沂沭河生態(tài)流量調(diào)度原則探討

王秀慶，屈 璞，詹道強，李 斯

（沂沭泗水利管理局水文局信息中心，江蘇 徐州 221018）

水庫多目標生態(tài)調(diào)度是當前國內(nèi)河流生態(tài)修復研究的熱點問題。黃河、淮河流域是生態(tài)流量工作試點流域，根據(jù)淮河流域水資源與水生態(tài)的實際情況，結(jié)合已有的工作基礎(chǔ)，確定沂河、沭河（簡稱沂沭河）是淮河流域生態(tài)流量（水位）試點河流。沂沭河縱貫沂蒙山區(qū)，屬于大型山洪河道，流經(jīng)山東、江蘇兩省，水資源較為短缺，豐枯懸殊，且時空及年內(nèi)降水分布不均，汛期（6～9月）降水量約占全年降水量的70%。

近年來沂沭河上興建了多座攔河閘壩，攔河閘壩工程的建設(shè)在水資源利用等方面發(fā)揮了巨大作用，但也改變了原有的河流水文情勢及河流天然連通性。沂沭河以開發(fā)利用當?shù)厮Y源為主，水資源供需矛盾突出，現(xiàn)行的工程調(diào)度方式主要為防洪調(diào)度和興利調(diào)度，沒有涉及生態(tài)因素，工程調(diào)度滿足經(jīng)濟和社會效益的同時，對河流生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生一定的威脅。為了充分發(fā)揮沂沭河水利工程在保護生態(tài)環(huán)境中的作用，開展沂河、沭河生態(tài)流量調(diào)度，實現(xiàn)基于生態(tài)調(diào)度的水庫等攔河工程的多目標調(diào)度，維持沂河、沭河河流生態(tài)系統(tǒng)健康穩(wěn)定。

1 概況

1.1 沂河概況

沂河發(fā)源于山東省魯山南麓，南流至江蘇省新沂市苗圩入駱馬湖。沂河在彭道口向東辟有分沂入沭水道，分沂河洪水入沭河；沂河在江風口辟有邳蒼分洪道，分沂河洪水入中運河。沂河河道全長333 km，流域面積11820 km2，多年平均年水資源總量39.10億m3，其中地表水資源量30.92億m3。

表1 沂河、沭河控制斷面生態(tài)流量表

沂河水系蓄水工程主要包括5座大型水庫、22座中型水庫以及25座河道調(diào)蓄工程等。田莊、跋山、岸堤、唐村和許家崖等5座大型水庫集水面積4315 km2，設(shè)計庫容18.24億m3，正常高（興利）水位時的蓄水庫容10.332億m3；紅旗等22座中型水庫集水面積1401km2，設(shè)計庫容5.09億m3；小埠東橡膠壩等25座攔河閘壩設(shè)計蓄水量4.15億m3。

1.2 沭河概況

沭河發(fā)源于山東省沂山南麓，與沂河平行南下，南流至江蘇省新沂市口頭入新沂河。沭河上游洪水在山東省臨沭縣大官莊與分沂入沭水道分泄的沂河洪水匯合，向東由新沭河泄洪閘控制經(jīng)新沭河、石梁河水庫于江蘇省連云港市臨洪口入海，向南由人民勝利堰閘控制經(jīng)老沭河在江蘇省新沂市入新沂河。沭河河道全長300 km，流域面積6400 km2，多年平均年水資源總量22.84億m3，其中地表水資源量18.19億m3。

沭河水系蓄水工程主要包括4座大型水庫、9座中型水庫以及12座河道調(diào)蓄工程等。沙溝、青峰嶺、小仕陽和陡山等4座大型水庫集水面積1482 km2，設(shè)計庫容9.27億m3；石畝子等9座中型水庫集水面積334.5 km2，設(shè)計庫容2.18億m3，正常高（興利）水位時的蓄水庫容5.876億m3；莊科橡膠壩等12座攔河閘壩設(shè)計蓄水量1.41億m3。

2 生態(tài)流量成果依據(jù)

本次生態(tài)流量調(diào)度采用淮河水利委員會制定的《淮河流域生態(tài)流量（水位）試點工作實施方案》（2016年12月）中確定的主要控制斷面的生態(tài)流量成果。沂河干流主要控制斷面為臨沂及省界斷面（港上），沭河干流的主要控制斷面為大官莊及省界斷面（新安）。生態(tài)流量指標每年分為10～3月、4～5月、6～9月3個時段，不同時期指標各不相同，見表1。

生態(tài)流量調(diào)度的目標是保障沂沭河生態(tài)系統(tǒng)健康，手段是通過科學合理地調(diào)度盡量保障臨沂、港上、大官莊、新安等主要斷面的下泄流量滿足生態(tài)流量要求。

