贛撫尾閭地區(qū)河湖水系連通格局研究

鄒大勝，黃華金(江西省水利規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，南昌 330029)

0 引 言

河湖水系是水資源的載體，是生態(tài)文明的重要構(gòu)成要素，也是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要基石。當(dāng)前，我國(guó)水資源形勢(shì)不容樂觀，不僅制約部分地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，同時(shí)也影響了自然生態(tài)系統(tǒng)[1]。與此同時(shí)，受人類活動(dòng)影響，我國(guó)河網(wǎng)水系結(jié)構(gòu)單一化和主干化的趨勢(shì)越來越明顯[2]，河湖水系連通性變差，給水生態(tài)環(huán)境、水資源利用乃至區(qū)域發(fā)展都帶來了諸多問題。

河湖水系連通是優(yōu)化水資源配置戰(zhàn)略格局、提高水利保障能力、促進(jìn)水生態(tài)文明建設(shè)的有效舉措[3]。2010年，全國(guó)水利規(guī)劃計(jì)劃工作會(huì)議明確提出“河湖連通是提高水資源配置能力的重要途徑”，要求“構(gòu)建引得進(jìn)、蓄得住、排得出、可調(diào)控的河湖水網(wǎng)體系”[4]。隨后，水利部開展了河湖水系連通戰(zhàn)略研究，并印發(fā)了《水利部關(guān)于深入推進(jìn)江河湖庫(kù)水系連通工作的指導(dǎo)意見》，明確提出逐步構(gòu)建國(guó)家、區(qū)域、城市層面布局合理、功能完備、工程優(yōu)化、保障有力的河湖水系連通格局。2014年，陳雷部長(zhǎng)再次強(qiáng)調(diào)“推進(jìn)江河湖庫(kù)水系連通，優(yōu)化水資源配置格局”，“要從戰(zhàn)略和全局高度，進(jìn)一步加大工作力度，加快構(gòu)建布局合理、生態(tài)良好、引排得當(dāng)、循環(huán)通暢、蓄泄兼籌、豐枯調(diào)劑、多源互補(bǔ)、調(diào)控自如的江河湖庫(kù)水系連通體系”[5]。

河湖水系連通已成為國(guó)家新時(shí)期新形勢(shì)下的治水方略之一，是解決我國(guó)水資源短缺、水環(huán)境惡化、水生態(tài)脆弱等問題的一大創(chuàng)舉，是實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的治水新思路[6]。

1 河湖水系連通實(shí)踐與發(fā)展

為興水利、除水害，人類很早之前就開始了河湖水系連通的工程實(shí)踐。早在公元前2400年，古埃及就興建了以灌溉為目的的連通工程[7]；我國(guó)河湖水系連通的實(shí)踐可以追溯到先秦時(shí)期的邗溝和都江堰[8]。在長(zhǎng)期的實(shí)踐過程中，人們積累了豐富的河湖水系連通實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

不同歷史發(fā)展階段，河湖水系連通的需求不同。早期的河湖水系連通工程目標(biāo)相對(duì)單一，且大多為了軍事、航運(yùn)和灌溉。如：春秋時(shí)期吳王為伐齊運(yùn)兵北上修建的邗溝、引涇水灌溉的鄭國(guó)渠、列入“世界文化遺產(chǎn)”名錄的都江堰、為加強(qiáng)南北交通的京杭大運(yùn)河、古埃及的尼羅河引水灌溉工程、前蘇聯(lián)的伏爾加-頓河運(yùn)河等。

