淺析東莞市石馬河河道生態(tài)流量的確定

李澤鋒

（東莞市水務(wù)局，廣東 東莞 523000）

1 流域概況

1.1 河流水系

石馬河流域位于廣東省東莞市東部，東鄰惠州，南接深圳，西鄰寒溪河流域，北鄰東莞東江干流，主要跨越深圳、東莞、惠州3市。作為東江干流重要的一級(jí)支流， 石馬河承擔(dān)東莞市大部分主要鎮(zhèn)區(qū)的防洪排澇等重要任務(wù)，連通眾多支流，流經(jīng)7個(gè)鎮(zhèn)總面積719.8km2，河流全長(zhǎng)73.5km，是東莞水系的重要組成部分，對(duì)東莞經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展起著舉足輕重的作用。

1.2 水文氣象

石馬河流域地處亞熱帶，高溫多雨，具有雨量充沛、濕度大、夏季長(zhǎng)、熱量豐富的特點(diǎn)。降雨以南北冷暖氣團(tuán)交綏的鋒面雨為主，多發(fā)生在4—6月。其次是臺(tái)風(fēng)雨，多發(fā)生在7—9月。 降水年內(nèi)分配不均，冬春干旱，夏秋洪澇，4—9月降水量占全年總降水量80%以上。 多年平均降水量1772.2mm， 最大年降水量2394.9mm （1981年）， 最小年降水量972.2mm（1963年），24h最大雨量367.8mm（1981年7月1日），降雨活躍，降水范圍較小、歷時(shí)較短、強(qiáng)度較大。

1.3 工程分布

東深供水工程是石馬河流域大型調(diào)水工程，沿線布置八級(jí)提水泵站， 供水工程從起點(diǎn)的東江渠口到終點(diǎn)深圳水庫(kù)，將水向上提升了46m，形成一個(gè)由泵站、渡槽、隧洞、水庫(kù)和專用涵管組成的全長(zhǎng)68km的封閉供水系統(tǒng)；石馬河作為東江的一級(jí)支流，東莞市境內(nèi)現(xiàn)有大小水庫(kù)共52座， 總庫(kù)容達(dá)1.25億m3，總集雨面積212.58km2； 石馬河干流堤防東莞段防洪標(biāo)準(zhǔn)為抵御東江100年一遇的洪水， 總長(zhǎng)度28.10km；石馬河流域共有水閘45座，干流水閘4座，分別為大和水閘、馬灘水閘、旗嶺水閘、河口水閘；石馬河流域共有排澇泵站22個(gè)， 共涉及街道5個(gè)， 排澇規(guī)模117.37m3/s；石馬河流域共計(jì)排污管網(wǎng)4440.92km，涉及謝崗、樟木頭、鳳崗等7鎮(zhèn)街；石馬河?xùn)|莞境內(nèi)排污口共計(jì)29個(gè)，主要集中在樟木頭鎮(zhèn)及塘廈鎮(zhèn)，排污口類型主要為市政排污口。

2 水資源開發(fā)利用

2.1 水資源數(shù)量

根據(jù)廣東省水資源徑流相關(guān)等值線圖， 查得流域平均徑流深為956mm， 即多年平均徑流量為7.22億m3（不包括潼湖流域494km2集雨面積）。 東莞市水資源總量特征值如表1。

表1 東莞市水資源總量特征值

2.2 水資源質(zhì)量

根據(jù)《東莞市生態(tài)環(huán)境公報(bào)》并結(jié)合年度實(shí)測(cè)水質(zhì)數(shù)據(jù)，河道水質(zhì)上，2016—2019年旗嶺（國(guó)考斷面）斷面水質(zhì)不穩(wěn)定， 但是總體來說水質(zhì)有較大改善，2020年水質(zhì)從2019年V類變成IV， 水質(zhì)得到改善；水庫(kù)水質(zhì)上，石馬河流域內(nèi)雁田水庫(kù)為V類水，主要超標(biāo)的為總氮。 簕竹排、契爺石、茅輋、石鼓、官井頭等主要水庫(kù)水質(zhì)為Ⅲ類，其中簕竹排、契爺石、茅輋除去總磷總氮，其他指標(biāo)基本可達(dá)II類水；地下水水質(zhì)上，東莞市地下水水質(zhì)穩(wěn)定，影響地下水水質(zhì)的主要成分有pH、低價(jià)鐵和銨離子等。東莞市東部和中部的中低山、丘陵淡水區(qū)及沿海沙堤和山澗（谷）地的基巖裂隙水，地下水水質(zhì)屬Ⅲ類水，可直接作為飲用水。

