江蘇省水利工程生態(tài)（環(huán)境）調(diào)度在生態(tài)河湖實(shí)踐中的應(yīng)用

鮑建騰，陶娜麒，宋 玉，陳少穎

（1.江蘇省防汛防旱指揮部辦公室，江蘇 南京 210029；2.江蘇省水利科學(xué)研究院，江蘇 南京 210017）

0 引言

江蘇地處長(zhǎng)江、淮河流域下游，平原遼闊，河湖眾多，水網(wǎng)密布，受降水時(shí)空分布不均及蓄水條件限制影響，本地水資源可利用量相對(duì)較小，但過(guò)境水較豐沛。江蘇大部分為平原區(qū)，水面坡降小、水體流動(dòng)性差、水體交換周期長(zhǎng)，河湖（庫(kù)）自凈能力弱，水環(huán)境容量偏低，水生態(tài)相對(duì)脆弱。隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速推進(jìn)，河湖水域侵占、環(huán)境雜亂、水質(zhì)污染、生態(tài)退化、功能衰減等問(wèn)題愈越凸顯，生態(tài)（環(huán)境）壓力較大。

經(jīng)過(guò)數(shù)十年水利建設(shè)，江蘇已基本建立起一套科學(xué)合理、行之有效的防洪、排澇調(diào)度體系，為充分發(fā)揮水利工程的防災(zāi)、減災(zāi)、興利效益，起到了十分重要的作用。2012年，中央作出“大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)”的戰(zhàn)略決策，首次把生態(tài)文明建設(shè)提升至與經(jīng)濟(jì)、政治、文化、社會(huì)四大建設(shè)并列的高度，列為建設(shè)中國(guó)特色社會(huì)主義的“五位一體”的總布局之一。2016年11月，中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于全面推行河長(zhǎng)制的意見(jiàn)》（廳字〔2016〕42號(hào)）；2017年3月，省委辦公廳、省政府辦公廳正式印發(fā)《關(guān)于在全省全面推行河長(zhǎng)制的實(shí)施意見(jiàn)》（蘇辦發(fā)〔2017〕18號(hào)）；2017年10月，《江蘇省生態(tài)河湖行動(dòng)計(jì)劃（2017～2020年）》正式印發(fā)實(shí)施，旨在建成“美麗中國(guó)”的“江蘇樣板”。實(shí)施水利工程生態(tài)（環(huán)境）調(diào)度，正是貫徹落實(shí)中央及省全面推行河長(zhǎng)制以及江蘇生態(tài)河湖行動(dòng)計(jì)劃戰(zhàn)略部署，推進(jìn)水資源保護(hù)、水污染防治、水生態(tài)修復(fù)，打造水韻江蘇新名片的“重要抓手”。

1 水利工程生態(tài)（環(huán)境）調(diào)度的定義與內(nèi)涵

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外來(lái)對(duì)河湖（庫(kù)）生態(tài)（環(huán)境）水位、流量的定義和計(jì)算分析方法，以及相應(yīng)的水利工程調(diào)度等進(jìn)行了不少研究，但仍尚未形成統(tǒng)一、規(guī)范和公認(rèn)的成果[1]。美國(guó)提出保護(hù)河流潛力的概念，根據(jù)河流特征實(shí)施相應(yīng)的生態(tài)保護(hù)策略；英國(guó)在進(jìn)行河道設(shè)計(jì)時(shí)，除考慮自然地形地貌特征外，還考慮河道設(shè)計(jì)的生態(tài)意義；日本在河道生態(tài)恢復(fù)時(shí)，改變河流的水流要素，如水位、流速，以及水溫、水質(zhì)、水生生物種類等生態(tài)環(huán)境要素[2]。

