關(guān)于提高龍臺(tái)河流域生態(tài)流量保障的分析與對(duì)策

周 麗

(四川省資陽(yáng)水文水資源勘測(cè)中心,四川 資陽(yáng) 641000)

0 引言

生態(tài)流量是為保障河流環(huán)境生態(tài)功能、維持水資源可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用,用以維持或恢復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與功能需要的最小流量[1]。但受自然稟賦條件限制、不合理開(kāi)發(fā)利用及全球氣候變化等影響,部分流域區(qū)域生活、生產(chǎn)和生態(tài)用水矛盾突出,河湖生態(tài)流量難以保障,河流斷流、湖泊萎縮、生物多樣性受損、生態(tài)服務(wù)功能下降[2]。

安岳縣龍臺(tái)河根據(jù)《四川省人民政府辦公廳關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度考核辦法的通知》(川辦發(fā)〔2014〕27號(hào)),規(guī)范河道內(nèi)外用水,解決水資源供求矛盾,保障河流生態(tài)健康,制定流域水資源分配方案,確定了最小生態(tài)下泄流量。為保障最小生態(tài)下泄流量,龍臺(tái)河依照四川省水利廳印發(fā)《四川省黃河、長(zhǎng)江(金沙江、漢江)等5條江河流域水資源調(diào)度方案(試行)通知》(川水函〔2021〕1795 號(hào)),確定最小生態(tài)流量保障措施。自2021年開(kāi)始實(shí)行生態(tài)流量考核以來(lái),通過(guò)水資源管理平臺(tái)記錄數(shù)據(jù),2021年考核日均保障率93.4%,日均流量不達(dá)標(biāo)預(yù)警24 d,自5月23日至6月1日,連續(xù)11 d生態(tài)流量不達(dá)標(biāo);2022年考核日均保障率90.38%,日均流量不達(dá)標(biāo)預(yù)警32 d,自8月17日至8月29日,連續(xù)12 d生態(tài)流量不達(dá)標(biāo)。按照生態(tài)流量保障方案,實(shí)際流量占比考核流量80%～100%持續(xù)24 h、60%～80%持續(xù)12 h、占比小于60%持續(xù)6 h情況啟動(dòng)紅色預(yù)警,采取生態(tài)應(yīng)急調(diào)水機(jī)制,確保紅色預(yù)警盡快解除。但龍臺(tái)河沒(méi)有大型水利工程補(bǔ)給,流域本身處于川中的徑流低值區(qū),又因?yàn)槭侵行『恿?不如大江大河受重視,水資源監(jiān)督管理不夠嚴(yán)格,導(dǎo)致在連續(xù)多日預(yù)警后都沒(méi)能有效地補(bǔ)足生態(tài)流量。保障生態(tài)流量,對(duì)當(dāng)?shù)厣锏亩鄻有?、河流水質(zhì)健康、預(yù)防河岸萎縮等意義重大。因此,本文通過(guò)分析龍臺(tái)河生態(tài)流量不足的原因,探尋用合理管理本流域水資源和用臨近流域可補(bǔ)水工程補(bǔ)水來(lái)保障生態(tài)流量,達(dá)到提高生態(tài)流量保障的目標(biāo)。

1 流域簡(jiǎn)介

龍臺(tái)河位于安岳縣東部,是瓊江的一級(jí)支流,是安岳縣的重要河流之一,流域范圍為東經(jīng)105°25′～105°37′,北緯 29°50′～30°06′,發(fā)源于協(xié)和鎮(zhèn)林楠村,在龍臺(tái)鎮(zhèn)白水鄉(xiāng)匯入瓊江,河流全長(zhǎng)64 km,流域面積662.29 km2。龍臺(tái)河水系總體上呈樹(shù)枝狀,上游水系較為單一,有兩條主要支流石羊河、永清河。流域徑流以降雨補(bǔ)給為主,降水分配不均,據(jù)李家、姚市雨量站40年系列資料分析,汛期5-9月降雨量占比76%,其中主汛期7-9月降雨量占比47%,枯水期10-4月占比24%。降雨年際變化大,年最大降雨量1 293 mm,年最小降雨量624 mm,最大值是最小值的2倍以上?，F(xiàn)流域內(nèi)共有一個(gè)水文站、一個(gè)水位站、五個(gè)雨量站。生態(tài)流量監(jiān)測(cè)斷面設(shè)置在龍臺(tái)河干流白水鄉(xiāng)水文站流量監(jiān)測(cè)斷面處。

