煙臺市河道生態(tài)基流分析及保障措施

王 燕 畢彩霞 王增凱

煙臺市河道生態(tài)基流分析及保障措施

王 燕 畢彩霞 王增凱

山東省煙臺市是一個水資源嚴重缺乏的城市。近幾年來，受持續(xù)干旱和人類活動的影響，煙臺市域產(chǎn)流條件和地下水補給條件都發(fā)生了很大的變化，各河道斷面實際來水量（包括地下徑流和地表徑流）顯著減少，河流斷流、水庫塘壩干涸，生態(tài)需水嚴重不足。污染嚴重，水質(zhì)惡化，河段水體功能無法滿足，污染和生態(tài)基流保障已經(jīng)到了非解決不可的地步。

一、煙臺河流水系概況

煙臺市域內(nèi)河網(wǎng)較發(fā)育，中小河流眾多，主要河流以橫亙東西的昆崳山、牙山、艾山、羅山、大澤山為主體的“膠東屋脊”為分水嶺，南北分流入海。向南流入黃海的有東五龍河、留格河及流經(jīng)青島入海的大沽河向東北流入黃海的有大沽夾河、辛安河；向西北流入渤海的有黃水河、界河、王河。其特點是：河床比降大，源短流急，暴漲暴落，屬季風雨源型河流。長度在5km以上河流121條，其中流域面積300km2以上的有大沽夾河、東五龍河、黃水河、辛安河、留格河、界河、王河及大沽河等15條；流域面積200km2以上的有沁水河、黃壘河、外夾河、廣漢河、辛安河、蜆河、黃水河等共23條，流域面積大于100km2的有46條河，大于50km2的有96條。

煙臺市人均、畝均水資源量約為全國人均、畝均水平的1/5左右，僅為世界平均水平的1/20左右。屬水資源缺乏地區(qū)。全市多年平均降水量687.9mm，多年平均地表水資源量為247800萬m3。

二、河道生態(tài)基流分析

1.河道生態(tài)基流的概念

河道生態(tài)基流是指維持河流基本形態(tài)和基本生態(tài)功能，保證水生態(tài)系統(tǒng)基本功能正常運轉(zhuǎn)的最小流量。

對于一條常年性河流，具有流動的足夠的水量是維持河道生態(tài)環(huán)境功能的最基本條件，如果發(fā)生河流斷流，原有的水生環(huán)境遭受到嚴重破壞，即使再次復(fù)水，河道系統(tǒng)也很難恢復(fù)到原來的水生生態(tài)系統(tǒng)，甚至一些本地特有的物種將從此滅絕。因此，為了防止河道萎縮或斷流，維持河道基本的生態(tài)環(huán)境功能，河道中常年都應(yīng)該保持一定比例的基本流量。河道生態(tài)基流的概念是基于此而提出。

2.河道生態(tài)基流量的計算

蒙大拿法（Montana）法是計算河道生態(tài)基流量最常用的方法之一。Montana法是由美國Don Tennant于1976年首次提出，開始應(yīng)用于美國中西部。通過12個棲息地河道流量與棲息地質(zhì)量關(guān)系的研究，經(jīng)多次改進，現(xiàn)被美國16個州采用。蒙大拿法確定的河道內(nèi)最小生態(tài)流量是以測站的年平均天然流量百分率表示，如以天然流量的10%為標準確定的生態(tài)流量，表示可以維持河道生物棲息地生存。

本文選用了煙臺市三大河道水文控制站實測徑流資料進行了逐月還原計算，提出歷年逐月的天然徑流量系列，再累加逐月得出年徑流量。取年平均天然徑流量的10%作為生態(tài)基流量。

徑流還原計算采用分項調(diào)查分析法，以歷年水文實測資料和水文調(diào)查系列資料成果為依據(jù)，應(yīng)用下列水量平衡方程式進行還原計算：

W天=W實測+W農(nóng)耗+W工業(yè)+W生活±W蓄±W引水±W分洪±W其他

式中：W天—還原后的天然徑流量；

W實測—水文站實測徑流量；

W農(nóng)耗—農(nóng)業(yè)灌溉耗損量；

W工業(yè)—工業(yè)用水耗損量；

W生活—城鎮(zhèn)生活用水耗損量；

W蓄—水庫蓄水變量，增加為正，減少為負；

W引水—跨流域（或跨區(qū)間）引水量，引出為正，引入為負；

W分洪—河道分洪決口水量，分出為正，分入為負；

W其他—其他還原項，根據(jù)各站具體情況而定。

選定了煙臺市三大水文控制站團旺站、福山站、臧家莊站進行天然年徑流量計算并取10%作為生態(tài)基流量。三大水文控制站名稱與計算成果見表1。

三、河道水環(huán)境存在的問題

1.河道生態(tài)基流嚴重不足

煙臺近幾年，有效降雨偏少，旱情嚴重。2014年、2015年、2016年降水量分別為 572.7mm、555.3mm、557.6mm，分別較多年平均降水量（1955～2015年系列687.9mm）偏少16.7%、19.3%、18.9%。連續(xù)三年降水量為多年平均降水量的80%左右，致使煙臺市2016年小型蓄水工程基本干枯，大中型水庫蓄水量也急劇下降。2016年煙臺市三座大型水庫全年總來水量僅為1233萬方。2016年大部分河道全年無徑流量。選出煙臺市三大主要河道水文站2015年、2016年徑流量及近六年平均徑流量與長系列（1956～2010年）多年平均天然徑流量的比較見表2。

