江蘇省平原水網(wǎng)區(qū)河湖生態(tài)水位確定探索與實踐

蓋永偉 蔣 詠 胡曉雨

（江蘇省水資源服務(wù)中心，江蘇 南京 210029）

水是生態(tài)系統(tǒng)的控制要素，河湖是生態(tài)空間的重要組成?！吨腥A人民共和國水法》和《中華人民共和國水污染防治法》中均明確提出，在水資源開發(fā)利用、調(diào)度過程中應(yīng)維護江河的合理流量和湖泊、水庫以及地下水的合理水位，維護水體的生態(tài)功能。2019年水利部辦公廳印發(fā)《2019年重點河湖生態(tài)流量（水量）研究及保障工作方案的通知》，根據(jù)我國河湖水資源水生態(tài)特點，提出對一批重點河湖斷面制定生態(tài)流量保障目標。2020年水利部頒布《關(guān)于做好河湖生態(tài)流量確定和保障工作的指導(dǎo)意見》，明確河湖生態(tài)流量是指“為了維系河流、湖泊等水生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，需要保留在河湖內(nèi)符合水質(zhì)要求的流量（水量、水位）及其過程”，同時提出了河湖生態(tài)流量保障工作的目標任務(wù)。江蘇歷來重視河湖生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)，把河湖生態(tài)流量保障工作作為水資源管理與河湖生態(tài)保護治理的重要內(nèi)容，在面向新時期生態(tài)文明建設(shè)和高質(zhì)量發(fā)展過程中，圍繞新要求，積極推進生態(tài)流量保障工作的探索與實踐。

1 根據(jù)江蘇區(qū)域特點，以生態(tài)水位作為河湖生態(tài)流量表征指標

1.1 區(qū)域特點

我國地勢西高東低，西部多為山地、高原和盆地，東部多為平原和丘陵；河流眾多且分布不均，河流密度總體呈南方高北方低、東部高西部低的趨勢，在我國東部形成了地勢平坦、河流眾多的平原水網(wǎng)地區(qū)。江蘇地處我國東部長江、淮河流域下游，境內(nèi)河湖眾多、水網(wǎng)密布，水域面積占全省面積的16.9%。同時，水利工程體系相對完善，大部分河道具有防洪排澇與抗旱供水等綜合功能，且受閘壩等水利工程控制。江蘇屬于典型的平原水網(wǎng)地區(qū)，水系結(jié)構(gòu)具有相互連通、比降較小、水量交換頻繁和水動力不足的特點，河道坡降處于0.1‰～1.0‰之間[1]，水流平緩、波動性小，湖泊水位穩(wěn)定、變化幅度小。為滿足供水、灌溉、航運和防洪排澇的需求，河湖水位受到人工調(diào)節(jié)，實行分級控制。

1.2 前期研究

近十幾年來，江蘇針對河湖生態(tài)流量保障工作開展了大量分析研究，對淮北地區(qū)沂河、沭河等丘陵山區(qū)骨干河道分汛期和非汛期提出了生態(tài)基流，對黃沙港、新洋港、斗龍港等主要海港通道提出了沖淤保港生態(tài)需水量，對西塘河、太蟢運河等平原水網(wǎng)區(qū)內(nèi)的骨干河道提出了生態(tài)水位，對太湖、洪澤湖、固城湖等重點湖泊提出了生態(tài)水位，對陡湖濕地、大豐麋鹿?jié)竦氐戎攸c濕地提出了生物棲息地需水量和補給地下水需水量，為江蘇省水資源調(diào)度提供了重要依據(jù)。2018年，江蘇開展了重點河湖生態(tài)基流與水位方案研究，選取12條重點河道和10個重點湖泊為典型，用Qp法、濕周法等方法開展了生態(tài)基流與水位計算，并與近10年河湖實測資料進行對比驗證。上述研究為平原水網(wǎng)地區(qū)生態(tài)水位確定和保障工作打下了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。

