楊國錄：建議三峽水庫群實行“聯動和協”生態(tài)環(huán)境調度

文/田宗偉 編輯/羅婧奇

楊國錄：建議三峽水庫群實行“聯動和協”生態(tài)環(huán)境調度

文/田宗偉 編輯/羅婧奇

2013年8月25日，雨過天晴，出現在三峽庫區(qū)湖北恩施市巴東縣鏈子溪山頭的云海。 攝影/文振效/CFP

“聯動和協”生態(tài)環(huán)境調度

楊國錄，長江流域水資源保護局總工，教授級高級工程師

楊國錄教授在首期清潔能源沙龍上提出了著眼于改善三峽水庫水環(huán)境的三峽水庫群生態(tài)環(huán)境調度策略。他認為，通過水庫群聯合調度措施可防控支流水華、防治三峽水庫及下游水環(huán)境污染、改善江湖生態(tài)環(huán)境和保障水源地水質。

楊國錄教授說，鑒于三峽水庫上游的向家壩電站和溪洛渡電站已先后于2012年和2013年成功蓄水發(fā)電，上游還將建設白鶴灘電站和烏東德電站，且數座電站同為中國三峽集團建設運行，為三峽水庫群聯合調度提供了可能。

基于貫徹2011年《中央1號文件》精神和落實《三峽后續(xù)工作規(guī)劃》，實現“水專項”水污染控制“標本兼治、環(huán)境保護、效益拓展”目標的需要，楊國錄結合2003年、2012年、2013年三峽、向家壩和溪洛渡水電工程相繼蓄水發(fā)電運行實際，針對三峽支流水華防控、庫區(qū)水源地水質安全和三峽下游生態(tài)環(huán)境改善問題，通過實地考察調研和數學物理模型試驗，深入研究溪洛渡-向家壩-三峽多級水庫聯合運行必然存在的“水資源關系、水沙關系、水環(huán)境關系、水生態(tài)關系以及城市江湖關系”的關聯作用及其科學規(guī)律，提出了基于三峽水庫及其下游水環(huán)境改善的聯合水庫、動水環(huán)境、調和效益和協作調度（簡稱“聯動和協”）的生態(tài)環(huán)境調度策略。演講中他詳細闡述了“聯動和協”生態(tài)環(huán)境調度策略的依據和設想。

8月1日在三峽庫區(qū)重慶市奉節(jié)縣興隆鎮(zhèn)金鳳山拍攝的云海景觀。 攝影/顏長江/CFP

三峽水庫蓄水出現各類水環(huán)境問題誘因復雜

三峽水庫蓄水以來的工程實踐表明，庫區(qū)干流和主要入庫支流水質基本優(yōu)于地表水Ⅲ類水質標準，與蓄水前保持一致并略微好轉，但同時也暴露出區(qū)域性支流富營養(yǎng)化、庫區(qū)水源地保質風險和水庫下游生態(tài)環(huán)境不良三大水環(huán)境問題。

三峽水庫蓄水出現的各類水環(huán)境問題，其誘因是一個非常復雜的“水利-資源-環(huán)境”開發(fā)利用是否兼顧與和諧的復雜系統(tǒng)工程，不單是蓄水改變河道型水庫水動力條件和環(huán)境變化，三峽流域社會資源環(huán)境變化同樣起著非常重要的作用：其一，西部欠發(fā)達地區(qū)水土流失嚴重；其二，東西部經濟發(fā)展廊道游動性人口迅速增多；其三，三峽流域生態(tài)環(huán)境脆弱與高富營養(yǎng)鹽固有并存；其四，三峽水庫主要支流水電開發(fā)加快。

其共同作用使得三峽水庫主要支流水華的控制、庫區(qū)水源地保質和下游生態(tài)環(huán)境改善問題極度復雜，具體表現出：其一，三峽庫區(qū)污染物排放呈上升趨勢；其二，支流富營養(yǎng)化程度較高，水華情勢嚴峻；其三，水源地水質安全風險增大；其四，水庫下游江河湖泊生態(tài)環(huán)境水平下降，脆弱性加劇。

調整水庫水動力過程及環(huán)境情勢來治理水環(huán)境

流域河道型水庫水環(huán)境治理有污染物控制、水質凈化和生態(tài)修復工程措施以及管理技術中包括監(jiān)測診斷、預測預報和調度控制等非工程措施。水庫調度利用水利工程通過調度方式、調度過程、調度方案和調度目標的擬定來調整水庫水動力過程及環(huán)境情勢來治理水環(huán)境，是一個水利資源與生態(tài)環(huán)境關聯性、技術性很強的非工程措施。

三峽水庫群“聯動和協”生態(tài)環(huán)境調度的技術內涵

三峽水庫群實施“聯合水庫、動態(tài)環(huán)境、調和效益、協作調度”策略，通過做到“群聯合、慎治理、小調和，大協作、勤調度、重效益”的水庫群聯合多目標調度，來維系三峽水庫水環(huán)境可持續(xù)健康發(fā)展。

“聯”是基礎

“聯”的內涵是聯合水庫。聯合三峽、向家壩、溪洛渡水庫實施聯合調蓄和聯合調度，共享流域水沙環(huán)境，利用水流動力條件，合理配置水利資源，相互補充功能效益，這些是實施多級水庫調度綜合治理三峽水庫水環(huán)境的必備基礎。