綜合來(lái)看，狹義上，生態(tài)水位、流量（水量）是指維持河湖（庫(kù)）生態(tài)系統(tǒng)健康可持續(xù)發(fā)展或修復(fù)脆弱生態(tài)系統(tǒng)使其形成良性循環(huán)所需的最低水位、最小水量。國(guó)外研究表明，保持河道最小流量，可最低保障一定魚類、底棲生物的棲息和繁衍；保持河道的自然流態(tài)，可以擁有更復(fù)雜的動(dòng)植物群落，提高水系自凈能力。國(guó)內(nèi)實(shí)踐中，2002年南四湖地區(qū)發(fā)生100年一遇嚴(yán)重干旱，部分地區(qū)200年一遇，上級(jí)湖、下級(jí)湖瀕臨干涸，湖區(qū)生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞。根據(jù)國(guó)務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)指示，國(guó)家防總于2002年12月8日啟動(dòng)應(yīng)急生態(tài)補(bǔ)水，調(diào)引長(zhǎng)江水入南四湖，歷時(shí)約50 d，共向南四湖下級(jí)湖補(bǔ)水1.1億m3，其中入上級(jí)湖0.5億m3，使下級(jí)湖水位始終維持在生態(tài)水位31.05 m（此水位低于死水位0.45 m）以上，維持了最低的生態(tài)用水需求，保障了湖區(qū)物種延續(xù)[3]。

廣義上，水利工程生態(tài)（環(huán)境）調(diào)度是指科學(xué)合理調(diào)度運(yùn)用各類水利工程，在時(shí)間、空間上優(yōu)化江河湖庫(kù)的水位、水量、流動(dòng)性和水質(zhì)等調(diào)度指標(biāo)，使其充分發(fā)揮生態(tài)（環(huán)境）效益，滿足河湖（庫(kù)）水體自然景觀、旅游、交通、水產(chǎn)養(yǎng)殖、水質(zhì)達(dá)標(biāo)考核以及水生生物可持續(xù)發(fā)展等多功能需求。江蘇實(shí)踐表明，秦淮河流域通過(guò)合理調(diào)度秦淮新河樞紐、武定門樞紐，既增加了長(zhǎng)江優(yōu)質(zhì)水源供應(yīng)，又適當(dāng)抬高了不同階段控制水位，同時(shí)還增強(qiáng)外秦淮河水體水動(dòng)力條件，改善水環(huán)境，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)提高，且服務(wù)水質(zhì)斷面考核等多項(xiàng)目標(biāo)。

2 江蘇省水利工程生態(tài)（環(huán)境）調(diào)度實(shí)踐

目前，江蘇已建成“江水北調(diào)”“江水東引”“引江濟(jì)太”等跨流域調(diào)水工程。通過(guò)及時(shí)啟用三大調(diào)水系統(tǒng)，保障全省人民生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通航運(yùn)、環(huán)境生態(tài)等用水需求。近年來(lái)，針對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展不斷提出的新需求，省及地方防指在做好防汛防旱防臺(tái)調(diào)度工作、確保防洪供水安全的同時(shí)，也積極探索嘗試，在水利工程生態(tài)（環(huán)境）調(diào)度方面開展了一些工作，也取得了一定的成效。

2.1 太湖地區(qū)水利工程生態(tài)（環(huán)境）調(diào)度實(shí)踐

2007年，應(yīng)急實(shí)施“引江濟(jì)太”，積極應(yīng)對(duì)太湖梅梁湖等湖灣大規(guī)模藍(lán)藻爆發(fā)，后常態(tài)化。“引江濟(jì)太”通過(guò)沿江口門調(diào)引長(zhǎng)江水，改善了水資源供給條件，增加地區(qū)的水資源量，促進(jìn)了河湖有序流動(dòng)，改善太湖及河網(wǎng)水質(zhì)。2007～2017年來(lái)，“引江濟(jì)太”有效增加了流域水資源供給，常熟樞紐累計(jì)引江水近200億m3，望亭立交入湖91億m3，尤其是2011年太湖地區(qū)發(fā)生干旱，常熟樞紐全年累計(jì)引水32億m3，入湖16億m3，增加了湖體環(huán)境容量，改善了太湖水質(zhì)，有效保障了太湖生態(tài)（環(huán)境）安全。