流域內(nèi)水利工程眾多,但規(guī)模小調(diào)控能力弱,有中小型水庫(kù)34座,1座中型水庫(kù)未開(kāi)始蓄水,其余33座均為小型水庫(kù)調(diào)控能力弱;河道內(nèi)有石河堰23處,平均2.75 km有1處。

龍臺(tái)河流域是安岳重要的檸檬種植、貿(mào)易區(qū),農(nóng)田種植面積廣,人口稠密,是安岳重要經(jīng)濟(jì)區(qū)域,2021年水資源公報(bào)統(tǒng)計(jì)[3],龍臺(tái)河流域現(xiàn)狀總用水量6 348萬(wàn)m3。其中,農(nóng)業(yè)用水量5 589萬(wàn)m3,占總用水量88.0%;工業(yè)用水量142萬(wàn)m3,占總用水量2.3%;生活用水617萬(wàn)m3,占總用水量9.7%,最大用水為農(nóng)業(yè)用水。龍臺(tái)河流域多年平均降水量887.9 mm,多年平均水資源量16 478萬(wàn)m3,地表水資源量15 308萬(wàn)m3,多年平均地下水資源量1 170萬(wàn)m3。

2 生態(tài)流量現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

2.1 生態(tài)流量執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

龍臺(tái)河流域的最小生態(tài)流量是根據(jù)四川省水利廳《關(guān)于印發(fā)四川省黃河、長(zhǎng)江(金沙江、漢江)等5條江河流域水資源調(diào)度方案(試行)的通知》(川水函〔2021〕1795 號(hào))規(guī)定的考核指標(biāo),汛期6-9月最小生態(tài)流量0.65 m3/s,枯季10-5月最小生態(tài)流量為0.13 m3/s,全年斷面日均流量要求達(dá)標(biāo)率為90%。根據(jù)《蟠龍河、姚市河、龍臺(tái)河水資源調(diào)度斷面最小下泄流量保障實(shí)施方案》,關(guān)刀橋水庫(kù)蓄水驗(yàn)收可正常運(yùn)行后,龍臺(tái)水文站最小下泄流量可調(diào)整為0.25 m3/s(10-5月)、0.65 m3/s(6-9月),全年監(jiān)測(cè)斷面日均流量滿足率90%。龍臺(tái)河生態(tài)流量基本情況見(jiàn)表1。

表1 龍臺(tái)河生態(tài)流量基本情況

2.2 生態(tài)保障情況

生態(tài)流量預(yù)警閾值按照生態(tài)基流的占比及持續(xù)時(shí)間設(shè)置,對(duì)應(yīng)預(yù)警等級(jí)分別為藍(lán)色預(yù)警、橙色預(yù)警和紅色預(yù)警。當(dāng)達(dá)到“紅色預(yù)警”時(shí),及時(shí)啟動(dòng)生態(tài)應(yīng)急調(diào)水機(jī)制,確保紅色預(yù)警盡快解除。龍臺(tái)河自2021年開(kāi)始監(jiān)測(cè)生態(tài)流量考核以來(lái),2021年有24 d流量不達(dá)標(biāo),其中,4月有1 d、5月13 d、6月10 d,5月23日至6月1日連續(xù)11 d生態(tài)流量不達(dá)標(biāo);2022年共有32 d不達(dá)標(biāo),其中,3月5 d、7-8月有20 d、9月6 d、10月1 d,8月17日至8月29日連續(xù)12 d生態(tài)流量不達(dá)標(biāo)。龍臺(tái)河生態(tài)流量達(dá)到紅色預(yù)警值,但由于缺乏有效的水源補(bǔ)充,龍臺(tái)并未及時(shí)補(bǔ)水解除預(yù)警。生態(tài)流量不達(dá)標(biāo)最嚴(yán)重為2022年7-8月有20 d不達(dá)標(biāo),8月連續(xù)12 d不達(dá)標(biāo),最低值出現(xiàn)在8月29日0.257 m3/s。2022年7-8月龍臺(tái)河實(shí)測(cè)流量與考核流量比較見(jiàn)圖1。主要控制斷面預(yù)警流量指標(biāo)見(jiàn)表2。