3 生態(tài)流量調(diào)度

截至目前，人們關(guān)于生態(tài)調(diào)度的概念有不同的見解?，F(xiàn)階段，河流生態(tài)調(diào)度處于探索階段，強調(diào)將生態(tài)因子納入到傳統(tǒng)的水庫調(diào)度過程中，實現(xiàn)水庫綜合調(diào)度[1]。Symphorian 等[2]強調(diào)生態(tài)調(diào)度要求調(diào)度過程能夠同時滿足人類社會發(fā)展和河流生態(tài)系統(tǒng)對水資源的需求；譚紅武等[3]將生態(tài)調(diào)度歸納成為了維系和恢復河流生態(tài)系統(tǒng)而采取的多種水利工程調(diào)度措施的總稱；董哲仁等[4]指出生態(tài)調(diào)度是在實現(xiàn)防洪、發(fā)電、供水、灌溉等多種經(jīng)濟社會目標的條件下，兼顧河流生態(tài)系統(tǒng)需求的一種多目標水庫調(diào)度手段。

本次以沂河、沭河為試點河流，結(jié)合沂沭河防洪調(diào)度、水量分配，及水利工程的特點，在充分了解社會經(jīng)濟用水與生態(tài)環(huán)境需水之間的矛盾，權(quán)衡社會經(jīng)濟可承載力的基礎(chǔ)上，并根據(jù)流域水資源管理要求，適當開發(fā)利用水資源，制定沂沭河生態(tài)流量調(diào)度的原則及措施。沂沭河生態(tài)流量調(diào)度主要有統(tǒng)一調(diào)度、就近調(diào)水、均衡利用、非完全保障及協(xié)作等原則，本文重點探討均衡利用和非完全保障原則。

3.1 均衡利用原則

沂沭河生態(tài)流量調(diào)度對象主要為大中型水庫及可以起到攔蓄作用的重要閘壩。沂河、沭河上游來水正?；蜇S水年份，在確保防洪安全的前提下，全面利用河道干流攔河閘壩蓄水工程蓄水，當控制斷面下泄流量過大時，做到兼顧上下游工程蓄水情況，控制下泄流量，利用攔河閘壩控制下泄流量過程，做好水資源的合理利用；枯水年份，統(tǒng)籌流域上下游、左右岸和各行業(yè)用水需求，最大限度地減少干旱對生態(tài)環(huán)境的影響。

以沭河大官莊斷面為例，沭河大官莊斷面距上游華山橡膠壩19.2 km，距離下游清泉寺攔河閘14.3 km。沭河大官莊斷面流量除受人民勝利堰閘以及灌溉洞等放水影響，上游還受華山橡膠壩調(diào)度影響。

當大官莊斷面流量小于生態(tài)流量指標時，淮河水利委員會進行生態(tài)流量調(diào)度會商，并向山東省水行政主管部門發(fā)出生態(tài)流量調(diào)度指令，除沿河居民生活用水外，停止農(nóng)業(yè)取水，限制工業(yè)取水，開啟距離大官莊斷面最近的上游華山橡膠壩泄水設(shè)施，使得大官莊斷面流量不小于生態(tài)流量指標。當華山橡膠壩蓄水量不足時，依次順序開啟華山橡膠壩上游青云橡膠壩、石拉淵橡膠壩等其他的河道蓄水工程，逐級類推。當河道蓄水工程蓄水量均不足時，依距離遠近依次調(diào)度沭河上游大型水庫進行水量下泄，均衡利用蓄水工程，保障大官莊斷面流量不小于生態(tài)流量指標。

根據(jù)沂河的季節(jié)變化及降水補給情況，每年10～3月、4～5月、6～9月三個時段，河道蓄水工程蓄水量采用不同的控制程度進行調(diào)度控制，非汛期蓄水量控制度比汛期控制度要高，10～3月蓄水工程蓄水控制程度為75%，4～5月為50%，6～9月為25%。當攔河閘壩蓄水量低于階段控制時，原則上不再降低攔河閘壩蓄水量進行生態(tài)調(diào)度。沭河大官莊斷面生態(tài)流量調(diào)度上游蓄水工程運用先后順序及優(yōu)先級別見表2。

3.2 非完全保障原則

3.2.1生態(tài)流量保證程度

根據(jù)沂沭河各控制斷面來水情況及生態(tài)流量指標，分析天然狀態(tài)下生態(tài)流量的日保證程度，即流量達到生態(tài)流量的天數(shù)占全部天數(shù)的百分比。

沂河臨沂斷面采用1961～2014年共54年長系列逐日流量資料分析，下泄流量達到生態(tài)流量以上共有14456天，綜合保證程度為73.3%；港上斷面采用1972～2014年共43年長系列逐日流量資料分析，下泄流量達到生態(tài)流量以上共有7584天，綜合保證程度為48.3%。

