其中農(nóng)業(yè)資源中又包括水土平衡。綜上可得，計算生態(tài)需水需建立在以上四大平衡原則的基礎(chǔ)上。

2 水庫生態(tài)調(diào)度的理論基礎(chǔ)和基本

原則

2.1 生態(tài)調(diào)度的理論基礎(chǔ)

（1）洪水脈沖。該理論認為，江河進入濕地的水文會有動態(tài)影響洪水沖擊濕地的生物和物理的功能，如植物種子的傳播和發(fā)芽、幼苗生長及營養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)、分解和沉淀。河流中的水生物也隨水流進入平原覓食和產(chǎn)卵?；謴?fù)濕地或洪泛區(qū)時，既要考慮洪水的影響，又要適當(dāng)利用洪水的作用，以加快生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和維持功能。

（2）不連續(xù)體。為了解釋大壩對河流生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的影響，基于水庫阻隔水流的作用，提出了河流不連續(xù)體概念。定義變量“不連續(xù)體距離”、“參數(shù)強度”，以預(yù)測生物物理反應(yīng)。

（3）生態(tài)需水理論。人類社會不斷進步對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生巨大影響，河流生態(tài)問題得到國內(nèi)外廣泛關(guān)注及重視，在取得重大理論進展的同事，計算方法也日趨成熟。我國生態(tài)需水理論的成果也在水資源規(guī)劃、配置和評價中得到廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)階段，我國河道內(nèi)生態(tài)及流量或河流納污能力的設(shè)計流量多采用近十年最枯月平均流量或90%保證率最枯月平均流量。

（4）大壩生態(tài)調(diào)度實踐。近幾年，世界各國都非常重視下游河道生態(tài)環(huán)境，從而改變大壩調(diào)度修復(fù)河流自然徑流的方法，不斷改善自然徑流。在規(guī)劃、設(shè)計和管理大壩的過程中，應(yīng)注意建立大壩適應(yīng)性管理，通過改變大壩調(diào)度的水文模式。經(jīng)過不斷地實踐，人們提出環(huán)境需水量法來進行大壩生態(tài)調(diào)度，從而減少大壩對水流特征造成的影響。我國對黃河流域、長江流域、太湖流域的治理也充分體現(xiàn)了大壩生態(tài)調(diào)度的

理論。

2.2 水庫生態(tài)調(diào)度的主要原則

（1）水庫生態(tài)調(diào)度的前提是滿足人類的基本需求。人類為維持生計、保護自身安全才回去修建水庫，因此，水庫生態(tài)調(diào)度應(yīng)首先滿足人類的基本需求。

（2）水庫生態(tài)調(diào)度的基礎(chǔ)是河流生態(tài)需水。這是水庫生態(tài)調(diào)度的重要依據(jù)，水庫應(yīng)根據(jù)下游需水量控制其泄水量。

（3）生活、生態(tài)、生產(chǎn)用水共享。社會經(jīng)濟發(fā)展需水應(yīng)與生態(tài)需水相協(xié)調(diào)，在生態(tài)系統(tǒng)需水限制區(qū)間內(nèi)，應(yīng)合理確定生態(tài)用水比例。

（4）最終目標(biāo)是實現(xiàn)河流健康。水庫調(diào)度，要滿足人類社會經(jīng)濟發(fā)展的需水量，同時保證河流的可持續(xù)發(fā)展，最終達到河流健康，人與河流和諧相處的目標(biāo)。

3 目前常見的生庫生態(tài)調(diào)度方式

3.1 改善水質(zhì)

可以通過控制水庫富營養(yǎng)化、調(diào)節(jié)泄水溫度、改善河道水質(zhì)、抵御河口咸潮等方法改善水質(zhì)。加大水庫水體的流速可以是水中難以形成富營養(yǎng)化，可通過降低壩前水位、增大下泄流量來加大流速；現(xiàn)有水溫模型模擬的溫度分層現(xiàn)象可以幫助認識低溫水區(qū)，從而設(shè)置相應(yīng)的分層引水口，將低溫水引至其他區(qū)域，防止低溫水下泄而影響農(nóng)業(yè)灌溉和下游河道魚類的產(chǎn)卵。控制咸潮應(yīng)從上游徑流的調(diào)節(jié)入手。

3.2 保護生態(tài)系統(tǒng)

長久以來，人類的活動是造成環(huán)境破壞的主要原因。利用水庫調(diào)度保護生態(tài)系統(tǒng)主要是為了保護生物多樣性、魚類繁殖、下游濕地和地下水。水利發(fā)電站對河道流量的影響顯著，河道枯水期會導(dǎo)致河道干涸、生物種群減少。人工的防汛工程在保護人們財產(chǎn)安全的同時也阻滯了洪水對濕地的補給作用，水庫的預(yù)先泄洪恢復(fù)了濕地和水庫的聯(lián)合調(diào)度能力，從而加強了濕地和洪水間的聯(lián)系。

3.3 泥沙調(diào)控

多沙河流中，通過泥沙的調(diào)控，防止水庫及河道的淤積。水庫改變了河流天然的年徑流分配及泥沙的時空分布，降低了汛期洪峰，增大了枯水季流量，下游河道經(jīng)過流水的沖刷，河勢將發(fā)生一定程度的改變。

3.4 防止病蟲害

主要指防止血吸蟲和防治蚊子生長。干濕交替的環(huán)境中多產(chǎn)釘螺，而釘螺是血吸蟲的中間宿主，通過控制洪水，防止大流量漫灘，可以大量減少釘螺的數(shù)量，有效防止血吸蟲病。

4 結(jié)語

我國水庫生態(tài)調(diào)度的研究還處在起步階段，多數(shù)為理論成果，還未在實踐中得到廣泛的應(yīng)用。研究報道中至今還未出現(xiàn)因改善水庫調(diào)度方式而增大珍稀動植物生存率的報道。但是，不可否認，水庫生態(tài)調(diào)度今后必將成為我國水庫調(diào)度的重點。

參考文獻

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