2.3 水功能劃分

根據(jù)《東莞市地表水功能區(qū)劃》，石馬河及其主要支流共劃定河道水功能區(qū)7個(gè)，分別為石馬河干流景觀農(nóng)業(yè)用水區(qū)和雁田水、觀瀾河、契爺石水、清溪水、官倉(cāng)水及潼湖水景觀用水區(qū)。石馬河流域共劃定水庫(kù)水功能區(qū)4個(gè)，分別為雁田水庫(kù)、契爺石水庫(kù)、茅輂水庫(kù)及蝦公巖水庫(kù)飲用農(nóng)業(yè)用水區(qū)。

2.4 開發(fā)利用

2.4.1 常規(guī)水利用

根據(jù)《東莞市城鎮(zhèn)供水專項(xiàng)規(guī)劃（2015—2030）》，涉及到石馬河流域水廠共32座， 設(shè)計(jì)總規(guī)模186.45萬(wàn)m3/d，涉及到石馬河流域7個(gè)鎮(zhèn)街供水量3.53億m3，占全市總供水量18.0%， 石馬河流域內(nèi)人均用水量187m3，萬(wàn)元GDP用水量20.91m3，城鎮(zhèn)居民日均用水量為184L/d，城鎮(zhèn)公共人均用水量99L/d，農(nóng)村居民人均用水量164L/d，萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量14.26m3，農(nóng)田灌溉用水量9165m3/hm2。

2.4.2 非常規(guī)水利用

東莞市本地水資源短缺，較為重視非常規(guī)水資源的利用，主要是對(duì)再生水的利用。 石馬河?xùn)|莞市境內(nèi)共有污水處理廠10座，設(shè)計(jì)總規(guī)模為65.5萬(wàn)m3/d，實(shí)際出水60.57萬(wàn)m3/d，分散式處理設(shè)施18座，總規(guī)模0.9萬(wàn)m3/d。

2.4.3 再生水水質(zhì)

根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)石馬河流域東莞市污水處理廠的水質(zhì)進(jìn)行分析，選取影響尾水水質(zhì)排放的CODcr、BOD、TN、TP、SS、NH3-N等6項(xiàng)指標(biāo)為主要指標(biāo)進(jìn)行分析，各污水處理廠水質(zhì)基本滿足GB/T18921—2019《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)，出水水質(zhì)達(dá)到一級(jí)A的占污水處理廠總數(shù)的61%，水質(zhì)為一級(jí)B的主要超標(biāo)指標(biāo)為TP、TN。

3 生態(tài)流量確定

3.1 控制斷面

生態(tài)流量主要控制斷面分為考核斷面和管理斷面，控制斷面確定以代表性、可行性、綜合性原則，考核斷面確定以可監(jiān)測(cè)、可調(diào)度、可管控為原則。 根據(jù)河道控制斷面確定原則，選擇石馬河（東莞境內(nèi)）干流主要斷面企坪（界河斷面）、旗嶺水閘、馬灘水閘3個(gè)斷面作為研究斷面，水閘斷面均為閘下。選擇旗嶺水閘斷面（國(guó)考斷面）作為生態(tài)流量考核斷面，馬灘水閘斷面作為管理斷面， 企坪斷面作為深莞交界斷面邊界。 斷面情況統(tǒng)計(jì)如表2。

表2 石馬河干流研究斷面統(tǒng)計(jì)

3.2 生態(tài)需水量計(jì)算

河道生態(tài)流量是指為了維系河流水生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能， 需要保留在河道內(nèi)符合水質(zhì)要求的流量（水量、水位），其確定應(yīng)以保障河湖生態(tài)保護(hù)對(duì)象用水需求為出發(fā)點(diǎn)，根據(jù)SL/Z 712—2014《河湖生態(tài)環(huán)境需水量計(jì)算規(guī)范》，結(jié)合水文資料現(xiàn)狀，采用Qp法、近10年最枯月平均流量（水位）法和Tennant法進(jìn)行河道內(nèi)基本生態(tài)流量計(jì)算。

