卡浪溝呂克河生態(tài)流量保障措施研究

□孫本國(guó)

卡浪溝呂克河流域位于我國(guó)新疆塔里木盆地西部，由發(fā)源于克州烏恰縣阿克巴什阿尤山脈的庫(kù)孜洪河和烏瑞克河兩條支流匯合后，流入疏附縣縣域內(nèi)的克孜河中?？ɡ藴蠀慰撕邮强俗魏拥囊粭l支流，河段起點(diǎn)為疏附縣與烏恰縣交界處，終點(diǎn)匯入克孜河河口，全長(zhǎng)6.26km。卡浪溝呂克河段常年不斷流?？ɡ藴蠀慰撕映錾娇谝陨?，山體陡峻，植被較少，降水豐沛，徑流主要有地下水和雨水補(bǔ)給，為卡浪溝呂克河徑流形成區(qū)。出山口以下為徑流散失區(qū)，總的地形由北向南傾斜，河道寬展，縱坡平緩，地表徑流通過(guò)渠首引入疏附縣，余水最終匯入克孜河。

卡浪溝呂克河水量控制斷面為卡浪溝呂克水文站。引取水量控制斷面，一是木什鄉(xiāng)明堯勒支渠渠首（臨時(shí)性取水口），向木什鄉(xiāng)明堯勒8村供水；二是卡浪溝呂克渠首，也稱木什卡普卡渠首，是永久性水工建筑物，向木什鄉(xiāng)1、4、5、6、7、9村供水。此次研究將木什明堯勒支渠渠首引水量合并到卡浪溝呂克渠首斷面，每年2月-11月引取河水進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉，其余時(shí)間不引水。以上鄉(xiāng)村生活用水量是由明堯勒8村水廠采用泉水為供水水源，不是從卡浪溝呂克河取河水。確定生態(tài)流量目標(biāo)主要控制斷面為卡浪溝呂克水文站、卡浪溝呂克渠首斷面，評(píng)價(jià)時(shí)長(zhǎng)為日，即采用日平均流量評(píng)價(jià)保障情況，對(duì)應(yīng)的保證率為90%。

1.生態(tài)流量計(jì)算分析

1.1 河道流量、生態(tài)現(xiàn)狀分析

表1 卡浪溝呂克站徑流量年內(nèi)分配表

表2 頻率90%各時(shí)段月均流量表

表3 近10年水量、引水量、下泄生態(tài)流量表

表4 預(yù)警閾值各時(shí)段月均流量表

卡浪溝呂克河主要涉及帕米爾—喀喇昆侖山地的水源涵養(yǎng)與生物多樣性保護(hù)?？ɡ藴蠀慰撕邮强俗魏又Я鳎瑢偈韪介_發(fā)利用區(qū)，水質(zhì)現(xiàn)狀為Ⅲ類，水質(zhì)目標(biāo)按二級(jí)區(qū)劃執(zhí)行。根據(jù)卡浪溝呂克河水質(zhì)抽檢結(jié)果，其全年水質(zhì)達(dá)到Ⅱ類，水功能區(qū)的水質(zhì)達(dá)標(biāo)率為100%。通過(guò)對(duì)卡浪溝呂克河入河排污口調(diào)查，卡浪溝呂克河現(xiàn)狀無(wú)入河排污口。現(xiàn)有污染源主要為農(nóng)業(yè)面源污染，農(nóng)田排水以地面匯流或地下潛流方式，將污染物帶入卡浪溝呂克河。目前，水環(huán)境保護(hù)方面的主要問(wèn)題是面污染源治理困難，河道水質(zhì)監(jiān)測(cè)體系不完整，監(jiān)測(cè)點(diǎn)不足以及生態(tài)基流不確定。

卡浪溝呂克水文站斷面多年平均徑流量1.1億m3（折算成日均流量3.48m3/s、日均水量30.07萬(wàn)m3)，卡浪溝呂克渠首引水量占45%，下泄河道水量占55%，下泄河道水量多年平均徑流量0.605億m3（折算成日均流量1.92m3/s、日均水量16.59萬(wàn)m3)，用Tennant法比較，卡浪溝呂克渠首以下河道斷面日均流量占多年日平均流量的55%，屬河流極好狀態(tài)。

1.2 目標(biāo)指標(biāo)確定

河流生態(tài)流量，主要包括兩個(gè)方面內(nèi)涵，一是不斷流河段的生態(tài)流量，二是具有特定生態(tài)保護(hù)目標(biāo)的敏感生態(tài)需水?？ɡ藴蠀慰撕佣问遣粩嗔骱佣?，目前沒有特定生態(tài)保護(hù)目標(biāo)的敏感生態(tài)需水，即沒有魚類產(chǎn)卵期脈沖流量、濕地汛期洪泛過(guò)程、荒漠生態(tài)滿溢與地下水補(bǔ)給等敏感生態(tài)需水。此次只分析不斷流河段的生態(tài)基流，不分析敏感生態(tài)需水，采用日平均流量評(píng)價(jià)保障情況。

