巢湖生态引水对改善江湖交换关系的作用研究

王化可，唐红兵

（安徽省水利水电勘测设计院，230088，合肥）

巢湖是我国五大淡水湖之一，是长江下游重要的生态湿地，是抚育江淮儿女的母亲湖。巢湖位于安徽省中部、长江下游左岸，水域面积800 km2，流域面积13 486 km2，是构造盆地基础上发育起来的典型断陷型湖泊。巢湖水深较浅，是典型的易富营养化湖泊，属于蓝藻型温带平地湖。20世纪80年代以来，随着流域经济社会的快速发展，污染排放总量急剧增加，逐步积聚的污染负荷超出了巢湖水体的承载能力，大量营养元素输入水体，使巢湖衍变成了富营养化的蓝藻型湖泊。湖泊水质恶化和生态功能退化问题引起了社会广泛忧虑，区域发展面临着重大环境制约。近年，巢湖水环境治理虽取得一定成效，但尚未从根本上有效遏制巢湖水质恶化和湖泊富营养化趋势。随着流域经济社会的进一步发展，巢湖面临着更多的生态环境压力。

目前对巢湖的研究大多集中在地质环境、富营养化、环境容量、水质安全等方面，还有人利用遥感监测等方法进行研究，但对巢湖水质改善的生态引水及水动力需求研究较少。本文从水动力学角度分析生态引水对江湖交换水平的贡献作用，为巢湖水环境综合治理提供科学依据。

一、巢湖生态引水需求

巢湖流域地处安徽省中心地带，巢湖的水质改善与生态修复事关区域和谐发展，关系安徽奋力崛起及皖江城市带承接产业转移示范区建设的顺利实施。巢湖水体污染严重，富营养化水平长期居高不下，直接威胁城乡饮水安全和湖泊生命健康。巢湖闸、裕溪闸在发挥巨大的防洪、灌溉和航运效益的同时，江湖水体交换也被人工控制，使巢湖变成了出多进少的半封闭水域，江湖水量交换不足和水体流动不畅问题日渐突出。

巢湖生态引水能加快江湖水量正常交换，促使巢湖水体流动和水体更新，是一项增加水环境容量、提高水自净能力、加快水环境改善、促进水生态修复的重大生态水利措施。生态引水使江湖得以连通，既能恢复江湖生态廊道，又能促进江湖生物交流，对营造湖泊多样的水生环境、促进湖泊休养生息有积极意义。

二、江湖沟通回顾性分析

1.江湖沟通历史与现状

巢湖历史上与长江自然沟通并互为吞吐，其水位和水面随江水涨落而变化，“水落山田尽赤土，水涨圩垸多荡没”。为减轻水旱灾害，巢湖流域进行了堤防加固、河道整治、控湖闸站等水利工程建设，流域防洪排涝能力明显提高，水资源和航运条件显著改善，彻底摆脱了长江洪水倒灌侵袭，有力保障和支撑了区域经济的发展，但控湖工程的实施改变了原有的江湖沟通关系，为以后的水环境恶化埋下了隐患。巢湖现状通江河道及相关支流有西河、兆河、裕溪河、牛屯河，但由于巢湖进出口落差较小、江水进退不畅、洪涝问题突出等诸多因素，现状江湖交换规模受到严重制约，巢湖长期处于半封闭状态。

2.控湖前后的江湖交换水量

巢湖闸建成前，长江入巢湖的江水量多年平均为 13.6亿m3，1962年巢湖闸建成后，巢湖根据防洪、灌溉、航运和供水需要实施调度，巢湖与长江水量交换已由自然吞吐变为人工控制。建闸后长江入湖水量较建闸前大幅度减少，多年平均（未计入经兆河入湖的小部分水量）仅为1.72亿m3（见表 1）。

由建闸前后各月的江湖交换水量统计可知，建闸后江水入湖水量大大减少，多年平均减少11.88亿m3，仅为建闸前的12.6%，非汛期（10—3月）水量变化不明显，变化主要集中在汛期前后（4—9月），减少最多的时间出现在 6月，减少 3.91亿 m3，减幅最大的出现在5月，仅为同期的2.65%，见图1。江湖交换规模受到严重制约，使“吞吐型”巢湖变为“死湖”，生态系统受到严重干扰，为以后巢湖水环境恶化埋下了隐患。