按照Qp法、 近10年最枯月平均流量法和Tennant法計(jì)算方法和計(jì)算原則， 計(jì)算得各斷面的生態(tài)流量如表3。根據(jù)表3可知：旗嶺斷面Tennant法汛期計(jì)算結(jié)果是非汛期的3倍，是QP法的4.1倍，是近10年最枯月平均流量的3.5倍；馬灘斷面Tennant法汛期計(jì)算結(jié)果是非汛期的3倍，是QP法的4.6倍，是近10年最枯月平均流量的3.5倍。 綜上，考慮到石馬河生態(tài)敏感性較差，試點(diǎn)期間，按照“先粗后細(xì)，先易后難”的原則，推薦采用Qp法計(jì)算成果，基本生態(tài)流量取1.5m3/s。

表3 各斷面基本生態(tài)流量計(jì)算成果 單位：m3/s

4 生態(tài)流量控制

4.1 控制目標(biāo)

根據(jù)石馬河的水資源條件、 結(jié)合流域水量調(diào)度管理要求， 主要控制值斷面生態(tài)流量管控目標(biāo)的設(shè)計(jì)保證率取90%，得到石馬河干流旗嶺、馬灘水閘斷面生態(tài)流量如表4。水質(zhì)管控目標(biāo)為V類水，水功能和景觀方面均有提升。

表4 主要斷面生態(tài)流量與調(diào)度控制

4.2 調(diào)度控制

4.2.1 調(diào)污工程控制

調(diào)污工程調(diào)度控制東莞市運(yùn)河治理中心、 惠州市潼湖水利工程管理中心、 廣東粵港供水有限公司管理的節(jié)制閘、泵站、管涵等工程，各工程均制定了正常情況與非正常情況下工程調(diào)度原則， 明確調(diào)度主體職責(zé)，具體調(diào)度原則如表5～表6。

表5 石馬河調(diào)污工程控制條件

表6 調(diào)度原則

4.2.2 其他水閘泵站控制

旗嶺水閘的調(diào)度方案為當(dāng)旗嶺水閘水位高于10.5m時(shí)，開閘泄洪，小于10.5m時(shí)，根據(jù)下游河段防洪能力和河口水閘水位情況實(shí)施控泄。馬灘水閘的調(diào)度方案為水位高于15.5m時(shí)，開閘泄洪，小于15.5m時(shí)，根據(jù)下游河段防洪能力和下游旗嶺水閘水位實(shí)施控泄。常橋排站常平、橋頭澇區(qū)排澇站位于東莞市橋頭鎮(zhèn)徑聯(lián)村境內(nèi)，起排水位為5.0m，最高控制內(nèi)水位6.75m。設(shè)計(jì)排澇標(biāo)準(zhǔn)采用10年一遇24h暴雨量1d排干，24h的設(shè)計(jì)雨量225mm，P=10%的排澇流量為32.2m3/s。

4.2.3 水庫(kù)控制

石馬河?xùn)|莞市境內(nèi)有4座中型水庫(kù)，分別為蝦公巖水庫(kù)、雁田水庫(kù)、契爺石水庫(kù)、茅峯水庫(kù)，每座水庫(kù)均編制了水庫(kù)調(diào)度規(guī)程， 基本原則為有供水任務(wù)的情況下，以供水為主，在滿足防洪的前提上，要求水庫(kù)盡量蓄水。 在汛期、非汛期的不同月份，控制防洪限制水位和興利庫(kù)容， 滿足水庫(kù)安全和生態(tài)用水的目的。 其他小型水庫(kù)僅作為備用補(bǔ)水水源。

4.3 滿足度分析

通過對(duì)東莞市石馬河流域污水處理廠尾水量、分散式污水處理設(shè)施尾水、 水庫(kù)補(bǔ)水量等綜合計(jì)算分析，無論是否考慮深圳來水，石馬河旗嶺與河口斷面補(bǔ)水量均大于基本生態(tài)需水量，90%來水年份河道生態(tài)流量滿足率大于等于99%，生態(tài)流量滿足率較高。

5 結(jié)語(yǔ)

東莞市石馬河生態(tài)流量通過細(xì)致調(diào)查分析，科學(xué)確定生態(tài)流量控制參數(shù)，在制度、組織、監(jiān)測(cè)、預(yù)警等方面給予充分保障，取得了階段成果。 然而，河道生態(tài)流量控制是一項(xiàng)長(zhǎng)期的基礎(chǔ)工作，受地區(qū)工農(nóng)業(yè)發(fā)展、景觀與旅游需求等影響較大，許多不確定因素尚未完全掌握，對(duì)生態(tài)流量的動(dòng)態(tài)控制管理機(jī)制還不完善，流域統(tǒng)一調(diào)度管理仍要加強(qiáng)，需要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，完善控制措施，維系生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)健康發(fā)展。