Tennant法屬于水文學(xué)計(jì)算法的一種，即將河流多年平均流量的10%~30%作為生態(tài)基流，該法適用于水文資料系列較長(zhǎng)的河流。按照《水利水電建設(shè)項(xiàng)目水資源論證導(dǎo)則（SL525-2011）》規(guī)定，對(duì)于河道生態(tài)基流的確定，原則上按多年平均流量的10%~20%確定。此次研究以1956年—2016年天然徑流系列確定生態(tài)流量目標(biāo)，以卡浪溝呂克水文站1959年—2018年共有60年實(shí)測(cè)年徑流系列分析確定生態(tài)流量目標(biāo)。

1.3 水文系列分析

此次工作原則上以1956年—2016年天然徑流資料系列確定生態(tài)流量目標(biāo)。本文以卡浪溝呂克水文站1959年—2018年共有60年實(shí)測(cè)年徑流資料系列分析確定生態(tài)流量目標(biāo)。通過(guò)分析，其1999年為豐水年，年徑流量為2.422×108m3，1977年為枯水年，年徑流量為0.421×108m3，年徑流最大變幅為年徑流均值的1.81倍。經(jīng)適線后徑流的變差系數(shù)Cv（選用值）為0.45，年徑流的年際變化相對(duì)較大?？ɡ藴蠀慰撕哟杭荆?-5月）徑流量占全年的24.83%，夏季（6-8月）占41.82%，秋季（9-11月）占19.68%，冬 季（12-2月）只 占13.66%。連續(xù)最大4個(gè)月徑流為5-8月，占全年徑流量的53.0%。其年內(nèi)分配統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。

此次采用卡浪溝呂克水文站1959年—2018年的實(shí)測(cè)徑流量資料，選取每年最小月平均流量值，換算成月徑流量，計(jì)算出各月平均徑流量，做頻率曲線。理論頻率曲線采用P-Ⅲ型曲線，頻率計(jì)算的均值采用60年年徑流量的算術(shù)平均值。Cv、Cs值采用適線法確定，并在適線時(shí)，主要考慮理論頻率與經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)擬合較好為原則。同時(shí)，也兼顧到統(tǒng)計(jì)參數(shù)的確定和推求最小月徑流量是否合理。通過(guò)計(jì)算，得到90%保證率的最小月徑流量。計(jì)算Q90月均流量占同時(shí)段多年平均流量百分比，用Tennant法比較卡浪溝呂克站Q90月均流量，確定卡浪溝呂克斷面生態(tài)流量目標(biāo)值?？ɡ藴蠀慰饲譗90引水后下泄流量（按55%計(jì)算），計(jì)算卡浪溝呂克渠首Q90下泄流量占同時(shí)段多年平均流量百分比。確定卡浪溝呂克渠首下泄斷面確定生態(tài)流量目標(biāo)值，用Tennant法比較卡浪溝呂克渠首下泄斷面目標(biāo)值，計(jì)算結(jié)果見表2。項(xiàng)目區(qū)生活用水采用泉水，不從河道取水，下泄生態(tài)流量除6-9月平均流量少0.09m3/s（=0.88～0.79）外其他時(shí)段均超過(guò)生態(tài)流量目標(biāo)值，對(duì)90%生活供水、75%工農(nóng)業(yè)供水基本沒有影響。

1.4 現(xiàn)狀達(dá)標(biāo)情況評(píng)價(jià)

研究采用卡浪溝呂克站近10年（2009年—2018年）的實(shí)測(cè)水文資料，對(duì)生態(tài)流量目標(biāo)達(dá)標(biāo)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，與Tennant方法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，卡浪溝呂克站斷面河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境狀況均達(dá)到最佳狀況。再減去木什明堯勒支渠渠首和卡浪溝呂克渠首引水量為卡浪溝呂克渠首下泄斷面流量，即為下泄斷面生態(tài)流量，見表3，評(píng)價(jià)卡浪溝呂克渠首下泄控制斷面生態(tài)流量目標(biāo)：5月為中，4、6月為好，1、2月為非常好，3、10-12月為極好，7-9月為最佳，各月均可以滿足生態(tài)流量目標(biāo)要求。

2.生態(tài)流量保障措施

2.1 生態(tài)流量調(diào)控措施

河道外經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水對(duì)控制斷面生態(tài)流量保障影響顯著的河流，應(yīng)結(jié)合最嚴(yán)格水資源管理制度、取水許可等要求，確定主要控制斷面以上經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水標(biāo)準(zhǔn)，明確90%來(lái)水條件下河道外不同取水口取水量。河道內(nèi)工程調(diào)度是指直接影響主要控制斷面生態(tài)流量保障狀況的水庫(kù)、水電站、閘壩等工程調(diào)度。對(duì)于涉及到通過(guò)外流域調(diào)水保障的，還應(yīng)明確相應(yīng)的調(diào)水總量、調(diào)水線路和調(diào)度時(shí)段安排。