1.3 名錄確定

根據(jù)水利部重點河湖生態(tài)流量保障工作的要求，從江蘇省723條骨干河道名錄、江蘇省湖泊保護名錄和大中型水庫名錄中，篩選出了流域面積大于100km2的河道15條、常年水域面積10km2以上的湖泊10個、大型水庫1座，開展生態(tài)流量確定工作，具體名錄見表1。這26條（個）河湖生態(tài)地位突出，有重要濕地、水產(chǎn)種質(zhì)資源保護區(qū)等生態(tài)功能區(qū)，均為江蘇省內(nèi)跨地市級行政區(qū)的河湖，流域范圍涵蓋了江蘇大部分區(qū)域。2021年，江蘇發(fā)布了涵蓋13個設(shè)區(qū)市的共計148條（個）跨區(qū)（縣）骨干河道、重點湖泊、大中型水庫名錄，要求各地開展河湖生態(tài)水位制定工作。省、市兩級生態(tài)流量保障名錄中的河湖均位于平原水網(wǎng)地區(qū)，河流縱橫交織連接，水流流速緩慢，水流往復(fù)流動，水位變化不顯著，流向、流態(tài)變化不定，若采用生態(tài)流量表征水網(wǎng)地區(qū)維系河湖生態(tài)功能所需要的水量及其過程，難以核算，更難以進行監(jiān)管和保障。鑒于平原水網(wǎng)地區(qū)河湖較多，參考生態(tài)水位是對湖泊濕地等流動緩慢或不流動水域生態(tài)需水的特定表達，充分考慮流動緩慢的特點和水位監(jiān)測的可行性，提出采用生態(tài)水位作為江蘇平原水網(wǎng)地區(qū)河湖生態(tài)流量的表征指標，開展省、市兩級重點河湖生態(tài)水位確定與保障實施方案制定。

表1 江蘇省全國生態(tài)流量保障重點河湖名錄（2020—2022年）

根據(jù)平原水網(wǎng)特點和地表水資源分區(qū)，選取了地處淮河流域下游的里下河腹部區(qū)和太湖流域下游的陽澄淀泖區(qū)作為具有典型代表性的平原水網(wǎng)片區(qū)，開展省級片區(qū)生態(tài)水位確定研究；根據(jù)相關(guān)規(guī)劃和蘇州市河網(wǎng)水利分區(qū)習(xí)慣，選取了蘇州市新沙區(qū)、虞西區(qū)、濱湖區(qū)、陽澄區(qū)、淀泖區(qū)和浦南區(qū)，作為代表性的片區(qū)，開展市級片區(qū)生態(tài)水位確定研究。

2 根據(jù)數(shù)據(jù)資料情況，科學(xué)選擇斷面和方法，計算河湖生態(tài)水位

2.1 斷面確定

在河湖生態(tài)水位計算過程中，首先要確定具有河湖生態(tài)水位代表性的控制斷面。斷面選擇主要遵循以下原則：選擇河湖重要控制斷面；選擇河湖上重要大中型水利樞紐控制斷面；選擇重要水生生物棲息地及濕地等敏感水域控制斷面；選擇便于監(jiān)測的水文斷面。根據(jù)河湖生態(tài)保護對象，選擇跨行政區(qū)斷面，入海、入干流、入尾閭斷面，重要生態(tài)敏感區(qū)控制斷面，主要控制性水工程斷面等作為河湖生態(tài)水位控制斷面，優(yōu)先選擇有水文監(jiān)測資料的斷面作為相應(yīng)河湖生態(tài)水位控制斷面。根據(jù)上述原則，確定了26條河湖的水位控制斷面，見表2。

