从岳城水库调度运用浅议河道生态调度

李增强，尹璞

（1.海河水利委员会漳卫南运河管理局，山东德州253009；2.漳卫南运河邢衡河务局，河北邢台054901）

从岳城水库调度运用浅议河道生态调度

李增强1，尹璞2

（1.海河水利委员会漳卫南运河管理局，山东德州253009；2.漳卫南运河邢衡河务局，河北邢台054901）

将生态和防洪、兴利调度统筹考虑，逐步实现水资源管理的转变，将成为今后水库调度的主要发展方向。通过分析岳城水库调度运用现状，探讨下游河道生态需水量问题，在研究岳城水库死水位以上可调水量的基础上，尝试转变水库当前调度运用方式，以逐步实现漳河水量统一调度和下游河道的水生态环境修复。

生态调度；生态需水量；死水位；水库

1 引言

岳城水库位于河北省磁县与河南省安阳县交界处，控制流域面积18 100 km2，占漳河山区面积的99%，是漳河上游一座以防洪为主兼有灌溉、供水、发电综合效益的大型水利枢纽。基于上述目标，自1970年岳城水库建成以来，漳河河道除汛期岳城水库被动弃水和少数年份向下游实施应急性生态调水外，多数时间常年断流。随着社会经济的不断发展，包括城乡工农业和生活用水在内的水资源需求目前已远远超过漳河水资源的承载能力，占用和挤压了下游生态环境需水量，这是导致漳河常年断流的最根本原因。

建设生态文明，实现发展转变，将防洪、兴利和生态综合统筹的调度体系将是今后水资源调度的主要发展方向。通过总结近年岳城水库实际调度运用情况，分析当前调度方式中存在的突出问题，基于生态调度理念和发展方向，尝试转变岳城水库现有调度方式，探讨岳城水库和下游河道水生态调度的目标和今后发展方向。

2 生态调度的概念和发展

提出生态调度概念是基于水库管理运用观念的转变，这种观念转变体现在水库在防洪和兴利调度的同时，将水生态环境的修复目标作为综合调度内容之一，现阶段生态调度的主要内容有生态需水调度、生态洪水调度、水质调度、泥沙调度、生态因子调度和综合调度。在世界上，许多国家开展了生态调度实践，其中尤以美国和澳大利亚等西方发达国家水平最高，包括美国的田纳西流域生态调度、科罗拉多河格伦峡谷大坝的适应性管理和澳大利亚墨累—达令河的生态调度等[1]。

国内从2000年以来，以黄河水量统一调度、确保黄河不断流为标志，在黄河、珠江、嫩江、海河、太湖、淮河等流域都陆续开展了生态调度实践，包括漳卫南运河流域在内的“引岳济淀”“引岳入衡（水湖）”和“引岳济港（南大港）”等生态补水实践。这些生态调度的主要特点是：调度的实施主要是应对自然灾害或生态灾难的应急性调度，并且主要通过行政手段实施（在珠江、黄河等部分流域内也出现了由实验性、应急性的调度逐步向生产运行的制度化调度发展的趋势）；生态调度仍以改善水质和河道结构为主要目标；比较重视洪水资源化与生态调度的有机结合；已逐渐认同流域水量统一调度，需要进一步加强流域综合管理的理念[1]。

如何将防洪、兴利调度与维护水生态环境良性运行的目标相结合，研究并逐步实施基于生态需求的水库调度运行模式，是今后岳城水库调度发展的方向和面临的突出问题。

3 岳城水库调度运用现状分析

对1993—2012年岳城水库实际运用情况研究，并选取主要技术指标分析。

岳城水库当前调度按水利部“水汛〔1992〕70号”文件执行，即“主汛期（7月1日—8月10日）汛限水位为134m，起调水位132m。8月11—20日为过渡期，水位控制最高不超过141m，8月21日—9月30日汛限水位145m”。1993—2012年岳城水库历年运用主要技术指标，见表1。

表1 1993—2012年岳城水库历年调度运用主要技术指标

通过表1数据，作出如下分析：

（1）主汛期后不同控制水位作用。主汛期后水位分级控制体现了国家对岳城水库后期蓄水作用的认可和重视，除1996年大洪水年份外，其他年份8月11日和9月1日均没有达到141和145m的相应控制水位，故从岳城水库实际调度运用看，主汛期后水位分级控制对于提高汛后蓄水量意义不是很大。

（2）主汛期（7月1日—8月10日）汛限水位（134m）的控制作用更为重要。但该水位必须严格执行，这样调度的后果往往是主汛期被动弃水而汛后无水可蓄，在这20年中除1996年外在7—8月弃水年份的9年中共有6年（1994、1997、2001、2002、2006和2008年）。

（3）漳河上下游水量调配严重不均。采用现有调度方式，近20年中漳河河道全年断流年份（当年9月到次年6月）共有13年，占比65%，其中1997—2002、2008—2011年岳城水库遭遇连续枯水年，漳河更是连年断流，而岳城水库以上四大引水渠同期（1997—2002年）年均引水量为4.319×108m3，可见漳河上下游水量调配严重不合理。

（4）年际调度难度大，多年平均情况对于实际调度指导意义不强。从多年平均值看，岳城水库供水量（只考虑邯郸、安阳两市，未考虑白洋淀、衡水湖等应急生态补水）近10年均值为1.316×108m3，观台径流量（1.496×108m3）可以满足需要，而9月1日的水库平均蓄水量（2.128×108m3）扣除死水位蓄水量（0.387×108m3）和水面蒸发渗漏量（近似计算每年约0.5×108m3）等后的1.241×108m3水量就可以泄入漳河进行生态调度。实际上漳河多年平均下泄量仅为0.85×108m3，一方面说明年际来水量严重不均，丰水年份补偿了枯水年份水量；另一方面则说明了水库生态调度的难度。