2.2 秦淮河流域水利工程生態(tài)（環(huán)境）調(diào)度實(shí)踐

2011年，省秦淮河水利工程管理處進(jìn)行了秦淮河取用水及水環(huán)境改善評(píng)估，初步研究了引調(diào)水量對(duì)外秦淮河水位的影響、調(diào)水后外秦淮河水環(huán)境改善的程度等內(nèi)容。2015年，省秦淮河水利工程管理處與南京市三汊河口閘管理處簽訂了引換水協(xié)議，通過(guò)調(diào)度秦淮新河樞紐、武定門樞紐，增加外秦淮河（武定門—入江口段）水體水動(dòng)力條件，改善水環(huán)境，實(shí)現(xiàn)水體流動(dòng)置換、水質(zhì)提高、沖淤和滿足景觀需求等多項(xiàng)目標(biāo)。近年來(lái)，通過(guò)實(shí)施外秦淮河引江換水工程，調(diào)水改善秦淮河水質(zhì)，為十運(yùn)會(huì)、青奧會(huì)、江蘇發(fā)展大會(huì)等一系列重大活動(dòng)提供了景觀水質(zhì)保障。2015年以來(lái)，秦淮新河樞紐泵站合計(jì)引水5.6億m3，節(jié)制閘引水0.9億m3，保障了秦淮新河優(yōu)質(zhì)水源供應(yīng)；武定門節(jié)制閘下泄水量合計(jì)5.1億m3，實(shí)現(xiàn)了外秦淮河水體全年常態(tài)化流動(dòng)，滿足了景觀及水質(zhì)需求。

2.3 里下河地區(qū)水利工程生態(tài)（環(huán)境）調(diào)度實(shí)踐

“江水東引”是解決江蘇省里下河地區(qū)水源的主要工程，按照“兩河引水、三線輸水”布局，通過(guò)江都樞紐、高港樞紐調(diào)引長(zhǎng)江水，保障里下河地區(qū)城鄉(xiāng)人民生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等用水水源。近年來(lái)，江蘇省防辦在確保防洪安全的前提下，抓住有利時(shí)機(jī)大引大排，適度提高河網(wǎng)控制水位，改善了區(qū)域水環(huán)境，并為沿海地區(qū)沖淤保港提供了大量水源。泰州引江河二期工程實(shí)施完成后，自流引江的能力進(jìn)一步提高，在保障區(qū)域工農(nóng)業(yè)用水的同時(shí)，改善區(qū)域河網(wǎng)水動(dòng)力條件、改善水生態(tài)（環(huán)境）的工程能力得到進(jìn)一步提升。自1999年泰州引江河一期工程建成運(yùn)行以來(lái)，江都、高港樞紐合計(jì)年均引水量超過(guò)40億m3。2011年里下河地區(qū)發(fā)生較重干旱，江都、高港樞紐全年累計(jì)引水44億m3，有效增加了區(qū)域水資源供給，增加了水環(huán)境容量。

3 水利工程生態(tài)（環(huán)境）調(diào)度需求分析

科學(xué)調(diào)度運(yùn)用各類水利工程，可以在一定程度、一定范圍內(nèi)改善和提高區(qū)域內(nèi)包括人類在內(nèi)的所有生物賴以生存的水生態(tài)（環(huán)境）。據(jù)研究分析，當(dāng)前水生態(tài)（環(huán)境）調(diào)度需求主要包含4個(gè)方面：①合理設(shè)置生態(tài)水位、生態(tài)流量（水量）；②改善水動(dòng)力條件，增強(qiáng)水體流動(dòng)性；③增加水環(huán)境容量，改善河湖庫(kù)水質(zhì)（達(dá)標(biāo)考核）；④改善水景觀，實(shí)現(xiàn)岸綠景美。