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展程度和生態(tài)文明程度的提高，河湖水系連通的功能要求不斷提升，河湖水系連通不斷向系統(tǒng)化、生態(tài)化、功能綜合化方向發(fā)展[9]。如：澳大利亞雪山調(diào)水工程，將斯諾伊河水西調(diào)至墨累河、北調(diào)至圖默特河，將水電開發(fā)與調(diào)水相結(jié)合，解決下游灌溉及城市供水問題，同時(shí)改善了墨累河和馬蘭比吉河的水質(zhì)，降低了灌區(qū)土壤鹽堿化程度；美國(guó)加州北水南調(diào)工程，通過中央河谷、加州調(diào)水、科羅拉多水道和洛杉磯水道等水系連通工程調(diào)水，使得加州干旱河谷地區(qū)灌溉面積130多萬hm2，大力發(fā)展了農(nóng)業(yè)灌溉；江蘇江水北調(diào)工程，從江都泵站引長(zhǎng)江水，經(jīng)多個(gè)梯級(jí)，與洪澤湖、駱馬湖、南四湖相連，為蘇北地區(qū)生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供水源，同時(shí)承擔(dān)了部分排澇任務(wù)，減輕了里下河、白馬湖地區(qū)澇災(zāi)，如今該工程已成為南水北調(diào)東線的組成部分；塔里木河生態(tài)調(diào)水工程，向塔河下游生態(tài)應(yīng)急輸水，除塔河干流來水外，還通過恰拉分水樞紐將博斯騰湖水補(bǔ)充至塔河干流，輸水至臺(tái)特瑪湖，使塔河下游“綠色走廊”天然植被得到有效保護(hù)，下游生態(tài)環(huán)境得到改善。

作為主動(dòng)改善水系格局的手段，河湖水系連通在歷史長(zhǎng)河中得到不斷的實(shí)踐與探索[10]，不同國(guó)家都具有很多河湖水系連通的成功案例[11]?？v觀其發(fā)展歷程，河湖水系連通由重視治理和開發(fā)向注重水資源調(diào)配和生態(tài)保護(hù)、由單一目標(biāo)向綜合多目標(biāo)、由注重水量向注重水量-水質(zhì)-水生態(tài)相結(jié)合、由局部向跨流域跨區(qū)域統(tǒng)籌協(xié)調(diào)管理、由簡(jiǎn)單工程向復(fù)雜工程的連通趨勢(shì)發(fā)展[7]。

2 研究區(qū)概況

為推進(jìn)鄱陽湖區(qū)的河湖水系連通，進(jìn)一步優(yōu)化區(qū)域水資源配置格局，本文以鄱陽湖西南部的贛撫尾閭地區(qū)為例，開展了河湖水系連通格局研究。

贛撫尾閭地區(qū)地處江西省中北部、鄱陽湖西南岸，本次研究區(qū)為贛江和撫河尾閭?cè)牒拥浪鶌A平原區(qū)域，土地總面積約2 800 km2(見圖1)。區(qū)域水土資源豐富，交通便利，工業(yè)基礎(chǔ)雄厚，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件良好，產(chǎn)業(yè)集聚度高。區(qū)內(nèi)有江西省會(huì)城市南昌市、全國(guó)百?gòu)?qiáng)縣南昌縣、國(guó)家級(jí)開發(fā)區(qū)南昌高新技術(shù)開發(fā)區(qū)、小藍(lán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)、南昌航空工業(yè)城等重要城鎮(zhèn)與園區(qū)，以及江西最大的商品糧生產(chǎn)基地贛撫平原灌區(qū)。

圖1 贛撫尾閭地區(qū)區(qū)域位置和河流水系示意圖

目前，該地區(qū)已成為江西省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的核心區(qū)域，在全省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中占有十分重要的地位，是沿長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶和沿京九經(jīng)濟(jì)帶的交匯點(diǎn)，也是長(zhǎng)三角、珠三角和閩東南經(jīng)濟(jì)區(qū)的直接腹地。2014年，區(qū)域經(jīng)濟(jì)總量3 345億元，約占全省的1/4；年末總?cè)丝?38萬人，約占全省的1/7，在全省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中占有重要的地位。

3 研究區(qū)河湖水系現(xiàn)狀格局

贛撫尾閭地區(qū)河網(wǎng)縱橫、湖泊密布，具有得天獨(dú)厚的河湖水系自然條件。區(qū)內(nèi)河流主要有贛江、撫河、清豐山溪，均屬鄱陽湖水系(表1)；還有贛撫平原大型灌區(qū)灌排渠系、受人工阻斷零散分布的河流故道以及南昌市城區(qū)內(nèi)的玉帶河、幸福渠、城南護(hù)城河等內(nèi)河。湖泊主要有南昌市昌南城區(qū)的象湖、青山湖、艾溪湖、南塘湖、瑤湖、梅湖、東西南北湖以及進(jìn)賢縣的青嵐湖、南昌縣的澄碧湖和芳溪湖等，其中水面面積10 km2以上的湖泊有青嵐湖、瑤湖。