表2 江蘇省重點河湖生態(tài)水位和預(yù)警閾值

2.2 方法比選

在河湖生態(tài)流量（水位）計算方法中，水文學(xué)法提出時間較早，方法較成熟，因此，本次計算選用水文學(xué)法?！逗雍鷳B(tài)環(huán)境需水計算規(guī)范》（SL/T 712—2021）給出了河湖生態(tài)流量（水位）的計算方法，主要有Qp法、近10年最枯月平均水位法、湖泊形態(tài)分析法、最小生物空間法、最低生態(tài)水位法等[2]。充分考慮江蘇平原水網(wǎng)地區(qū)特點和江蘇近30年來的水利工況變化情況，選用水文學(xué)法中的Qp法進行分析計算。Qp法是以長系列（N≥30年）天然月平均流量、月平均水位或凈流量為基礎(chǔ)，用每年的最枯月排頻，選擇不同保證率下的最枯月平均流量、月平均水位或月徑流量作為基本生態(tài)環(huán)境需水量的最小值。頻率P根據(jù)河湖水資源開發(fā)利用程度、規(guī)模、來水情況等實際情況確定，宜取P=90%或P=95%。不同河湖對系列資料的時間長度要求不同，且各流域的水文特性也不同，因此，可以選擇最枯月、最枯旬、最枯日或瞬時最小流量進行計算。

2.3 水位計算

考慮江蘇近30年來的工況變化以及工程調(diào)度變化，江蘇重點河湖生態(tài)水位計算選取1990—2020年系列水文資料更能反映現(xiàn)狀實際情況，也更貼近區(qū)域水資源需求和水利工程常規(guī)水資源調(diào)度。在具體分析計算時，采用每年的最低月、旬、日均水位，利用Qp法分別計算90%、95%、99%保證率下的水位。同時對比分析近10年最枯月均水位，結(jié)合最低通航保證水位和水生生物保護區(qū)需求水位，湖庫參考死水位，綜合分析確定26條重點河湖生態(tài)水位，基面統(tǒng)一采用廢黃河基面和吳淞基面，具體計算結(jié)果見表2。里下河腹部區(qū)和陽澄淀泖區(qū)分別選取了區(qū)域內(nèi)16個和9個水位站點進行分析研究[3]，通過片區(qū)代表站的水位空間分析和站點相關(guān)性分析，同步考慮相關(guān)規(guī)劃、調(diào)度方案等，選取能夠有效反映區(qū)域水位變化的代表站的水位作為片區(qū)最低生態(tài)水位值，里下河腹部區(qū)選取興化和永興（射）兩個代表站點的水位作為最低生態(tài)水位值，陽澄淀泖區(qū)選取湘城和陳墓兩個代表站點的水位作為最低生態(tài)水位值。

江蘇重點河湖生態(tài)水位值，綜合考慮了河湖水位實際監(jiān)測和水位波動情況，其中：多數(shù)河湖選擇Qp法的P=90%保證率下的最低日均水位作為參考水位，最后確定最低生態(tài)水位；蘇南運河（鎮(zhèn)江段）和灌河屬于感潮河段，選擇Qp法的P=90%保證率下的最低日低潮位2.90m和-1.85m作為最低生態(tài)水位；洪澤湖和駱馬湖考慮現(xiàn)狀水位與近10年實際水位關(guān)系以及死水位，選擇死水位11.30m和20.50m作為最低生態(tài)水位。

3 根據(jù)河湖生態(tài)需求，建立生態(tài)水位保障機制和監(jiān)測管控體系

3.1 制定保障實施方案

江蘇按照“一河（湖）一案”的原則，在生態(tài)水位確定的基礎(chǔ)上，結(jié)合河湖水量分配方案、水量調(diào)度方案，制定了26條（個）省級重點河湖的生態(tài)水位保障實施方案。明確了預(yù)警等級、預(yù)警閾值（具體見表2）、預(yù)警發(fā)布和預(yù)警解除要求的生態(tài)水位預(yù)警方案，提出了工程調(diào)度方案、河道內(nèi)外用水管控要求、應(yīng)急調(diào)度方案等保障管理措施，明確了責(zé)任主體和考核評估要求。

3.2 開展監(jiān)測預(yù)警評估

2021年，江蘇制定了《生態(tài)水位（流量）評估技術(shù)指南（試行）》，建立了河湖生態(tài)水位保障監(jiān)測評估機制，建設(shè)了江蘇省重點河湖生態(tài)水位流量管控系統(tǒng)，實時監(jiān)測26條省級重點河湖水位，實現(xiàn)生態(tài)水位常態(tài)化監(jiān)測。根據(jù)水位變化情況，強化預(yù)警與管控機制，在觸發(fā)預(yù)警水位時，加強用水計劃管理，統(tǒng)籌保障城鄉(xiāng)居民生活、重要工業(yè)和生態(tài)用水需求。