3.1 生態(tài)水位、流量（水量）需求

研究及調(diào)度實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，江蘇河網(wǎng)地區(qū)（例如太湖地區(qū)、里下河河網(wǎng)地區(qū)）以及重要河湖庫(kù)生態(tài)（環(huán)境）的調(diào)度重點(diǎn)，首先是關(guān)注水位、流量（水量）等要素的調(diào)度。

太湖作為淺水草型湖泊，水位與水草（菹草）的生長(zhǎng)具有一定的相關(guān)關(guān)系，據(jù)初步研究，菹草冬春季生長(zhǎng)期受光照影響較大，若冬春季太湖調(diào)度控制水位適當(dāng)抬升，可減少湖體透光量，抑制菹草生長(zhǎng)。里下河沿海墾區(qū)除需要滿足河道內(nèi)基本生態(tài)需求外，還需要滿足沖淤保港需水量，尤其非汛期及干旱年份，河道向外供水與河道內(nèi)需水矛盾突出。通過(guò)“江水東引”可有效增強(qiáng)沿海水資源保障能力，以及保障射陽(yáng)港、新洋港等沿海港閘沖淤保港需水量。南四湖地區(qū)，通過(guò)實(shí)施應(yīng)急生態(tài)調(diào)水，在保障最低生態(tài)水位（微山湖31.05 m）目標(biāo)的基礎(chǔ)上，保證一定流量，可有效促進(jìn)湖水交換，逐漸恢復(fù)湖區(qū)生態(tài)環(huán)境。

3.2 水動(dòng)力、水流動(dòng)性需求

研究及調(diào)度實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，流域性、區(qū)域性骨干河湖（庫(kù)）（例如秦淮河、望虞河等）及河網(wǎng)地區(qū)生態(tài)（環(huán)境）的調(diào)度既關(guān)注水位、水量要素，也十分關(guān)注水體流動(dòng)性的調(diào)度，正所謂“流水不腐”。對(duì)一些河湖而言，如果只有一定的水位（水量），但若水體長(zhǎng)期不流動(dòng)，一潭死水，則其水生態(tài)（環(huán)境）必然不可持續(xù)。通過(guò)改善水動(dòng)力條件，可改善其生態(tài)（環(huán)境）質(zhì)量。

秦淮河是流域性重要行洪通道，流域內(nèi)城市化迅速，下墊面變化顯著，水污染問(wèn)題突出。其水生態(tài)（環(huán)境）調(diào)度既需要合理設(shè)置不同階段最低水位，又需要合理安排最小水量及換水頻次，以改善秦淮新河、秦淮河干流水動(dòng)力條件，保障河道水質(zhì)。望虞河是太湖兩條行洪通道之一，同時(shí)還是“引江濟(jì)太”期間清水通道，流域工業(yè)、生活污水處理水平不高，導(dǎo)致環(huán)境污染負(fù)荷較大。近年實(shí)踐表明，通過(guò)調(diào)度常熟樞紐、望亭水利樞紐、蠡河樞紐等水利工程，加強(qiáng)河道的引排能力，使河道整體或局部實(shí)現(xiàn)水體（長(zhǎng)江—望虞河—蘇南運(yùn)河）交換，可以有效降低河道內(nèi)藍(lán)藻、水葫蘆積聚爆發(fā)等現(xiàn)象。太湖河網(wǎng)地區(qū)通過(guò)“引江濟(jì)太”，調(diào)引長(zhǎng)江水，增加地區(qū)優(yōu)質(zhì)水資源供給，使地區(qū)河網(wǎng)的水動(dòng)力條件改善，加快長(zhǎng)江、太湖和引供水骨干河道水體的置換，并向周邊地區(qū)擴(kuò)散，受益地區(qū)河網(wǎng)水體流速明顯加快。里下河腹部地區(qū)地勢(shì)低洼，區(qū)域內(nèi)河網(wǎng)密布、湖蕩眾多，區(qū)內(nèi)水流互串、流向不定，水環(huán)境承載力和水體納污能力相對(duì)較弱。近年來(lái)，里下河地區(qū)城市化進(jìn)程加快，湖蕩等水域面積顯著減少，不合理的開發(fā)與建設(shè)活動(dòng)造成河湖生境破碎化、水生生物多樣性衰退，且該區(qū)域種養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，對(duì)水位、水量需求十分精細(xì)。通過(guò)調(diào)引長(zhǎng)江水，可有效改善區(qū)域水流動(dòng)性不足、流速較低的局面，保障生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。