三峽水庫單庫調度對庫區(qū)干支流的水位變動和庫容改變量的作用存在，但作用力度遠遠不夠；三峽水庫水位調蓄變動對庫區(qū)支流口門和庫灣的水流結構及流態(tài)影響更?。桓闪鲙烊莺椭Я髁鲬B(tài)對壩前調蓄水位變動的響應極其緩慢。

金沙江溪洛渡、向家壩兩電站距三峽壩址分別為770k m和700k m，三峽水庫與溪洛渡、向家壩聯合調度，不只是單純地增加調節(jié)庫容和提高水頭，重要的是利用水庫群確定的水沙關系和生態(tài)環(huán)境關系來拓展三峽水庫調度空間和調度的環(huán)境作用，為三峽水庫水環(huán)境改善提供外援水質、水量和水能需求。

“動”是根本

“動”的內涵是動態(tài)環(huán)境。三峽水庫蓄水實踐表明：三峽庫區(qū)部分支流水華爆發(fā)和庫區(qū)水質優(yōu)劣變化除與營養(yǎng)物多寡及藻類種群和特性有關外，水位、流速、流態(tài)、槽蓄和光照、溫度變化等起著不可缺少的潤育作用，只要三峽庫區(qū)干流水位均衡上漲或者均衡消落，并在一種狀態(tài)下持續(xù)一段時間，支流水華發(fā)生幾率就非常大；而水庫下游生態(tài)環(huán)境變化除區(qū)間污染物影響外，三峽調蓄方式、出流量及過程、水沙特性起著重要推動作用。

鑒此，控制支流水華、保障庫區(qū)水質安全和改善下游生態(tài)環(huán)境，水庫群聯合調度的根本就是充分利用水庫群調度空間和調度方式營造庫區(qū)水體的動態(tài)環(huán)境，既要求庫區(qū)支流、庫灣和滯流區(qū)水體常處于流動狀態(tài)，更要求水體各水力和環(huán)境要素的變化過程具有適宜的幅態(tài)和相態(tài)。具體地說，要求水流水力要素（水位、流速、槽蓄量）和環(huán)境要素（營養(yǎng)物、藻種澡量、光照、溫度、Ph值）有大小，更要強調其變化過程的幅變和頻率變化。通過聯合調度構建各要素的變幅和變頻過程，加大水體擾動、加快流體摻混，加強水環(huán)境動態(tài)容量，打破流體分層層體穩(wěn)定格局，破解同種群藻類的群居態(tài)勢，有利于水華控制和生態(tài)環(huán)境改善。

“和”是效益

“和”的內涵是“調和效益”，調和水庫自身和水庫間聯合調度過程必然存在的傳統(tǒng)效益與環(huán)境效益之間的矛盾，提高聯合綜合效益。

不同水電工程的功能效益和綜合效益是不同的，綜合效益好是功能效益優(yōu)化的結果，也就必然存在部分功能效益最小。就單庫調度而言，即使水庫通過自身優(yōu)化調度使得綜合效益最好，也不可能做到水庫所有各項功能指標達到最大，提高各項功能效益的矛盾仍然很大。因此，對各種效益要進行調和，以提高聯合綜合效益。

“協”是保障

“協”的內涵是“協作調度”，通過協作調度和協同治理，構建傳統(tǒng)效益與環(huán)境效益最大化的調控技術體系，才能保障生態(tài)環(huán)境調度。

在調和三峽、向家壩和溪洛渡各功能效益矛盾的基礎上實現聯合效益最大化，必須實施科學的、切合實際的“協作調度”，充分利用三庫可調空間、可調資源和可控的環(huán)境條件，通過生態(tài)環(huán)境的科學調度協同治理三峽水利環(huán)境問題。圍繞防控三峽庫區(qū)支流水華、保障三峽庫區(qū)水質和改善三峽下游生態(tài)環(huán)境三大目標，“協作調度”要做到：第一，調度空間和資源共享并合理配置；第二，時空優(yōu)化配置水資源總量，合理設置三庫調蓄過程；第三，三庫槽蓄空間共同協作，調整和增強三峽庫區(qū)水環(huán)境容量；第四，調度方式協作，調蓄規(guī)程協同；第五，聯合調蓄，協作調度，協同治理；第六，確保三庫傳統(tǒng)效益，優(yōu)化綜合效益，統(tǒng)籌聯合效益。

“協作調度”的核心在于調度方式、調度過程、調控技術的協作，是聯合三庫協同治理三峽庫區(qū)水環(huán)境的關鍵。

建立“聯動和協”生態(tài)環(huán)境調度協作平臺

三峽工程是一個以政治、經濟、社會為先導并涉及“天地人和”、“江城關系”和“江湖關系”的復雜系統(tǒng)工程，就針對水庫群調蓄對三峽水庫及其下游水環(huán)境的影響而言，聯合三峽、向家壩和溪洛渡三級水庫群實施生態(tài)環(huán)境調度，力圖解決好三峽庫區(qū)支流水華、水源地保質和下游生態(tài)環(huán)境問題，在有規(guī)劃、有技術、有組織地全面落實“聯合水庫、動水環(huán)境、調和效益、協作調度”的生態(tài)環(huán)境調度思想的同時，必須科學系統(tǒng)地構建“溪洛渡-向家壩-三峽”水庫群多目標“聯動和協”調度決策支持系統(tǒng)及可視化協作平臺。