圖1 2022年7-8月龍臺(tái)河實(shí)測(cè)流量與考核流量比較

表2 主要控制斷面預(yù)警流量指標(biāo) m3·s-1

3 生態(tài)流量保障不足的原因

3.1 河流自然稟賦差

龍臺(tái)河本身自然稟賦差,降水分布不足、儲(chǔ)水能力弱。龍臺(tái)河流域處于沱涪兩江分水嶺,屬?gòu)搅鞯椭祬^(qū),徑流主要通過(guò)降水形成,小微型工程眾多,缺乏控制性工程,水資源調(diào)節(jié)能力弱,春旱、夏旱頻繁,是有名的川中旱區(qū)。流域多年平均降水量58 805萬(wàn)m3,多年平均地表水資源量16 478萬(wàn)m3,人均水資源量454 m3,只有全省平均水平的20%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于全省平均。降水量變差大,年內(nèi)分布不均,降雨量主要集中在汛期,5-10月占全年近8成雨量,其中,汛期分布也不均衡,豐枯年之間連續(xù)出現(xiàn)枯水年的次數(shù)多于平水年,年徑流年際變幅很大,最大值是最小值的5倍以上,春旱、夏旱頻繁。遇上2022年汛期大旱,6-8月比多年平均減少60%,導(dǎo)致徑流嚴(yán)重缺乏,出現(xiàn)多日生態(tài)流量考核不達(dá)標(biāo)。

3.2 河道管理不完善

由于龍臺(tái)河是中小河流,不像大江大河受重視,缺乏地方財(cái)政的有效支撐。為滿足當(dāng)?shù)氐挠盟枨?早期在河道內(nèi)修建眾多攔河取水工程,導(dǎo)致河道不暢通,徑流被中途攔截,農(nóng)業(yè)用水占比高,搶占生態(tài)用水,流域內(nèi)水資源不能有效地統(tǒng)一調(diào)配,導(dǎo)致生態(tài)流量保障不足。河道內(nèi)河流攔河取水工程眾多,共計(jì)23處,平均2.75 km有1處攔河建筑,其中,1 m高攔河壩有10座,2 m高攔河壩有13座,低徑流時(shí)河水被蓄積在攔河壩內(nèi)被河道外用水取走,導(dǎo)致生態(tài)流量保障不足。部分河道施工沒(méi)有預(yù)留足夠生態(tài)流量下泄口,導(dǎo)致施工期間下泄生態(tài)流量不足。

龍臺(tái)河流域水資源開(kāi)發(fā)利用程度高,農(nóng)業(yè)用水量和取水監(jiān)督量差額大,無(wú)證取水嚴(yán)重。用水結(jié)構(gòu)農(nóng)業(yè)88.0% 、生活9.7% 、工業(yè)2.3%,農(nóng)業(yè)用水比例高,龍臺(tái)河在2-5月春旱與7-8月夏旱時(shí)節(jié),流域內(nèi)缺水,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水需求大,生態(tài)用水與生活、必要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水矛盾凸顯,導(dǎo)致流量保障度不高。

未形成有效的常態(tài)化水資源調(diào)配管理系統(tǒng),流域內(nèi)關(guān)刀橋水庫(kù)未蓄水不能補(bǔ)充生態(tài)流量,其余小水庫(kù)蓄水量小,單獨(dú)補(bǔ)水難以滿足補(bǔ)水需求。從臨近的流域磨灘河、書(shū)房壩水庫(kù)補(bǔ)水過(guò)來(lái),距離長(zhǎng),缺乏有效監(jiān)管,沿途滲漏、取水,損耗嚴(yán)重,當(dāng)取水區(qū)也發(fā)生嚴(yán)重旱情或者蓄水不足時(shí),調(diào)水與本地用水矛盾,調(diào)水補(bǔ)給生態(tài)流量將難以實(shí)現(xiàn)。2022年8月在生態(tài)流量嚴(yán)重不達(dá)標(biāo)時(shí),龍臺(tái)河試用磨灘河水庫(kù)進(jìn)行補(bǔ)水,但是,由于缺乏有效的管理,沿途損耗,導(dǎo)致實(shí)際補(bǔ)水效果不理想。

4 生態(tài)流量保障辦法探索

4.1 強(qiáng)化河長(zhǎng)制管理

通過(guò)強(qiáng)化河長(zhǎng)制管理工作,牢固基礎(chǔ)治理,引進(jìn)數(shù)字孿生、建設(shè)智慧水網(wǎng)新技術(shù)統(tǒng)籌有效管理水資源,保障生態(tài)流量。

清理河道、水庫(kù)淤積,讓其增加水量?jī)?chǔ)存,疏通河道,在需要增加過(guò)水設(shè)施的石河堰加裝過(guò)水設(shè)施,保障足夠下泄流量。加強(qiáng)流域特性研究,合理指導(dǎo)產(chǎn)業(yè)布局,完善土壤墑情監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)指導(dǎo)科學(xué)灌溉,推廣節(jié)水技術(shù)、提升水資源利用率,促進(jìn)行業(yè)節(jié)水。加強(qiáng)取水許可監(jiān)管及取用水管理、完善計(jì)量設(shè)施建設(shè)和監(jiān)管,確保沒(méi)有無(wú)證、無(wú)許可、超量取水現(xiàn)象出現(xiàn)。在生態(tài)流量不足時(shí)可以錯(cuò)峰取水,分行業(yè)制定詳細(xì)的監(jiān)管方案。強(qiáng)化監(jiān)管,加快節(jié)水型社會(huì)建設(shè),以保障生態(tài)流量。