沭河大官莊斷面采用1961～2014年共54年長系列逐日流量資料分析，下泄流量達到生態(tài)流量以上共有13727天，綜合保證程度為69.6%；新安斷面采用1961～2014年共54年長系列逐日流量資料分析，下泄流量達到生態(tài)流量以上共有6276天，綜合保證程度為31.8%。各控制斷面生態(tài)流量日保證程度見表3。

表2 沭河大官莊斷面生態(tài)流量調(diào)度上游蓄水工程運用先后順序及優(yōu)先級別表

表3 各控制斷面生態(tài)流量日保證程度

根據(jù)表3各斷面生態(tài)流量的日保證程度分析，沂沭河的生態(tài)流量保證程度較低。天然狀態(tài)下，沂河臨沂斷面（73.3%）保證程度最高，最低為沭河新安斷面（31.8%）。沂河臨沂、沭河大官莊斷面生態(tài)流量保證程度高于沂河港上、沭河新安斷面，因為沂河臨沂及沭河大官莊斷面以上集水面積較大，天然條件較好，且沿河補給水量大，生態(tài)流量保證程度較高；沂河港上及沭河新安斷面區(qū)間面積小，且攔河閘壩層層攔蓄，生態(tài)流量保證程度較低。

3.2.2 非完全保障

沂沭河水資源時空分布不均，豐枯懸殊，河短流急，沂沭河各控制斷面不同來水保證率情況下的生態(tài)流量日保證程度見表4?！痘春恿饔蛏鷳B(tài)流量（水位）試點工作實施方案》中根據(jù)沂河、沭河水資源開發(fā)利用及用水矛盾的實際情況，按照不同來水保證率提出河流生態(tài)流量日滿足程度控制要求。沂河特枯年不作下泄生態(tài)流量要求，沭河由于河流蓄水條件及調(diào)度條件的限制，枯水年與特枯年均不作下泄生態(tài)流量要求，見表5。止生態(tài)流量調(diào)度的控制條件有：（1）當控制斷面監(jiān)測流量大于生態(tài)流量時；（2）當河道攔蓄工程已塌壩運行（或閘壩無蓄水）且上游大型水庫水位已降至死水位時；（3）沂河特枯年、沭河枯水年與特枯年不作下泄生態(tài)流量達標考核要求。生態(tài)流量調(diào)度是一個動態(tài)日?；芾淼倪^程，需依據(jù)蓄水工程的實際情況適時調(diào)度，適時終止。

現(xiàn)狀情況下，沂河臨沂斷面、劉家道口樞紐、沭河大官莊樞紐以及上游的大型水庫等均為國家基本水文站，具有完善的測驗、報汛設(shè)施以及報汛制度，而其他如沂河省界斷面、沭河省界斷面，沂河小埠東、桃園、授賢等橡膠壩，以及馬頭、土山、李莊等攔河閘，沭河華山、龍門等橡膠壩，以及清泉寺、塔山等攔河閘尚未建立完善的測報設(shè)施以及相應的報汛制度，給實行生態(tài)流量調(diào)度帶來一定困難，需要進行統(tǒng)籌考慮，完善配套措施。

4 結(jié)語

表4 沂河、沭河各控制斷面生態(tài)流量日保證程度

表5 沂河、沭河控制斷面生態(tài)流量調(diào)度日滿足程度指標表

根據(jù)表4和表5分析，沂河港上斷面天然狀態(tài)下平水年及枯水年的保證程度均低于沂河指標值，沭河新安斷面平水年的保證程度低于沭河指標值（50%）。為盡量滿足各控制斷面的生態(tài)流量，需上游蓄水工程調(diào)度運行下泄流量，均化流量過程以滿足生態(tài)流量的要求。

考慮到生態(tài)流量調(diào)度是盡可能地滿足各斷面生態(tài)流量要求，并非全年完全保障生態(tài)流量的原則。終

沂河、沭河生態(tài)流量調(diào)度是沂沭泗流域生態(tài)文明建設(shè)中的一項開創(chuàng)性工作，以沂河、沭河為生態(tài)流量調(diào)度試點工作，綜合考慮了沂沭河流域的特點，探索性地研究生態(tài)流量調(diào)度原則及措施，該工作涉及流域內(nèi)跨省份蓄水工程的調(diào)度，涉及管理部門多、工程類型多，包括水庫、水閘、橡膠壩等，是一項復雜的系統(tǒng)工程。

現(xiàn)在沂河、沭河生態(tài)流量調(diào)度缺乏系統(tǒng)的理論指導，處于摸索階段，生態(tài)調(diào)度現(xiàn)階段重點是生態(tài)基流，加強了河流流動性管理，但動態(tài)管理實踐還不充分；同時沂沭河水利工程數(shù)量較多，但監(jiān)測斷面較少，覆蓋度低，制約生態(tài)調(diào)度信息獲取的時效性，應繼續(xù)加強監(jiān)測、研究和及時反饋生態(tài)流量調(diào)度中的不確定性因素，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，維系沂河、沭河生態(tài)系統(tǒng)健康穩(wěn)定。

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