吕兰军
(江西省九江市水文局,江西 九江 332000)
近些年来,长江、鄱阳湖的枯水期比往年有提前到来的趋势,枯水期水位偏低,严重影响了沿江、沿湖的工农业和生活取水。2013年长江九江段、鄱阳湖再次出现较枯水位,取水安全保障受到影响,引起各界关注。
2013年12月3日8∶00时长江九江站水位为8.66 m,较往年偏低;2013年12月2日21∶00时鄱阳湖标志性的星子站水位为7.99 m,这标志着鄱阳湖已全面进入极枯水位,相对应的湖区通江水体面积不足300 km2,不及丰水期面积的十分之一。长江九江段、鄱阳湖枯水水位较历史同期偏低。
本文按1981年以来10月、11月、12月的长江九江站和鄱阳湖星子站最低水位平均值分成1981~1990年、1991~2000年、2001~2011年 3个时段进行了分析,见表1。
从表1可以看出,长江九江站和鄱阳湖星子站3个时段的10月、11月、12月平均水位呈现下降趋势,尤其10月的平均水位下降幅度较大,达1 m以上。可见,1981年以来,九江站、星子站10月、11月和12月最低水位下降趋势明显。
表1 长江九江站、鄱阳湖星子站不同时段最低水位平均值统计表 m
2013年10月以来,长江中下游水位快速退落,至10 月 29 日 16∶00 时,长江九江站水位跌至 8.97 m,比10月3日8∶00时的水位低了5.16 m,长江九江段提前进入枯水期;10月28日8∶00时,鄱阳湖都昌站水位为8.35 m,较 10 月 27 日下降 0.15 m,为历史同期最低,鄱阳湖水位快速下降,提前进入枯水期。由此可见,2013年长江九江段、鄱阳湖枯水水位不仅提前到来,而且比往年更低。造成长江九江段、鄱阳湖枯水水位偏低的原因是多方面的,其主要有以下几方面。
长江中下游和鄱阳湖流域降雨量偏少是长江九江段、鄱阳湖枯水期水位偏低的原因之一。江西省多年来平均降雨量1638 mm。进入21世纪以来,鄱阳湖流域年平均降雨量比1956~2000年平均降雨量减少约12%。如,江西省2007年至2012年逐年平均降雨量分别为 1298.0 mm、1536.0 mm、1392.0 mm、2086.0 mm、1303.6 mm、2165.0 mm,6 年中有 4 年的降水量少于多年平均值。2010年、2012年虽然是丰水年,但降水时空分布不均,2012年信江流域平均降水量达2767.0 mm,而鄱阳湖环湖区只有1994 mm,且降水主要集中在4~6月,九江市3~6月降水量占年降水量的62%,秋、冬季干旱严重。2010年的情况与之类似。
据统计,五河多年平均入湖量1192亿m3,2008年为 946 亿 m3、2011 年为 969.5 亿 m3,均少于多年平均,来水量不足造成枯水水位偏低。表2列出2001年以来长江九江站、鄱阳湖星子站的最枯水位。
表2 长江九江站、鄱阳湖星子站年最低水位统计表 m
由表2可见,九江站、星子站近几年来的最枯水位大都在 9.0 m、8.0 m 以下[1-3]。
江西的五大水系,近些年来加大了水能开发力度,水能梯级开发接近饱和。全省有一万多座大中小型水库及几万座山塘,汛后各水库都要蓄积一定的水用于发电、灌溉和生活用水等。仅修河干流从东津水库开始,其下游就有郭家滩、抱子石、三都、下坊、柘林等大中型水库,累积蓄水量超过82亿m3。大量的水蓄积在各水库,使得五河入湖水量较往年有所减少。
长江上游干支流水库蓄水对长江九江段、鄱阳湖的水位产生较大的影响。数据显示,长江上游干支流主要水库共29座,防洪库容合计530亿m3。这些水库群在汛后集中蓄水运行,造成长江九江段、鄱阳湖水位降低、水量减少。如三峡工程自2003年5月5日起蓄水,进入运行初期。统计表明,九江站2003~2007年平均水位 12.80 m,比 1988~2002 年平均水位 13.95 m 偏低1.15 m;鄱阳湖星子站 2003~2007 年平均水位 12.50 m,较 1988~2002年平均水位 13.79 m 偏低 1.29 m。 无论是长江九江段,还是鄱阳湖,三峡工程运行后的5 a(2003~2007年)的水情,较三峡工程运行前的15 a(1988~2002年)的水情明显偏枯[1]。