表1 區(qū)內(nèi)骨干河流現(xiàn)狀基本情況表

目前，區(qū)內(nèi)已形成以贛江、撫河、清豐山溪為骨干，贛撫平原灌區(qū)渠系為補(bǔ)充，象湖、青山湖、艾溪湖、瑤湖、青嵐湖等湖泊零散遍布的河湖相互獨(dú)立的水系現(xiàn)狀格局，見圖1。

歷史上，該地區(qū)水系復(fù)雜，尾閭河道相互交織，水流極為紊亂。為滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和城市發(fā)展的需要，當(dāng)?shù)匾苑篮楸０矠槟繕?biāo)，通過修筑堤防、堵支并圩、河流改道或截堵等措施進(jìn)行了數(shù)十年治理，并形成了目前的水系格局。這為保障區(qū)域穩(wěn)定和發(fā)展起到了重要作用，但堵支并流、河流改道或截堵等措施也使得河流主干化趨勢(shì)明顯、水系連通條件弱化、河湖破碎化，造成河網(wǎng)水系衰落、連通受阻嚴(yán)重，給區(qū)域水生態(tài)環(huán)境改善和水資源利用帶來諸多不利因素。

4 研究區(qū)河湖水系連通需求分析

贛撫尾閭地區(qū)河湖水系承擔(dān)了防洪排澇、改善水環(huán)境、修復(fù)水生態(tài)、城鎮(zhèn)供水與農(nóng)田灌溉水源地、水景觀、航運(yùn)等功能，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供了重要支撐。然而，受經(jīng)濟(jì)社會(huì)迅猛發(fā)展、城市化進(jìn)程加快等人類活動(dòng)的影響，區(qū)域水系連通性變差，河湖生態(tài)功能日漸退化，枯水期骨干河道水位持續(xù)下降，水面面積銳減，水資源利用困難，水生態(tài)環(huán)境、水景觀效果和通航條件變差，已難以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要。本文根據(jù)河湖水系所承擔(dān)的功能和存在的問題，從水環(huán)境凈化需求和水資源調(diào)配需求兩個(gè)方面進(jìn)行河湖水系連通需求分析。

4.1 水環(huán)境凈化需求分析

贛江、撫河、清豐山溪等河流因來水較豐，水質(zhì)總體較好。但其他河湖特別是南昌市城區(qū)河湖，受河網(wǎng)水系衰落、連通受阻等影響，水體交換能力和自凈能力下降，且無活水補(bǔ)給，水質(zhì)整體較差。監(jiān)測(cè)資料表明，南昌市城區(qū)東湖、西湖、南湖、北湖、青山湖、象湖、艾溪湖、梅湖等湖泊水質(zhì)基本為Ⅴ類或劣Ⅴ類，均出現(xiàn)氮、磷超標(biāo)的現(xiàn)象。

為改善區(qū)域水環(huán)境問題，本文開展了水環(huán)境需水分析計(jì)算。以區(qū)內(nèi)水功能區(qū)確定的水質(zhì)目標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算將水環(huán)境凈化到目標(biāo)水質(zhì)(即贛撫平原渠系、青嵐湖為Ⅲ類及以上標(biāo)準(zhǔn)，其他河湖為Ⅳ類及以上標(biāo)準(zhǔn))所需的水量作為水環(huán)境需水量。根據(jù)水域(河道、湖泊)面積大小，采取不同方式分析活化需水量。象湖、青山湖、艾溪湖等水域面積較大湖泊分別采用湖泊-河網(wǎng)水動(dòng)力水質(zhì)耦合模型進(jìn)行分析計(jì)算；其余河渠及面積較小的湖泊，其形狀一般呈帶狀分布，根據(jù)水域蓄水量估算。經(jīng)計(jì)算，區(qū)內(nèi)水環(huán)境年需水量約5.4 億m3(限于資料原因，計(jì)算時(shí)未考慮水系連通改善水動(dòng)力條件后增加的水體自凈能力，結(jié)果可能偏高)。然而，2014年區(qū)域生態(tài)環(huán)境用水量?jī)H0.6 億m3，遠(yuǎn)不達(dá)要求。