爭(zhēng)取資金,根據(jù)國(guó)家“十四五”規(guī)劃和2023年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要提出的實(shí)施國(guó)家水網(wǎng)重大工程,建設(shè)智慧水網(wǎng),利用數(shù)字孿生技術(shù)將水資源有效全盤統(tǒng)籌安排。龍臺(tái)河現(xiàn)在的生態(tài)流量只在白水鄉(xiāng)水文站監(jiān)測(cè)斷面實(shí)行在線監(jiān)測(cè),但整個(gè)河流石河堰、攔河壩眾多,不能監(jiān)測(cè)出生態(tài)流量下泄不足河段,為提高生態(tài)流量保障效率,在控制性閘壩安裝生態(tài)流量放水計(jì)量設(shè)施,加入智慧水網(wǎng),感知每段河流的下泄、滲漏、取水情況,保證龍臺(tái)河生態(tài)基流[4]。

利用數(shù)字孿生技術(shù),將所有水庫(kù)數(shù)據(jù)接入數(shù)據(jù)庫(kù),統(tǒng)一聯(lián)合調(diào)度水資源,保障生態(tài)流量。本流域內(nèi)共有34個(gè)中小型水庫(kù),1個(gè)中型水庫(kù)(關(guān)刀橋水庫(kù))現(xiàn)未完成蓄水,暫時(shí)不能用于生態(tài)流量補(bǔ)水,完成蓄水后可全年保障生態(tài)流量;4個(gè)小(1)型水庫(kù),29個(gè)小(2)型水庫(kù),根據(jù)庫(kù)容和取水情況分析選擇可補(bǔ)水水庫(kù)有9座水庫(kù),分別為關(guān)刀橋水庫(kù)、油坊溝水庫(kù)、觀音溝水庫(kù)、樊家溝水庫(kù)、張家灣水庫(kù)、十八羅漢水庫(kù)、黃家溝水庫(kù)、黃桷壩子水庫(kù)、李家溝水庫(kù)?？紤]水面蒸發(fā)、河岸植物蒸騰耗損,龍臺(tái)河基流不扣除,2021年4-5月按照0.15 m3/s的下泄流量補(bǔ)水20 d,6月按照0.72 m3/s的下泄流量補(bǔ)水10 d,共計(jì)補(bǔ)水88.13萬(wàn)m3,2022年3月按照0.15 m3/s的下泄流量補(bǔ)水6 d,7-9月按照0.72 m3/s的下泄流量補(bǔ)水28 d,共計(jì)補(bǔ)水181.96萬(wàn)m3,9座水庫(kù)均為小(1)、小(2)型,補(bǔ)水能力有限,單獨(dú)補(bǔ)水對(duì)于2021、2022年的生態(tài)流量缺口較困難,需綜合調(diào)查聯(lián)合調(diào)度補(bǔ)水,綜合補(bǔ)水可完成2021、2022年生態(tài)補(bǔ)水,流域內(nèi)可補(bǔ)水的小型水庫(kù)補(bǔ)水詳情見(jiàn)表3。

表3 流域內(nèi)小型水庫(kù)補(bǔ)水詳情

4.2 優(yōu)化工程聯(lián)合調(diào)度

通過(guò)水網(wǎng)工程聯(lián)合調(diào)度,提升水資源的保障率。當(dāng)本流域水量不能保障生態(tài)流量時(shí),利用已建成水網(wǎng),從臨近流域水量充足的水庫(kù)調(diào)水緩解本流域內(nèi)水資源缺乏和用水需求的矛盾,保障河流生態(tài)流量。

為保障調(diào)度水科學(xué)合理分配,由縣水行政主管部門統(tǒng)一調(diào)度安排,通過(guò)已建成水網(wǎng)從臨近流域水庫(kù)內(nèi)調(diào)水保障生態(tài)流量。從臨近流域水庫(kù)調(diào)水滿足以下原則,節(jié)約水資源、優(yōu)先滿足城鄉(xiāng)居民生活用水,保障基本生態(tài)用水和糧食生產(chǎn)合理用水,統(tǒng)籌農(nóng)業(yè)、工業(yè)等生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)用水,區(qū)域水量分配服從總水量分配。已建成水網(wǎng)有兩個(gè)中型水庫(kù),磨灘河水庫(kù)、書(shū)房壩水庫(kù),通過(guò)渠道可向龍臺(tái)河補(bǔ)水。