3.3 水質(zhì)、水環(huán)境容量需求

研究及調(diào)度實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，隨著國(guó)家環(huán)保執(zhí)法力度的加大，各地對(duì)河湖（庫(kù)）、水源地等水質(zhì)、水環(huán)境容量的調(diào)度需求逐漸增加。國(guó)家及地方有關(guān)部門在骨干河湖（庫(kù)）均多處設(shè)置了水質(zhì)考核斷面，以及實(shí)施最嚴(yán)格水資源管理制度的需求，河道、水功能區(qū)的水質(zhì)、水環(huán)境考核壓力很大，考核已不僅局限于水位（水量）、流動(dòng)性以及定性的水色、味等感官指標(biāo)，而是按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)采用了一系列量化的指標(biāo)，如溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷和總氨等。

太湖地區(qū)通過(guò)“引江濟(jì)太”，可有效改善主要水源地水質(zhì)及受水地區(qū)水環(huán)境[4]。一是保障太湖、太浦河及黃浦江上游主要飲用水水源地原水安全，通過(guò)調(diào)水引流，有效保障取水口的水質(zhì)保持優(yōu)良，藍(lán)藻密度有所減輕。二是改善流域平原河網(wǎng)、湖泊水質(zhì)。秦淮河通過(guò)秦淮新河樞紐、武定門樞紐調(diào)度，可有效增加秦淮新河、外秦淮河水體水動(dòng)力條件，改善水質(zhì)指標(biāo)，為斷面考核達(dá)標(biāo)創(chuàng)造條件。

3.4 水生態(tài)、水景觀需求

當(dāng)前，流域、區(qū)域尤其是城市層面，排污總量遠(yuǎn)超河道納污能力，且部分城市河道水系不暢、水循環(huán)不足。研究及調(diào)度實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，通過(guò)“暢流活水”工程，利用城市泵站和閘站調(diào)水，構(gòu)建布局合理、引排通暢、豐枯調(diào)劑、多源互補(bǔ)的城市層面水循環(huán)體系，可實(shí)現(xiàn)城市水體的高效置換，滿足城市水生態(tài)、水景觀需求。

4 問(wèn)題及建議

4.1 存在問(wèn)題

隨著河長(zhǎng)制工作的全面推進(jìn)，生態(tài)河湖行動(dòng)計(jì)劃全面部署，社會(huì)對(duì)流域、區(qū)域、城市水生態(tài)（環(huán)境）保障的要求越來(lái)越高，水利工程生態(tài)（環(huán)境）調(diào)度研究工作越來(lái)越迫切。當(dāng)前開展水利工程水生態(tài)（環(huán)境）調(diào)度尚存在一些問(wèn)題：一是相關(guān)生態(tài)（環(huán)境）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資料不齊全，監(jiān)測(cè)站點(diǎn)、監(jiān)測(cè)內(nèi)容、監(jiān)測(cè)頻次等尚不能滿足調(diào)度需求；水利、環(huán)保、住建、海洋漁業(yè)等部門之間尚未構(gòu)建完善的數(shù)據(jù)資源共享平臺(tái)，協(xié)調(diào)機(jī)制不健全。二是水生態(tài)（環(huán)境）調(diào)度與防洪排澇調(diào)度協(xié)調(diào)難度大，生態(tài)（環(huán)境）調(diào)度增加了防洪排澇風(fēng)險(xiǎn)。三是水利工程生態(tài)（環(huán)境）調(diào)度缺少理論及技術(shù)支撐，雖然各方開展了一些研究，但有些深度不夠，有些沒(méi)有形成定論，有些沒(méi)有形成量化的指標(biāo)，難以直接為實(shí)際調(diào)度服務(wù)。

