烟台市河道生态基流分析及保障措施

王 燕 毕彩霞 王增凯

烟台市河道生态基流分析及保障措施

王 燕 毕彩霞 王增凯

山东省烟台市是一个水资源严重缺乏的城市。近几年来，受持续干旱和人类活动的影响，烟台市域产流条件和地下水补给条件都发生了很大的变化，各河道断面实际来水量（包括地下径流和地表径流）显著减少，河流断流、水库塘坝干涸，生态需水严重不足。污染严重，水质恶化，河段水体功能无法满足，污染和生态基流保障已经到了非解决不可的地步。

一、烟台河流水系概况

烟台市域内河网较发育，中小河流众多，主要河流以横亘东西的昆嵛山、牙山、艾山、罗山、大泽山为主体的“胶东屋脊”为分水岭，南北分流入海。向南流入黄海的有东五龙河、留格河及流经青岛入海的大沽河向东北流入黄海的有大沽夹河、辛安河；向西北流入渤海的有黄水河、界河、王河。其特点是：河床比降大，源短流急，暴涨暴落，属季风雨源型河流。长度在5km以上河流121条，其中流域面积300km2以上的有大沽夹河、东五龙河、黄水河、辛安河、留格河、界河、王河及大沽河等15条；流域面积200km2以上的有沁水河、黄垒河、外夹河、广汉河、辛安河、蚬河、黄水河等共23条，流域面积大于100km2的有46条河，大于50km2的有96条。

烟台市人均、亩均水资源量约为全国人均、亩均水平的1/5左右，仅为世界平均水平的1/20左右。属水资源缺乏地区。全市多年平均降水量687.9mm，多年平均地表水资源量为247800万m3。

二、河道生态基流分析

1.河道生态基流的概念

河道生态基流是指维持河流基本形态和基本生态功能，保证水生态系统基本功能正常运转的最小流量。

对于一条常年性河流，具有流动的足够的水量是维持河道生态环境功能的最基本条件，如果发生河流断流，原有的水生环境遭受到严重破坏，即使再次复水，河道系统也很难恢复到原来的水生生态系统，甚至一些本地特有的物种将从此灭绝。因此，为了防止河道萎缩或断流，维持河道基本的生态环境功能，河道中常年都应该保持一定比例的基本流量。河道生态基流的概念是基于此而提出。

2.河道生态基流量的计算

蒙大拿法（Montana）法是计算河道生态基流量最常用的方法之一。Montana法是由美国Don Tennant于1976年首次提出，开始应用于美国中西部。通过12个栖息地河道流量与栖息地质量关系的研究，经多次改进，现被美国16个州采用。蒙大拿法确定的河道内最小生态流量是以测站的年平均天然流量百分率表示，如以天然流量的10%为标准确定的生态流量，表示可以维持河道生物栖息地生存。

本文选用了烟台市三大河道水文控制站实测径流资料进行了逐月还原计算，提出历年逐月的天然径流量系列，再累加逐月得出年径流量。取年平均天然径流量的10%作为生态基流量。

径流还原计算采用分项调查分析法，以历年水文实测资料和水文调查系列资料成果为依据，应用下列水量平衡方程式进行还原计算：

W天=W实测+W农耗+W工业+W生活±W蓄±W引水±W分洪±W其他

式中：W天—还原后的天然径流量；

W实测—水文站实测径流量；

W农耗—农业灌溉耗损量；

W工业—工业用水耗损量；

W生活—城镇生活用水耗损量；

W蓄—水库蓄水变量，增加为正，减少为负；

W引水—跨流域（或跨区间）引水量，引出为正，引入为负；

W分洪—河道分洪决口水量，分出为正，分入为负；

W其他—其他还原项，根据各站具体情况而定。

选定了烟台市三大水文控制站团旺站、福山站、臧家庄站进行天然年径流量计算并取10%作为生态基流量。三大水文控制站名称与计算成果见表1。

三、河道水环境存在的问题

1.河道生态基流严重不足

烟台近几年，有效降雨偏少，旱情严重。2014年、2015年、2016年降水量分别为 572.7mm、555.3mm、557.6mm，分别较多年平均降水量（1955～2015年系列687.9mm）偏少16.7%、19.3%、18.9%。连续三年降水量为多年平均降水量的80%左右，致使烟台市2016年小型蓄水工程基本干枯，大中型水库蓄水量也急剧下降。2016年烟台市三座大型水库全年总来水量仅为1233万方。2016年大部分河道全年无径流量。选出烟台市三大主要河道水文站2015年、2016年径流量及近六年平均径流量与长系列（1956～2010年）多年平均天然径流量的比较见表2。