3.3 開展統(tǒng)一調(diào)度管理

將河湖生態(tài)水位保障納入?yún)^(qū)域水資源統(tǒng)一配置，科學(xué)制定水資源配置方案、河湖水量調(diào)度方案和調(diào)度計劃，對水資源實行統(tǒng)一調(diào)度管理。對因過量取用水對河湖生態(tài)造成嚴重影響，導(dǎo)致生態(tài)水位未達到保障目標要求的，采取限制取用水、加大水量下泄等措施，確保達到生態(tài)水位目標。

4 打造幸福河湖，走出一條具有江蘇特色的生態(tài)水位保障之路

4.1 完善工程保障體系

江蘇充分發(fā)揮水利優(yōu)勢，通過構(gòu)建完善的調(diào)水工程體系，推進河湖水系連通建設(shè)，持續(xù)優(yōu)化配置調(diào)度，不斷提高生態(tài)流量（水位）保障程度。持續(xù)優(yōu)化跨流域引調(diào)水工程調(diào)度體系，在江水北調(diào)、南水北調(diào)、江水東引、引江濟太等調(diào)水工程體系保障下，面對2022年的干旱天氣，累計引江水107億m3，既保障了220萬hm2水稻高峰期用水需求，又保障了沿線和受水區(qū)的河湖生態(tài)用水安全；持續(xù)推進國家水網(wǎng)工程體系建設(shè)，實施新溝河、新孟河和走馬塘等區(qū)域調(diào)水引流工程，形成太湖兩河進水、兩河出水的引排格局，陸續(xù)實施南水北調(diào)東線一期、泰州引江河二期以及南京秦淮河綜合整治、蘇州西塘河引水、東太湖整治、宿遷古黃河治理等工程，進一步提升區(qū)域河湖生態(tài)水位保障水平[4]。

4.2 建立監(jiān)督考核機制

2019年，江蘇出臺全省最嚴格水資源管理制度考核實施方案，將生態(tài)水位確定和保障工作作為最嚴格水資源管理制度考核的重要內(nèi)容，同步將生態(tài)水位保障工作納入各級河長湖長工作目標任務(wù)，加強監(jiān)督檢查和督導(dǎo)，壓實保障責(zé)任，復(fù)蘇河湖生態(tài)環(huán)境，切實保障河湖基本生態(tài)用水。

4.3 打造幸福河湖示范

江蘇有序推進重點河湖生態(tài)水位確定保障工作，圍繞“防洪保安全、優(yōu)質(zhì)水資源、健康水生態(tài)、宜居水環(huán)境、先進水文化”的幸福河湖建設(shè)目標，更大力度、更高水平地推進生態(tài)河湖建設(shè)，將生態(tài)水位的管控與保障作為重要手段，開展省、市、縣三級河湖生態(tài)狀況評估，著力打造選樹生態(tài)河湖樣板和幸福河湖示范，提高人民群眾的幸福感、獲得感。

5 結(jié)語

生態(tài)水位是維系河湖生態(tài)功能和控制水資源開發(fā)強度的重要指標，本文針對江蘇平原水網(wǎng)地區(qū)河湖的水文屬性、水動力特性及可獲得的水文實測資料條件等，考慮1990年以來的水利工程變化情況，選擇Qp法分析計算生態(tài)水位，綜合考慮最低通航水位、湖庫死水位等，確定了江蘇26條重點河湖最低生態(tài)水位。同時江蘇開展了分片區(qū)的生態(tài)水位探索研究，從省級片區(qū)和市級片區(qū)兩個層面分析研究提出片區(qū)的最低生態(tài)水位值，具有典型的地方特色和較強的示范意義。但在水位分析計算過程中發(fā)現(xiàn)，綜合考慮不同河段物理特征、水生生物種類及其目標物種需求，分段河流水量水質(zhì)管理及生態(tài)水位-流量內(nèi)涵關(guān)系轉(zhuǎn)換，以及水文過程不確定性等多因素的平原水網(wǎng)地區(qū)生態(tài)水位計算分析方法有待進一步的探索研究。