通過(guò)上述的分析，疏附縣卡浪溝呂克河段河道外經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水對(duì)控制斷面生態(tài)流量保障影響不顯著；河道內(nèi)無(wú)水庫(kù)，水電站工程調(diào)度，只有卡浪溝呂克渠首引水，是嚴(yán)格按分水比例取水，經(jīng)分析計(jì)算90%來(lái)水條件下卡浪溝呂克渠首來(lái)水量為5642萬(wàn)m3,引取水量為2539萬(wàn)m3,下泄生態(tài)水量3103萬(wàn)m3，用Tennant法比較分別是中、好以上。對(duì)應(yīng)的最小生態(tài)水量可以滿足“三條紅線”用水總量控制要求，并且在90%頻率年對(duì)生活用水不造成大的影響，對(duì)工農(nóng)業(yè)用水影響在可控范圍內(nèi)，生態(tài)流量可以得到保障。

2.2 生態(tài)流量監(jiān)控措施

卡浪溝呂克河上2個(gè)控制斷面的生態(tài)流量，其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)主要依托斷面所在的卡浪溝呂克水文站及卡浪溝呂克渠首工程下泄量監(jiān)測(cè)獲取。監(jiān)測(cè)內(nèi)容應(yīng)與生態(tài)流量目標(biāo)相一致，主要包括流量、水量。考慮到卡浪溝呂克河監(jiān)測(cè)信息化、自動(dòng)化程度較低，監(jiān)測(cè)頻次為旬監(jiān)測(cè)。

2.3 生態(tài)流量預(yù)警機(jī)制

根據(jù)河流大小、調(diào)度方式、調(diào)控能力、監(jiān)測(cè)能力、應(yīng)急響應(yīng)能力等，結(jié)合防汛抗旱預(yù)案等已有預(yù)警方案，卡浪溝呂克河預(yù)警層級(jí)分成3級(jí)。按照生態(tài)流量目標(biāo)的百分比，設(shè)置相應(yīng)預(yù)警層級(jí)的預(yù)警閾值。預(yù)警閾值的設(shè)置，應(yīng)根據(jù)流域水資源豐枯變化特點(diǎn)、調(diào)控能力、保障要求等確定。原則上，預(yù)警流量的時(shí)長(zhǎng)，應(yīng)與生態(tài)流量保障情況考核評(píng)價(jià)時(shí)長(zhǎng)一致，對(duì)有條件的斷面，預(yù)警流量的時(shí)長(zhǎng)，可選取瞬時(shí)（與自動(dòng)監(jiān)測(cè)輸出頻次相應(yīng)時(shí)長(zhǎng)）小時(shí)等。當(dāng)預(yù)警層級(jí)設(shè)置為3級(jí)時(shí)，預(yù)警閾值原則上可按照生態(tài)流量目標(biāo)的120%、100%、80%等比列，設(shè)置藍(lán)色、橙色和紅色預(yù)警閾值，見表4。

根據(jù)預(yù)警層級(jí)，制定相應(yīng)的生態(tài)流量預(yù)警措施。發(fā)布藍(lán)色預(yù)警時(shí)，可通過(guò)減少引水工程引水量，合理控制河道外生產(chǎn)用水。發(fā)布橙色預(yù)警時(shí)，可實(shí)施工程應(yīng)急調(diào)度等措施；發(fā)布紅色預(yù)警時(shí)，可實(shí)施更為嚴(yán)格的工程調(diào)度和用水管控措施，必要時(shí)可實(shí)施相應(yīng)的補(bǔ)水措施。

3.結(jié)語(yǔ)

對(duì)卡浪溝呂克河生態(tài)流量滿足程度及保障措施進(jìn)行分析，是摸清卡浪溝呂克河生態(tài)流量基礎(chǔ)性臺(tái)賬，是加強(qiáng)卡浪溝呂克河生態(tài)流量管理的有利舉措。對(duì)生態(tài)流量的認(rèn)識(shí)深度和管理的踐行力度，事關(guān)能否讓卡浪溝呂克河變成美麗河湖。在計(jì)算確定卡浪溝呂克河控制斷面生態(tài)流量目標(biāo)的基礎(chǔ)上，采用1956年—2016年控制斷面系列月均及日均徑流數(shù)據(jù)，并分析了各控制斷面生態(tài)流量滿足程度及滿足程度偏低的原因。

“十四五”時(shí)期，卡浪溝呂克河生態(tài)流量管理工作要以維護(hù)河湖生態(tài)健康為目的，采用信息化等手段，加強(qiáng)生態(tài)流量保障的監(jiān)督檢查，對(duì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)、有效的處置。要建立河湖生態(tài)流量評(píng)估機(jī)制，將河湖生態(tài)流量保障納入最嚴(yán)格水資源管理制度考核，倒逼提高水資源集約節(jié)約利用水平，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生。