磨灘河水庫(kù)水量由集雨面積內(nèi)雨水匯集,目前無(wú)外調(diào)水源補(bǔ)充,在毗河二期規(guī)劃中同朝陽(yáng)水庫(kù)連通,由毗河二期總干渠補(bǔ)水入朝陽(yáng)水庫(kù)后進(jìn)入朝陽(yáng)水庫(kù)干渠,再通過(guò)李家分干渠末的磨灘河充水渠,向磨灘河補(bǔ)水,但目前毗河二期工程未完成,不能實(shí)行外調(diào)水補(bǔ)充。只能用磨灘河自身集雨面積內(nèi)徑流,在龍臺(tái)河上游護(hù)建鎮(zhèn)瓦店村處通過(guò)水庫(kù)農(nóng)灌渠道連通,向龍臺(tái)河補(bǔ)充生態(tài)流量。

書(shū)房壩水庫(kù)是位于蟠-書(shū)灌區(qū)內(nèi)的重要中型水庫(kù),水源豐沛可調(diào)度性強(qiáng),毗河一期工程在蟠龍與書(shū)房壩兩水庫(kù)之間修建了一條補(bǔ)水渠將蟠龍水庫(kù)引入水量補(bǔ)充給書(shū)房壩水庫(kù),再由書(shū)房壩水庫(kù)庫(kù)尾引出書(shū)永分干渠,再經(jīng)干渠尾向東分出龍臺(tái)支渠(渠道設(shè)計(jì)流量1.3 m3/s),將水引入龍臺(tái)河。

考慮渠道輸水耗損,龍臺(tái)河基流不扣除,由單個(gè)水庫(kù)下泄足夠生態(tài)流量,2021年4-5月按照0.19 m3/s的下泄流量補(bǔ)水20 d,6月按照0.90 m3/s的下泄流量補(bǔ)水10 d,共計(jì)補(bǔ)水110.59萬(wàn)m3,2022年3月按照0.19 m3/s的下泄流量補(bǔ)水6 d,7-9月按照0.90 m3/s的下泄流量補(bǔ)水28 d,共計(jì)補(bǔ)水227.58萬(wàn)m3,綜合考量在磨灘河、書(shū)房壩水庫(kù)正常蓄水情況下能向龍臺(tái)河補(bǔ)足生態(tài)流量。磨灘河、書(shū)房壩向龍臺(tái)河補(bǔ)水詳情見(jiàn)表4,龍臺(tái)河水系及水庫(kù)補(bǔ)水信息見(jiàn)圖2。

圖2 龍臺(tái)河水系及水庫(kù)補(bǔ)水信息示意

表4 磨灘河、書(shū)房壩向龍臺(tái)河補(bǔ)水詳情

5 結(jié)論與建議

從經(jīng)濟(jì)成本和補(bǔ)水效果分析,龍臺(tái)河生態(tài)流量保障最優(yōu)方案為治理本流域,疏通河道,用本流域水源補(bǔ)充生態(tài)流量最合理,也是補(bǔ)水效果最好的。在本流域沒(méi)有正常蓄水時(shí)用相對(duì)較近的磨灘河水庫(kù)補(bǔ)水,為第二途徑。在兩種相對(duì)經(jīng)濟(jì)有效的補(bǔ)水都不能解決時(shí),采用距離較遠(yuǎn)的毗河囤蓄水庫(kù)書(shū)房壩水庫(kù)進(jìn)行補(bǔ)水,但此方法路途遠(yuǎn)損耗嚴(yán)重,只能作為應(yīng)急補(bǔ)救方案。

水是萬(wàn)物之源,保障生態(tài)流量是健康河湖的基礎(chǔ),保證生態(tài)安全的支柱。在川中片區(qū)許多與龍臺(tái)河相似的河流,為發(fā)展、方便當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活而修建眾多攔水壩、水庫(kù)取水,粗放式的取用水讓本就水資源匱乏的流域生態(tài)流量保障困難。面對(duì)用水需求矛盾大的流域,需要科學(xué)地管理本流域及經(jīng)濟(jì)合理調(diào)水。同步跟進(jìn)國(guó)家水網(wǎng)發(fā)展步調(diào)建設(shè)智慧水網(wǎng),依托數(shù)字孿生技術(shù),將流域全面、細(xì)致、科學(xué)管理,發(fā)展地方經(jīng)濟(jì)、保障生態(tài)流量。