4.2 水資源調(diào)配需求分析

該地區(qū)屬江西省降水低值區(qū)、蒸發(fā)高值區(qū)， 多年平均降水量1 587.8 mm，蒸發(fā)量991 mm，自身產(chǎn)水量較小，但區(qū)域過境水量豐富，多年平均年徑流量達(dá)876.2 億m3(其中：贛江684.0 億m3、撫河156.5 億m3；清豐山溪35.7 億m3)。

區(qū)內(nèi)取用水水源地主要為贛江和撫河，其中：南昌市城市生產(chǎn)、生活等用水主要從贛江取水；贛撫平原灌區(qū)農(nóng)田灌溉用水主要通過焦石壩引撫河水，其余農(nóng)田灌溉用水主要從贛撫尾閭河道取水。取水方式大多為引、提水。因贛江、撫河來水豐富，灌溉和供水所需水量可滿足要求。但生態(tài)環(huán)境用水大多為除贛江、撫河和清豐山溪外的河湖水環(huán)境用水，目前僅象湖、青山湖等個(gè)別河湖能通過贛撫平原灌區(qū)渠系引撫河水進(jìn)行環(huán)境補(bǔ)水，其余河湖受水系阻斷影響無活水補(bǔ)給，僅依靠自身產(chǎn)水量補(bǔ)給。然而，這些河湖自身產(chǎn)水量較小，降水年內(nèi)分布不均，且無工程調(diào)節(jié)徑流，使得水環(huán)境用水量(年需水量約5.4 億m3)難以保證，枯水期尤為嚴(yán)重。因此，需要通過水系連通進(jìn)行水資源調(diào)配，充分利用贛江、撫河等河流豐富的過境水量來保障區(qū)域水環(huán)境用水。

此外，近年來，贛江、撫河、清豐山溪尾閭河道枯水期水位逐年走低。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，外洲站近十年(2003-2012年)多年平均水位比長(zhǎng)系列(1955-2002年)下降了1.94 m，水位低于15.5 m的天數(shù)延長(zhǎng)了97 d；南昌站實(shí)測(cè)最低水位為2008年11.23 m、2010年10.57 m、2012年10.03 m，2013年更是突破10 m以下低至9.67 m，贛江水位屢創(chuàng)新低；撫河李家渡站近十年(2003-2012年)多年平均水位比1956-2002年下降了1.49 m，水位低于22.0 m的天數(shù)延長(zhǎng)了131 d。受此影響，枯水期區(qū)內(nèi)城鎮(zhèn)供水、農(nóng)業(yè)灌溉常常取水困難，造成水資源利用困難。低枯水位也更加加劇了引贛江、撫河等河水進(jìn)行環(huán)境補(bǔ)水的困難，同時(shí)還嚴(yán)重影響航運(yùn)和水景觀。考慮環(huán)境補(bǔ)水、水資源利用、水景觀效果等因素，綜合分析，枯水期，骨干河道的水位需求為：贛江外洲斷面15.5 m；撫河三陽斷面16.0 m、溫圳斷面22.0 m；清風(fēng)山溪八字腦斷面16.0 m。

5 研究區(qū)河湖水系連通格局

5.1 河湖水系連通格局

為優(yōu)化區(qū)域水資源綜合配置能力，實(shí)現(xiàn)水資源配置與經(jīng)濟(jì)社會(huì)布局空間均衡，改善水生態(tài)環(huán)境，本文根據(jù)區(qū)域河湖水系連通的需求，結(jié)合區(qū)域發(fā)展布局，充分利用現(xiàn)有河湖水系和水利工程，南北向以贛江、撫河、清豐山溪等主要河流為主線，東西向?qū)F(xiàn)狀處于分隔狀態(tài)的故道等已有水系與南北向河流連通，形成以區(qū)域內(nèi)縱向和橫向的河渠水系為框架，以青嵐湖、瑤湖、象湖等湖泊為主要節(jié)點(diǎn)，形成區(qū)域“三橫四縱”水系連通格局，詳見圖2。

