基于生態(tài)需水量分析引黃入冀工程對廊坊受水區(qū)的影響

劉文靜

（河北省廊坊水文水資源勘測局，河北 廊坊065000）

為緩解華北東南部平原地區(qū)水資源短缺狀況，1991年國家農(nóng)業(yè)開發(fā)辦公室和水利部實(shí)施華北地區(qū)跨流域、跨省大型調(diào)水工程。 其中，為解決廊坊市缺水及提升水環(huán)境和水生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量， 廊坊地區(qū)于2009年實(shí)施引黃入冀工程。

1 研究區(qū)概況

廊坊市位于華北平原東北部，永定河沖洪積、沖積湖積平原上，地勢平坦。為緩解廊坊南部地區(qū)日趨嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題，200～2012年廊坊市實(shí)施了4次引黃調(diào)水工作，補(bǔ)充趙王新河生態(tài)用水，共引黃河水3.4億m3。前兩次引黃均從趙王新河入境，經(jīng)史各莊水文站流至西碼頭閘，主要消耗在文安縣境內(nèi)。 第3、4次引黃，由大城縣權(quán)村鎮(zhèn)入境，經(jīng)九高莊水文站流入大城縣， 由大城縣的廣安干渠等引水渠進(jìn)入文安縣境內(nèi)，經(jīng)揚(yáng)水站抽入趙王新河，最終流至西碼頭閘。

隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展， 工農(nóng)業(yè)生活需水量的加劇， 趙王新河自20世紀(jì)80年代初期開始出現(xiàn)連續(xù)斷流情況，部分河段河干涸。自20世紀(jì)80年代初至2009年間，在1988～1996年出現(xiàn)短期蓄水情況。 水資源短缺造成河底生物完全消失， 水棲動物也瀕臨滅絕，物種多樣性呈減少趨勢，浮塵天氣增多，空氣質(zhì)量下降明顯，區(qū)域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境進(jìn)入衰敗期。

引黃補(bǔ)水以來，豐富了受水區(qū)的物種多樣化，為趙王新河濕地公園的建設(shè)提供有力支撐。 受水區(qū)鳥類資源再次豐富起來， 時常會出現(xiàn)野鴨成群的壯觀景象，從數(shù)量和種類上都明顯增多。改變最明顯的是受水區(qū)的植物，出現(xiàn)了浮水植物和挺水植物，沉水植物也不再是單一的狐尾藻。

本文通過分析引黃入冀工程廊坊受水區(qū)趙王新河的生態(tài)需水量， 進(jìn)一步分析論證引黃入冀工程對受水區(qū)生態(tài)改善的積極作用。

2 趙王新河生態(tài)需水量分析

2.1 分析方法

趙王新河控制斷面選取廊坊史各莊水文站。 選取5種方案計算河道生態(tài)需水量，計算方法為Tennant法、90%保證率法、近10年最枯月流量法和典型年最小月徑流量法［1-4］。 趙王新河在1963年首次建成過水，進(jìn)入20世紀(jì)80年代河道出現(xiàn)斷流情況，1996年河道出現(xiàn)外調(diào)水補(bǔ)充， 生態(tài)需水量的計算要求天然河道徑流量， 因此計算生態(tài)需水量的長系列數(shù)據(jù)選取1963～1995年33年的逐月徑流量數(shù)據(jù)。

（1）Tennant法。該方法也稱之為年徑流量百分?jǐn)?shù)法， 該方法將多年徑流量的10%～30%作為生態(tài)最小需水量， 年平均天然徑流量的10%是保持河流生態(tài)系統(tǒng)健康的最小流量， 年平均天然徑流量的30%能為大多數(shù)水生生物提供較好的棲息地條件。 該方法主要適用于擁有長序列水文資料、流量較大的河流。趙王新河水生生物較少，結(jié)合實(shí)際情況，趙王新河的百分系數(shù)分別選取10%和15%，經(jīng)計算趙王新河多年平均河道最小生態(tài)基流量W生1、W生2分別為1745萬m3和2618萬m3。

（2）90%保證率法。 該方法是將最枯月平均流量的90%作為河道生態(tài)需水量， 主要適用于水資源量小、開放利用程度高但有長序列水文資料的河流。 一般認(rèn)為如果月平均水量占全年總水量百分比小于5%則認(rèn)為是枯水期。 需要計算枯水期月平均流量，用P-Ⅲ型曲線計算保證率為90%時枯水流量值，即為河道月生態(tài)需水量。用適線法對趙王新河33年長序列值枯水期徑流量進(jìn)行分析，經(jīng)計算枯水期月平均流量均值288.3萬m3，保證率90%情況下枯水月徑流量0.47萬m3，相當(dāng)于年徑流量5.64萬m3。 趙王新河為季節(jié)性河流，近十年出現(xiàn)斷流情況較多，因此，計算結(jié)果顯著偏小。趙王新河枯水期徑流頻率分布曲線如圖1。

圖1 趙王新河枯水期徑流頻率分布曲線

（3）最枯月流量法。趙王新河近20年的數(shù)據(jù)選擇1976～1995年的天然月徑流量資料，用統(tǒng)計方法將測站每年最小月徑流量篩選出來， 然后從序列中選擇最小值，作為最小月徑流量。由于趙王新河屬于季節(jié)性河流，出現(xiàn)最小值0，最小月徑流量值選擇次小值。該方法計算得到的河道最小生態(tài)水量464萬m3。

（4）典型年最小月徑流量法。由降雨量統(tǒng)計參數(shù)分析結(jié)果可知，流域的平水年為1976年，所以選擇1976年作為典型年。 查資料得典型年最小月徑流量為該測站最小月徑流量。 計算得流域河道生態(tài)需水量231萬m3。

采用以上4種計算方法，得到了5個結(jié)果，趙王新河最小生態(tài)水量計算統(tǒng)計結(jié)果如表1。

表1 趙王新河河道生態(tài)需水量 單位：萬m3

通過研究趙王新河1963～1995年河道實(shí)際徑流量，生態(tài)需水量的計算采用了5種計算方法，其中年徑流量15%法為最大值， 最小值為90%保證率法；由于趙王新河出現(xiàn)斷流，豐平枯變化較大，4種方案5個計算結(jié)果偏差較大， 以保證河道生態(tài)需水且不浪費(fèi)水資源的為原則， 本文研究認(rèn)為應(yīng)該取其均值作為趙王新河的河道生態(tài)需水量，計算值為1012萬m3。

3 結(jié)語

經(jīng)過多種方法分析計算得出趙王新河生態(tài)需水量1012萬m3，四次引黃水量34238萬m3，平均每年的引水量4891萬m3，可見，實(shí)際引黃水量滿足河道生態(tài)環(huán)境所需水量， 引黃入冀工程充分涵養(yǎng)了廊坊受水區(qū)地下水資源，有效改善當(dāng)?shù)厮鷳B(tài)環(huán)境，為今后打造廊南濕地公園奠定了良好基礎(chǔ)。 在引黃水量充足情況下， 還可為廊坊市引黃沿線超過8萬hm2耕地抗旱保春播提供應(yīng)急水源保障， 對促進(jìn)糧食增產(chǎn)增收將起到積極作用。