表1 三大控制站生态基流量计算表

由表2可见，三大主要河道控制站近六年径流量均值占55年系列天然年径流量均值（平水年）在48.6%～107.9%之间。近六年的径流量均值与长系列年径流量均值比较情况，除了臧格庄站接近平水年外，团旺站和福山站都有大幅度减少。2015年、2016年由于天气干旱和人类活动影响，臧格庄的年径流量占平水年的一半左右，团旺的2016年年径流量占平水年百分比不足10%，福山站2016年出现断流。河道基流量严重不足，生态环境用水得不到保障。

表2 烟台市三大主要河道水文站径流量2015年、2016年及近六年径流量均值与长系列（1956～2010年）多年平均天然径流量的比较表

2.河道水污染问题亟待解决

烟台近几年由于旱情严重，过度开发利用水资源，在主要河道上修建多处拦河闸坝,河道基本没有生态基流，已不能简单称之为河流，径流被高度人工控制，枯水季节,往往一潭死水；洪水季节，污水倾泻，易发污染事故。根据烟台地表水评价报告（2010年为水质评价基准年）得知：全年期水质超标河段河长为302.2km，超标比例为31.5%。其中，四类水质河段河长为118.2km，比例为12.3%；五类水质河段河长为33.2km，比例为3.50%；劣五类水质河段河长为197.6km，比例为20.6%。部分河流污染、水质恶化，危及人体、水生物健康，影响经济社会发展。

四、保障措施

1.水资源合理利用和节约

烟台近几年持续干旱，导致多条河流断流、水库塘坝干涸，无法保证河道生态基流量。为了增加河道生态基流量，改善河道生态环境，促进水资源可持续利用，必须强调水资源的合理利用和节约，实行水资源消耗总量和强度“双控”，提高水资源的利用率。

烟台市农业灌溉是用水大户，所以农业灌溉节水潜力巨大，必须采取相应的节水措施，如滴喷灌、加强灌排渠系等水工建筑物的修复等措施，提高灌溉水利用系数，提高农业用水利用率，节约有限的水资源。工业用水是城市用水重要组成部分，工业节水是城市节水的重点。城市生活节水以及城镇污水资源化也可以有效减少向河道的排污量，改善生态环境质量，而且还可以弥补水资源的短缺，节约宝贵的清水资源，解决河道生态基流不足。

2.河道上下游联合调度，合理利用

烟台属于沿海丘陵地区，由于气候因素、自然条件制约，降水产生径流大部分都汇入大海，为了解决缺水问题，当地曾在多条河流上修建拦河闸坝蓄水，提高了洪水资源的利用率，但各地水资源利用上各自为政，缺乏统一调度，无序开发，致部分河段干涸无水。基于烟台市雨洪资源利用率低这一现实，必须采取统一管理、合理调度或跨流域调度，连通河库水系。通过河流水系自然连通与人工连通相结合、水利拦（调）蓄工程相连通等措施，构建全市范围内的流域生态水网体系，增加河流生态基流量。

3.加强生态建设，涵养地下水源，增加河流生态基流

通过退耕还林、植树造林等水保措施，加强水生态保护，从流域上游着手，加强水源涵养，如在流域上游建设自然保护区、生态保护区、风景名胜区、森林公园等，系统整治河库流域，有效利用雨水资源，政府考核不再片面追求GDP，而在生态建设方面加强考核力度，烟台市的生态环境才可能得到改善，从而改善河流水生态环境。

4.加强法律法规的学习,控制用水总量,加强“河长制”的落实，维护水生态，保障河道基流量

健全水生态文明法制体系，实施水生态红线管理，建立系统完整的水生态文明制度体系，从源头保护水资源和水生态；控制用水总量，逐步退还挤占的河道内生态环境用水和超采的地下水，确定河道主要控制断面及区域地下水系统的生态水量标准和地下水的合理水位，限采压采地下水；加强“河长制”的落实，保护水资源，防治水污染，维护水生态，保障河道基流量。

五、结论

通过分析烟台河道生态基流量，发现河道水环境存在的问题，提出了解决问题的措施和建议，强化水资源合理利用和节约以及河道上下游联合调度和合理利用，加强生态建设，加强“河长制”的落实，为水资源可持续利用，促进社会经济发展和河道生态基流保障共同努力■

（作者单位：山东省烟台市水文局264001）