三、生态引水条件与可引水量分析

1.生态引水条件

（1）现状引水线路

现状凤凰颈引水线路始于凤凰颈闸站，流经西河、兆河进入巢湖，出湖入江线路从巢湖闸下泄经裕溪河的裕溪闸或牛屯河的新桥闸注入长江。

（2）引水时机

巢湖具备自流自排条件的引水有两种方式：一是先排后引，即在汛期开始的5—6月前半段，先通过自排适当预降巢湖水位，再通过引江蓄水，以增加江湖交换水量；二是引排同步，即在汛期开始的5—6月后半段或在主汛期后的8月下旬至10月，自流引江的同时又可自流排江，边引边排。

（3）引水方式

根据引水时机分析，巢湖自流引水方式可归纳为：主汛前先排后引，当上游引江口门水位上涨并有引江条件时，实施自流引江；主汛期以排定引，控制巢湖水位在8.0～8.5 m范围情况下“能排多少引多少”；主汛后以引定排，维持巢湖水位在8.5 m，满足供水和次年灌溉等要求时“能引多少排多少”。

（4）水位控制

巢湖汛期蓄水位为8.0～8.5 m，非汛期蓄水位为8.5～9.5 m。在西河、兆河汛期缺口水位达到9.5 m或非汛期水位达到10.5m时不得引水。

2.不同河道规模可引水量分析

（1）河道规模

巢湖引水线路始于凤凰颈闸站，流经西河、兆河进入巢湖后，从巢湖闸下泄经裕溪河的裕溪闸或牛屯河的新桥闸注入长江。西河河底高程为5.0 m，河道底宽40～50 m，兆河河底高程为 6.3～5.5m，河道底宽 15～50m。为分析现状引水线路的可引水量，本线路河道底宽分别为现状及规划河道断面45m、90 m共3个方案。

表1 建闸前后江水入湖水量多年平均变化情况 单位：亿m3

表2 巢湖现状凤凰颈引水线路历年逐月可引水量 单位：亿m3

表3 巢湖生态引水与建闸前后江水入湖水量比较 单位：亿m3

（2）引水调算

采用1968—2006年外江水位和内部入湖径流系列资料进行调算（过程从略），引江调算成果见表2。

由表2可知，引江线路不同河道底宽年均引江水量为1.16亿～2.80亿m3，在西河、兆河均为现状河道断面条件下，年均引江水量为1.16亿m3。按规划断面河道底宽45m计算，年均引江水量为1.80亿m3，河道底宽逐步扩大到90 m，巢湖年均引江水量增加1亿m3。河道底宽至90 m后，由于水动力条件不足，引水量趋于稳定。

（3）引水对恢复江湖交换水量的效果分析

据上述分析，当河道底宽逐步扩大到90m时，年引水量为2.8亿m3并趋于稳定。现状河道可引水量与巢湖建闸前后江水入湖水量比较见表3。

由表3可知，随着河道底宽变化，可引水量在不断增加，可引水量和巢湖建闸后江水入湖水量之和由2.88亿m3（现状条件）增加到4.52亿m3（底宽90 m），占建闸前江水入湖水量的比例由21.2%增至33.2%，生态引水量对恢复江湖水量交换的贡献为20.6%，引水效果较为明显。

从现状线路引水条件来看，要想通过自流引水把巢湖江湖交换水量完全恢复至建闸前的状态（年入湖水量13.6亿m3）几乎不可能，这是现状生态引水线路的缺点之一。

四、结 语

巢湖生态引水是一项环境综合治理工程，具有改善巢湖水质、重建江湖生命通道、修复水生态的作用。与其他大型富营养化湖泊相比，巢湖生态引水具有水源水量丰沛、自流条件优越、通道水质良好等特点，现状线路不同河道底宽年均自引江水量为1.16亿～2.80亿m3，对恢复江湖交换水平和改善巢湖水质有一定作用。但控湖后巢湖的生物群落及其生境发生较大变化，巢湖的生态引水量要基于巢湖生态环境现状及其制约因素，如果逐步将江湖交换水量恢复至10亿m3作用水平，则需要泵站抽引配合或从生态水力学角度研究以选择新的水动力条件更好的水模式和引水线路。

[1]单平，殷福才.巢湖水污染防治回顾评价及对策研究[J].安徽师范大学学报（自然科学版），2003,26（3）.

[2]张红，黄勇，姚筠，等.巢湖藻类遥感监测和气象因子分析[J].环境科学与技术，2009，32（1）.

[3]谢兴勇，钱新，钱瑜，等.“引江济巢”工程中水动力及水质数值模拟[J].中国环境科学，2008，28（12）.

[4]华祖林，顾莉，薛欢，等.基于改善水质的浅水湖泊引调水模式的评价指标[J].湖泊科学，2008，20（5）.