4.2 措施及建議

近年，江蘇省水利工程生態(tài)（環(huán)境）調(diào)度取得了顯著成效，但要達(dá)到“河通水暢、江淮安瀾，水清岸綠、生物多樣，人水和諧、景美文昌”的美好愿景還要做很多工作。例如研究河湖適宜水位、置換速度；河網(wǎng)流態(tài)和流速；水利工程如何通過(guò)優(yōu)化調(diào)度整合形成河網(wǎng)整體有序流動(dòng)；污染源沒(méi)有完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)排放情況下河道如何引排分開，擴(kuò)大清水流動(dòng)面等，還要統(tǒng)籌兼顧流域、區(qū)域、城市調(diào)度。具體有4個(gè)方面建議。

4.2.1堅(jiān)持生態(tài)（環(huán)境）調(diào)度服從防洪排澇調(diào)度的原則

要統(tǒng)籌處理好水生態(tài)（環(huán)境）與防洪排澇的關(guān)系，堅(jiān)持防洪安全第一的原則，水生態(tài)（環(huán)境）調(diào)度應(yīng)服從防洪保安要求，充分發(fā)揮水利工程的防災(zāi)、減災(zāi)、興利綜合效益。

4.2.2建立健全部門間數(shù)據(jù)資源共享、會(huì)商協(xié)調(diào)機(jī)制

充分依托河長(zhǎng)制組織體系，加強(qiáng)水利、環(huán)保、住建、海洋漁業(yè)等部門間的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，加強(qiáng)水陸統(tǒng)籌，構(gòu)建完善的數(shù)據(jù)資源共享平臺(tái)，健全會(huì)商協(xié)調(diào)機(jī)制，形成合力，共同推進(jìn)水利工程生態(tài)（環(huán)境）調(diào)度工作。

4.2.3組織開展生態(tài)（環(huán)境）調(diào)度綜合研究

鑒于當(dāng)前學(xué)術(shù)界、地方政府、相關(guān)部門以及不同社會(huì)群體對(duì)水利工程生態(tài)（環(huán)境）調(diào)度的理解與認(rèn)識(shí)不一，加上江蘇流域、區(qū)域河湖生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜，且水利部門研究機(jī)構(gòu)技術(shù)力量單一等多方面原因，建議水利、生態(tài)、環(huán)保等部門、科研機(jī)構(gòu)或高校，選擇適宜的區(qū)域，開展生態(tài)（環(huán)境）調(diào)度綜合性研究，將研究成果作為水利工程生態(tài)（環(huán)境）調(diào)度的技術(shù)支撐。

4.2.4加快推進(jìn)生態(tài)（環(huán)境）調(diào)度方案的修訂修編

要堅(jiān)持因地制宜的原則，針對(duì)不同流域、區(qū)域自然地理?xiàng)l件和生態(tài)系統(tǒng)特征，突出不同時(shí)段的生態(tài)（環(huán)境）調(diào)度需求，修訂修編以流域、區(qū)域?yàn)閱卧纳鷳B(tài)（環(huán)境）調(diào)度方案。

[1]魯春霞，劉銘，曹學(xué)章，等 . 中國(guó)水利工程的生態(tài)效應(yīng)與生態(tài)調(diào)度研究[J] . 資源科學(xué)，2011（8）.1418-1421 .

[2]孫宗鳳，董增川 . 水利工程的生態(tài)效應(yīng)分析[J] . 水利水電技術(shù)，2004，35（4）：5-8 .

[3]徐英三，吳旭 . 2002年南四湖應(yīng)急生態(tài)補(bǔ)水的回顧和思考 [J] . 中國(guó)防汛抗旱，2003（4）：40-45 .

[4]水利部太湖流域管理局 . 引江濟(jì)太調(diào)水試驗(yàn)[M] . 北京：中國(guó)水利水電出版社，2010 .