表1 三大控制站生態(tài)基流量計算表

由表2可見，三大主要河道控制站近六年徑流量均值占55年系列天然年徑流量均值（平水年）在48.6%～107.9%之間。近六年的徑流量均值與長系列年徑流量均值比較情況，除了臧格莊站接近平水年外，團旺站和福山站都有大幅度減少。2015年、2016年由于天氣干旱和人類活動影響，臧格莊的年徑流量占平水年的一半左右，團旺的2016年年徑流量占平水年百分比不足10%，福山站2016年出現(xiàn)斷流。河道基流量嚴重不足，生態(tài)環(huán)境用水得不到保障。

表2 煙臺市三大主要河道水文站徑流量2015年、2016年及近六年徑流量均值與長系列（1956～2010年）多年平均天然徑流量的比較表

2.河道水污染問題亟待解決

煙臺近幾年由于旱情嚴重，過度開發(fā)利用水資源，在主要河道上修建多處攔河閘壩,河道基本沒有生態(tài)基流，已不能簡單稱之為河流，徑流被高度人工控制，枯水季節(jié),往往一潭死水；洪水季節(jié)，污水傾瀉，易發(fā)污染事故。根據(jù)煙臺地表水評價報告（2010年為水質(zhì)評價基準年）得知：全年期水質(zhì)超標河段河長為302.2km，超標比例為31.5%。其中，四類水質(zhì)河段河長為118.2km，比例為12.3%；五類水質(zhì)河段河長為33.2km，比例為3.50%；劣五類水質(zhì)河段河長為197.6km，比例為20.6%。部分河流污染、水質(zhì)惡化，危及人體、水生物健康，影響經(jīng)濟社會發(fā)展。

四、保障措施

1.水資源合理利用和節(jié)約

煙臺近幾年持續(xù)干旱，導(dǎo)致多條河流斷流、水庫塘壩干涸，無法保證河道生態(tài)基流量。為了增加河道生態(tài)基流量，改善河道生態(tài)環(huán)境，促進水資源可持續(xù)利用，必須強調(diào)水資源的合理利用和節(jié)約，實行水資源消耗總量和強度“雙控”，提高水資源的利用率。

煙臺市農(nóng)業(yè)灌溉是用水大戶，所以農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水潛力巨大，必須采取相應(yīng)的節(jié)水措施，如滴噴灌、加強灌排渠系等水工建筑物的修復(fù)等措施，提高灌溉水利用系數(shù)，提高農(nóng)業(yè)用水利用率，節(jié)約有限的水資源。工業(yè)用水是城市用水重要組成部分，工業(yè)節(jié)水是城市節(jié)水的重點。城市生活節(jié)水以及城鎮(zhèn)污水資源化也可以有效減少向河道的排污量，改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，而且還可以彌補水資源的短缺，節(jié)約寶貴的清水資源，解決河道生態(tài)基流不足。

2.河道上下游聯(lián)合調(diào)度，合理利用

煙臺屬于沿海丘陵地區(qū)，由于氣候因素、自然條件制約，降水產(chǎn)生徑流大部分都匯入大海，為了解決缺水問題，當?shù)卦诙鄺l河流上修建攔河閘壩蓄水，提高了洪水資源的利用率，但各地水資源利用上各自為政，缺乏統(tǒng)一調(diào)度，無序開發(fā)，致部分河段干涸無水。基于煙臺市雨洪資源利用率低這一現(xiàn)實，必須采取統(tǒng)一管理、合理調(diào)度或跨流域調(diào)度，連通河庫水系。通過河流水系自然連通與人工連通相結(jié)合、水利攔（調(diào)）蓄工程相連通等措施，構(gòu)建全市范圍內(nèi)的流域生態(tài)水網(wǎng)體系，增加河流生態(tài)基流量。

3.加強生態(tài)建設(shè)，涵養(yǎng)地下水源，增加河流生態(tài)基流

通過退耕還林、植樹造林等水保措施，加強水生態(tài)保護，從流域上游著手，加強水源涵養(yǎng)，如在流域上游建設(shè)自然保護區(qū)、生態(tài)保護區(qū)、風景名勝區(qū)、森林公園等，系統(tǒng)整治河庫流域，有效利用雨水資源，政府考核不再片面追求GDP，而在生態(tài)建設(shè)方面加強考核力度，煙臺市的生態(tài)環(huán)境才可能得到改善，從而改善河流水生態(tài)環(huán)境。

4.加強法律法規(guī)的學(xué)習(xí),控制用水總量,加強“河長制”的落實，維護水生態(tài)，保障河道基流量

健全水生態(tài)文明法制體系，實施水生態(tài)紅線管理，建立系統(tǒng)完整的水生態(tài)文明制度體系，從源頭保護水資源和水生態(tài)；控制用水總量，逐步退還擠占的河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境用水和超采的地下水，確定河道主要控制斷面及區(qū)域地下水系統(tǒng)的生態(tài)水量標準和地下水的合理水位，限采壓采地下水；加強“河長制”的落實，保護水資源，防治水污染，維護水生態(tài)，保障河道基流量。

五、結(jié)論

通過分析煙臺河道生態(tài)基流量，發(fā)現(xiàn)河道水環(huán)境存在的問題，提出了解決問題的措施和建議，強化水資源合理利用和節(jié)約以及河道上下游聯(lián)合調(diào)度和合理利用，加強生態(tài)建設(shè)，加強“河長制”的落實，為水資源可持續(xù)利用，促進社會經(jīng)濟發(fā)展和河道生態(tài)基流保障共同努力■

（作者單位：山東省煙臺市水文局264001）