三峡水库一般情况下是在10月份蓄水减泄,在枯水年将会加剧长江九江段、鄱阳湖湖区干旱缺水和生态环境恶化。按照三峡水库初步设计确定的汛末蓄水方案:从10月初至11月末,三峡水库开始汛后蓄水,下泄流量将比正常年份天然状态下减少2000~8000 m3/s。因此,不同水文年的湖口水位变化:丰水年将下降0.54~1.74 m;平水年下降 0.46~1.63 m;枯水年(2004)下降 0.52~1.66 m,枯水年(2006)下降 0.39~1.46 m。 湖口与星子的水位关系较好,相关系数达0.90以上,10~12月湖口水位降低 0.10~1.12 m,星子水位相应降低 0.01~0.76 m,以致整个鄱阳湖湖区水位下降[2]。
沿岸河道、湖泊违规采砂严重。周边的采砂已造成不少区域的湖床下陷。如星子县入湖水道,过去河道最深处为-7 m,而2012年已达-22 m。湖区到处都是沙坑,像一只碗上有缺口,肯定储存不住水,也不能形成有效水位和湖面。因此,过量的采砂导致河床、湖床急剧下切,水位持续下降。
随着人口不断增加,工农业生产发展,以及其他社会用水扩大,特别是沿江、沿湖进入了耗水量较大的企业,如化工、造纸、钢铁等等,造成取水量大幅增加,一定程度上影响了枯水水位。如长江九江段,近几年来在长江取水的有理文造纸、理文化工、江西铜业铅锌、江西钢厂等;在鄱阳湖取水的有江西大唐、赛得利化纤、恒生化纤等,日取水量2万m3以上的大取水户越来越多,在一定程度上影响着长江、鄱阳湖的水位。
为了解决长江九江段、鄱阳湖枯水期水位偏低的问题,我们必须全面统筹规划,采取合理的工程措施,加强上游水库群的优化调度,以及加强严格的采砂管理等。
枯水症结不在于江西没有水,而是水根本储存不住。目前,每年从鄱阳湖流走的水量有1450亿m3,而储存下来的还不到3亿m3,而近几年长江补给水量越来越少。
加快鄱阳湖水利枢纽工程建设,已是解决鄱阳湖“水危机”的当务之急。
据悉,鄱阳湖水利枢纽工程拟建在鄱阳湖入长江通道最窄处,即在星子县的长岭与都昌县的屏风山间,工程建成后,将交由长江水利委员会统一调度,采取“调枯不调洪”的运行方式,发挥鄱阳湖分洪作用,在枯水期则关闸蓄水[3]。
鄱阳湖水位自然变幅大,是导致湖区水旱等自然灾害频发的主要原因。由于缺乏必要的调控措施,当鄱阳湖出现极端的水文情势,或面对三峡水库减泄或增泄产生的不利影响时,都显得无能为力。因此,建设鄱阳湖水利枢纽工程,增加调控能力,当长江干流出现不利于鄱阳湖生态环境的水文条件时,或鄱阳湖湖区出现极端水文条件时,可启用该工程,以维系湖区水位平缓变化。避免湖区出现不利于生态环境和工农业经济发展的水文环境。
江西境内各大型水库应实行统一调度,确保下泄流量,保证河流、湖泊有足够的水量和维持一定的水位高度,以满足生活、生产用水的需要。五河干支流蓄水工程建设的主要目的是提高五河干支流洪水资源利用效果。因此,可以利用五河干支流水库在8~9月份汛期结束之前,适当多拦蓄一些汛末洪水,留存库中,这样在10月份之后,可增加五河下泄入湖流量,弥补和减轻三峡水库减泄的不利影响,以避免湖区枯季非正常或极端干旱现象出现。
优化长江上游干支流水库群的调度,特别是对三峡水库的调度。三峡水库运行调度的主要目的是尽量减轻水库增泄或减泄流量过程对鄱阳湖产生的不利影响,进而充分发挥三峡水库对鄱阳湖水位的调控作用,避免极端的水旱灾害出现。10~11月份三峡水库减泄流量带来的不利影响比较复杂,主要是引起湖区水位快速下降,枯水期提前。应慎重地综合考虑10~11月份的三峡水库上游来流、江西五河入流以及湖区退水过程等水情预报因素,适当调整三峡水库蓄水进程。例如,当湖口水位低于14.0 m时,三峡水库蓄水就应该避免因蓄水产生的下泄流量锐减,以保证湖口水位缓慢降低。在鄱阳湖枯水年份,更应该谨慎对待。此外,还可以考虑将三峡水库汛后蓄水时间适当提前到9月中上旬,在9月末之前将库水位逐步从145 m提高到155 m以上,适当多拦蓄一些汛末洪水留存库中,这样在10月份就不必大量拦蓄径流,从而减轻对鄱阳湖水位变化的干扰[4]。