4 下游河道生态调度与水库运用方式转变

目前，围绕实施漳卫南运河生态调度最突出的问题就是生态调度目标和水源问题。在调度方案的编制中，首先应明确下游需要保护的目标，根据保护目标对生态环境的要求，确定维持下游生态功能不受到损害的下泄水流量，这一流量称为河道生态需水量[2]。由于人为水量调度，部分水利水电工程在枯水期不能满足下游河道的生态需水要求，需要保证下泄最小生态需水量，即维系和保护河流的最基本生态功能不受破坏必须在河道内保留的最小水量[2]。

4.1 下游生态需水量

当前包括生态需水量在内的生态调度理论还不够成熟。生态需水量的计算方法很多，主要与河流生态环境现状、河流管理目标、河流生态系统功能等密切相关，而确定生态需水过程应该是一个反复的复杂过程，需要在较长时间内对生态流量推荐方案不断加以完善。目前，漳卫南运河岳城水库以下河道的生态需水量正在研究，中国农业大学的研究结论是“当以7.13m3/s作为坝下河道的生态需水量时，在4—9月期间生态系统可处于接近一般的状态，在10月—次年3月期间可使生态系统达到良好以上的状态”[3]。由此确定的年生态需水量为2.25×108m3。

近期来看，生态调度的水源主要依赖岳城水库以上漳河流域。

4.2 水库运用方式转变

目前可以尝试调整的是非汛期的运用方式。借鉴近年黄河“调水调沙”实践[4]，下面对岳城水库汛前死水位以上蓄水量运用方式作一探讨。

考虑到岳城水库上游来水量年际变化明显的实际，如果单纯采取年平均计算，那么不能完全反映水库的实际运用情况，现采用频率计算分析方法，取频率50%为平水年份、频率75%为枯水年份，通过频率计算可得如下成果：平水年份（典型年2008年）和枯水年份（典型年1997年），扣除岳城水库供水和蒸发等，死水位以上可向漳河调配的水量分别为0.846×108、0.375×108m3。充分挖掘死水位以上水量潜力，预先制定并实施生态调度方案，在确保枯水年份邯郸和安阳两市城市用水不遭到破坏的前提下，尝试在7月1日前将库水位降至死水位附近，平水年份将可以向漳河调配水量0.846×108m3，枯水年份可向漳河调配水量0.375×108m3；再采用频率计算方式，对观台年径流量（7月—次年6月）计算，供水保证率为90%的岳城水库来水量为0.304×108m3，比邯郸、安阳两市年均城市用水量（0.416×108m3）略少。

按上述确定的生态流量计算，在平水年份、枯水年份岳城水库可持续生态泄水分别为137、61 d，生态修复作用十分明显。

另外，在水量有保障的前提下，对于维系河道生态系统的水流流态也要作出相应调整，如模拟天然河流的高流量脉冲借以塑造河道形态和促进水生物生存繁衍等[5]，水库运用方式必须转变才能适应这种要求。

5 结语

综上所述，立足漳卫南运河实际，要实现岳城水库生态调度乃至漳卫南运河下游河道（包括河口）的生态调度，需要重点研究或解决以下几个主要问题。

（1）改变工作思路，实现观念转变。依托漳卫南运河管理局实现“三大转变”的工作背景，将生态调度和防洪兴利统筹考虑，研究漳卫南运河水量调度综合系统，建立完善的综合调度体系，以观念的转变来促进工作方式的转变。

（2）依托漳卫南运河管理局“五大支撑系统”，以岳城水库生态调度研究为切入点，通过生态调度理论研究和技术创新，借助“湿润漳河”方案的规划和实施，实现洪水资源生态调度领域内的重要技术突破，并通过洪水资源生态调度系统促进水资源监测和水资源立体调配等其他“支撑系统”的研究和发展。“湿润漳河”生态调度可能需要解决或面临的技术问题主要有岳城水库生态调度模型、漳河枯季径流预报、岳城水库以下漳河河道演变、漳河下游水文站网布置监测（含地下水）和漳河河流健康体系水生态技术评价等。

（3）组织和制度保证是实现生态调度的关键。寻求部委等上级机关支持，制定出台合理有效的漳河水量统一调度管理条例，形成生态调度水量保障的长效机制。当前宜将岳城水库以上水量调度作为重点，实现漳河流域水资源的统一调配。正如前文所述，如果在岳城水库枯水年份从四大引水渠引水量中适当向邯郸和安阳两市调剂，那么岳城水库就不会发生供水破坏的风险。

[1]王远坤.水库调度新概念[N].中国水利报，2008-09-18.

[2]杨志峰，崔保山，刘静玲，等.生态环境需水量理论、方法与实践[M].北京：科学出版社，2003.

[3]中国农业大学.岳城水库除险加固工程环境影响报告书[R].北京：中国农业大学，2008.

[4]万占伟，罗秋实，郭选英.黄河调水调沙有关问题的探讨[J].华北水利水电学院学报，2012，（3）.

[5]陈艺伟.面向生态需求的水库群洪水资源调度方式研究[D].南京：南京水利科学研究院，2009.

TV213.4；X522

B

1004-7328（2014）06-0001-03

10.3969/j.issn.1004-7328.2014.06.001

2014-08-20

李增强（1976-），男，高级工程师，主要从事防汛抗旱和水量调度工作。