圖2 贛撫尾閭地區(qū)“三橫四縱”水系連通格局示意圖

其中：一橫為撫河焦石壩-贛撫航道-贛江市汊，長(zhǎng)46.5 km；二橫為撫河故道(茌港至武陽)-城南護(hù)城河-象湖-贛江新洲閘，長(zhǎng)35.8 km；三橫為撫河-涇口河-昌家?guī)X河-焦頭河-贛江，長(zhǎng)22.5 km；一縱為贛江尾閭干流及分汊河道-鄱陽湖，長(zhǎng)243 km；二縱為贛撫平原渠系，分為兩支，長(zhǎng)107 km；三縱為清豐山溪洪道-棠墅港-撫河故道-鄱陽湖，長(zhǎng)93 km；四縱為撫河干流-鄱陽湖，長(zhǎng)76.5 km。

此外，通過建閘等工程措施，按水資源調(diào)配需求控制穩(wěn)定的贛江、撫河、清豐山溪河道枯水期水位，實(shí)現(xiàn)區(qū)域河湖的連通互濟(jì)。

5.2 實(shí)施效果

“三橫四縱”充分利用現(xiàn)有河渠和受人工阻斷封閉的故道(總長(zhǎng)度624.3 km，其中新建河渠僅3.5 km)開展水系連通，效益顯著，能有力促進(jìn)水生態(tài)文明建設(shè)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展。

(1)河湖水系連通性將得到大幅改善。“三橫四縱”連通了區(qū)內(nèi)現(xiàn)有的主要河流、故道和湖泊，通過控制穩(wěn)定枯水期水位，實(shí)現(xiàn)引水為區(qū)內(nèi)河湖環(huán)境補(bǔ)水，大力改善了區(qū)域河湖水系連通性和水體交換條件。

(2)水環(huán)境水景觀將得到大力改善。河湖實(shí)現(xiàn)連通互濟(jì)，進(jìn)行水體活化和環(huán)境補(bǔ)水，河湖水質(zhì)可達(dá)到目標(biāo)水質(zhì)要求，河湖濕地也將得到有效保護(hù)；河湖水面面積可有效增加，河湖水面率將達(dá)到20%，大幅改善水景觀。

(3)水資源綜合利用體系進(jìn)一步完善?？菟冢此恍枨罂刂品€(wěn)定的贛江和撫河水位后，區(qū)域灌溉和供水取水條件得到大力改善(灌溉受益農(nóng)田約4.47 萬hm2，供水受益人口約300萬人)，水資源綜合利用體系進(jìn)一步完善。

(4)航運(yùn)和港口條件得到較大改善。抬高和穩(wěn)定枯水期河道水位，可大力改善枯水期水深條件和提高過航能力。

6 結(jié) 語

河湖水系連通已成為國(guó)家新時(shí)期新形勢(shì)下的治水方略之一。在長(zhǎng)期的實(shí)踐過程中，人們已積累了豐富的河湖水系連通實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在總結(jié)以往水系連通實(shí)踐的基礎(chǔ)上，本文以鄱陽湖西南部的贛撫尾閭地區(qū)為例，開展了河湖水系連通格局研究。

贛撫尾閭地區(qū)是江西省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的核心區(qū)域，也是長(zhǎng)三角、珠三角和閩東南經(jīng)濟(jì)區(qū)的直接腹地。然而，受人類活動(dòng)的影響，贛撫尾閭地區(qū)水系連通性變差，河湖生態(tài)功能日漸退化，給區(qū)域水生態(tài)環(huán)境、水資源利用乃至區(qū)域發(fā)展都帶來了諸多問題。

本文在河湖水系現(xiàn)狀格局的基礎(chǔ)上，充分考慮區(qū)域河湖水系連通的需求，有針對(duì)性地提出構(gòu)建以贛江、撫河、清豐山溪、贛撫平原渠系等為縱線，以贛撫航道、城南護(hù)城河等現(xiàn)有河渠為橫線，以象湖、青山湖、艾溪湖、瑤湖、青嵐湖等主要湖泊為節(jié)點(diǎn)的“三橫四縱”水系連通格局，能大幅提高河湖在水生態(tài)環(huán)境、水資源調(diào)配、水景觀等方面的服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)水資源與經(jīng)濟(jì)社會(huì)布局空間均衡，為優(yōu)化區(qū)域的功能定位與發(fā)展布局創(chuàng)造更好條件，促進(jìn)區(qū)域水生態(tài)文明建設(shè)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展。

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