水文部门应加强生态需水量的分析,提出主要河流、湖泊的生态需水量,这是保障河流、湖泊生态安全要求的最小流量,无论水资源如何开发利用都不得突破这一底线。其要求:采用90%保证率最枯月平均流量作为生态水量;根据《建设项目水资源论证导则(试行)》(SL/Z322-2005)中“对于生态用水的确定,原则上按多年平均流量的10%~20%确定”。水文部门通过分析与计算,提出每条河流、每个湖泊的生态需水量,为保障水生态环境的安全提供了科学依据,以避免水资源的盲目开发。
随着鄱阳湖区枯水位出现时间提前和延长,加之仍然存在重经济效益、轻生态效益现象,导致采砂管理定点、定时、定船、定量、定功率等“五定”要求执行不够到位,影响了鄱阳湖水体安全,给生态保护带来压力。应通过减少作业采区、减少作业时间、减少作业船舶数量,严格采砂船舶准入,严格现场监管,严格控制年度采砂总量,总体上形成湖区采砂管理长效机制,将采砂活动对鄱阳湖水资源、水生态保护的影响降到最低限度。
当前,多数城市饮用水水源都较为单一,如果遇上连续干旱年、特殊干旱年及突发污染事故的发生,风险程度都是非常高。因此,应急饮用水水源和备用水源工程建设,是提高政府应对涉及公共危机的水源地突发事件的能力,维护社会稳定,保障公众生命健康和财产安全,促进社会全面、协调、可持续发展的必要措施。
应急水源是指具备应急供水水源和水量、水质符合要求,具备替代或置换应急饮用水的条件,可为保证应急供饮用水而挤占其他用水,工程应距离城市相对较近,方便取水,工程措施是应急性质的,应急水源的水量不能完全满足用水需要,而且时间上不可能长久。备用水源是指完全可以与第一水源相对应的水量与水质要求的水源,在突发性水污染事故发生时可以长期使用的水源。
目前,我国规划建设应急饮用水水源和备用水源工程主要针对人口20万以上、以地表水为饮用水水源的城市,应扩大到县级以上所有城镇。如九江市应急饮用水水源地为赛城湖,目前赛城湖水量、水质符合饮用水要求,湖容积49660万m3,拟建的取水工程主要有机组和配套设施、引水管道和配套设施等工程的新建,在97%来水量保证率下的工程预期效果供水量达2.520 m3/s,能满足应急水源的要求。备用水源初步确定为柘林水库,总库容79.2亿m3,为多年调节水库,不仅水量充足而且近年检测库区水质均优于Ⅱ类地表水标准。但是九江市县级城镇应急和备用水源还没有建立,希望相关部门给予重视。
加强对长江九江段、鄱阳湖枯水期的水量水质监测至关重要,可及时掌握水量水质状况,为工农业、生活用水提供可靠信息。在20世纪60年代鄱阳湖水为I类水,90年代为II类、III类水,目前鄱阳湖水已成为IV类水,所以,必须加强对鄱阳湖水质动态监测,及时通报湖区水质[5]。
同时,针对不同区域河流和重要湖泊开展藻类、叶绿素、浮游植物、底栖动物的监测,把水生态监测与研究作为水文部门水生态文明建设的重点。随着全球气温的升高,大气环流紊乱,影响水文的因素错综复杂;大量水利工程的兴建,破坏了河道水文的自然规律,如三峡水库建成后,长江中下游的江水变清了,对河势、冲涮等都带来影响。各地年度水量分配方案的制定需要水文部门预测来年的来水量,水文部门应加强降水、蒸发、径流、土壤墒情、水污染、大气环流、涉水工程对河湖水文情势影响的研究力度,找出水文变化规律,预测来年的水文情势,为政府应对枯水和干旱提供科学依据。
[1]吕兰军,王仕刚.三峡工程对鄱阳湖珍稀候鸟栖息地水位影响分析[J].人民长江,1991,(7):38-32.
[2]吕兰军.长江九江段、鄱阳湖水情分析及旱涝急转水文应对措施[J].水利发展研究,2011,(11):40-44.
[3]谭国良,郭生练,王 俊,吕孙云.鄱阳湖动态水位—面积—容积关系研究[J].中国水利水电科学研究院学报,2011(4):274-278.
[4]徐卫红,张双虎,蒋云钟,刘晓志.鄱阳湖区水资源安全问题分析[J].中国水利水电科学研究院学报,2011(4):274-278.
[5]吕兰军,江小青,韩建军.长江九江段入江排污口水环境质量调整与分析 [J].江西水利科技,2005(4):231-235.