辽宁省浑河干流基本生态需水研究初探

陈艳丽

(辽宁省水利水电勘测设计研究院有限责任公司，辽宁 沈阳 000000)

河湖基本生态需水是河湖生态环境需水要求的下限，是维持河湖给定的生态环境保护目标所对应的生态环境功能不丧失的重要表征指标，生态基流则是其年内需水过程的最小值，是用于维持河流基本形态和基本生态功能的河道内最小流量。

河湖生态环境保护目标是指需要维系的河湖生态环境功能，一般包括维持河湖形态、生物栖息地、自净、输沙、景观、河口防潮压咸及其他生态环境功能等。河流基本生态功能主要为防止河道断流、避免河流水生生物群落遭受到无法恢复的破坏以及维持水体自净、保护水域使用功能。

目前国内外河道生态需水的计算方法大致可以分为六类，①历史流量法；②水力定额法；③栖息地定额法；④整体分析法；⑤最枯月流量保证率法；⑥多年平均径流量法。至今已有多名学者采用各种方法对浑河流域生态需水进行计算，但北方河流具有冰封期较长，年内径流分布极不均衡等特点，因此其生态需水的计算也应根据其特点进行特殊分析研究。

1 浑河概况

1.1 流域概况

浑河发源于辽宁省抚顺市清原县弯甸子乡境内的长白山支脉滚马岭，自东向西流经抚顺、沈阳、辽阳、鞍山、营口等5个地区，与太子河汇流成大辽河，经营口注入渤海，流域面积11481km2，主要支流有苏子河、社河、东洲河、蒲河等。浑河流域跨东经112°20′～120°15′，北纬41°00′～42°15′，流域南部与太子河流域相邻，北面与辽河干流、清河、柴河、泛河流域接壤，东部以龙岗山脉与鸭绿江流域及松花江流域分界。流域水系与水文测站分布见图1。

1.2 径流

浑河干流现有水文站6处，分别为干流北口前、大伙房、沈阳、抚顺、黄腊坨、邢家窝棚，主要水文站52年平均天然径流成果见表1。

表1 浑河干流主要站年径流成果表(1956—2007系列)

大伙房站多年平均天然年径流量15.48亿m3，年径流深284.7mm。大伙房水库最大年径流量41.43亿m3(1995年)，最小年径流量6.23亿m3(1989年)，最大与最小年径流比值为6.65。52年间出现了3个较大枯水段，分别为1975—1984年、1987—1994年、1996—2004年。

从多年平均径流量年内分配看，各站径流的年内分配极不均匀，7、8两月进入主汛期，来水量占全年来水量的50%以上，占比较大，12月—次年2月进入枯水期，来水量不足全年来水量的5%，占比较少。

图1 浑河流域水系与水文测站分布图

1.3 闸坝现状

大伙房水库下游抚顺及沈阳城区段建有水闸及橡胶坝共20余处。闸坝工程的主要功能为城市景观、灌溉引水闸等。

1.4 水生生态

(1)鱼类

浑河干流常见鱼类10科39种，主要是鲤科鱼类，有27种，占总数的73.0%，其次鳅科和鲶科各2种，分别占5.4%，其余七腮鳗科、鮠科、鳗鲡科、鳢科、合鳃科和鮨科各1种，分别占2.7%。受浑河开发利用程度较高及水质污染的影响，下游河段鱼类分布很少或几乎消失。经调查，浑河干流无珍稀保护鱼类分布。仅在浑河中上游干流的河滩、水草等区域，分布有产粘性卵鱼等土著鱼类产卵场。

(2)重要湿地

浑河辽阳段湿地于2012年被列入辽宁省重要湿地(第一批)。浑河为辽阳市与沈阳市界河，浑河辽阳段湿地位于两市之间，浑河辽阳段湿地总面积3421.80hm2，其中湿地资源面积3287.58hm2，占重要湿地面积的96.08%；湿地斑块数量4个。分属河流湿地类的永久性河流、洪泛平原2个湿地型。

湿地野生动物种类有66种，其中鸟纲16种、两栖纲7种、鱼纲43种。鸟纲以雁形目为主，常见鸟类有赤麻鸭、斑嘴鸭、苍鹭、夜鹭等。湿地野生植物主要分布有259种，隶属58科155属，优势种有水葱、狼尾草、早熟禾等。

2 历次审批的生态流量

大伙房水库建于20世纪50年代，建设年代较早，原设计中没有下游河道生态和环境供水任务。

在2006年批复的《大伙房水库输水(二期)工程初步设计报告》中，考虑坝下河段不断流，并维持一定的水环境自净能力，参照GB 3839—83《制定地方水污染物排放标准的技术原则与方法》的相关要求，确定浑河抚顺、沈阳两市环境流量按大伙房水库天然最枯月(2月份)90%保证率平均流量1.38m3/s考虑，由大伙房水库供给1430万m3，环境放流时间为11月中旬—次年3月上旬共120天。

3 本次基本生态水量下泄方案

根据近期全国水利厅局长会议《关于加强江河湖泊生态水量保障工作的指导意见》的文件，生态流量制定相关要求如下。

落实涉水工程生态水量保障措施。对建设年代较早且无生态流量泄放要求的涉水工程，要分期分批合理核定生态流量下泄要求，逐步推进生态化改造。

因河施策保障河湖生态水量。对东北地区，重点通过种植结构调整、水资源合理调配、水库闸坝联合调度等措施，保障农业用水高峰期等关键期河流生态流量和重要湿地生态用水要求。

确定浑河干流各断面基本生态水量下泄方案如下：

(1)11月—次年2月冰封期生态流量

浑河属于北方河流，冬季河流冰封期长达4个月，大伙房水库坝下河流断面宽约470m，若水库冬季放流，水流在宽阔河槽内短时间内即结冰，河道无法形成下泄水流。另外大伙房下游城市段利用拦河闸坝形成的冰面设置多处滑冰娱乐场地，不能形成全河过水通道，且水库放流还存在安全隐患，水库放流达不到预期生态效果。因此，确定大伙房水库冬季11—2月份冰封期间，不再考虑下泄生态流量。

(2)5—6月，考虑鱼类生境需水，按多年平均流量的10%计

目前，浑河鱼类主要以鲤科和鳅科等土著鱼类为主，未发现重要水生态保护目标。上述鱼类在东北地区的产卵期多为5—6月，产卵期一般持续2个月左右，产卵敏感期水量宜适当加大，以满足鱼类产卵生境所需水量。

参照环境保护部《水电水利建设项目河道生态用水、低温水和过鱼设施环境影响评价技术指南》(试行)中推荐的Tennant法，河道中保护鱼类等需维持的流量状况。考虑浑河干流水资源开发利用程度较高、水资源供需矛盾较突出、且水库建成年代久等因素，为避免对水库原有用水户造成较大影响，本次鱼类生态敏感期(5—6月)需水按多年平均流量的10%计。

(3)汛期下泄生态水量按多年平均径流量的10%计算

7月、8月为汛期，下游各支流来水较多，由于没有特殊生态需水任务要求，水库下泄生态水量按多年平均径流量的10%计。

(4)其它月份

其余月份，考虑到流域控制性蓄水工程承担的供水任务及水资源状况，为保障河道下游生态基流，生态流量按最枯月90%保证率计。

目前在浑河干流分布的生态保护目标为浑河辽阳段湿地，该湿地为河流型湿地，本方案已考虑了河流基本生态及水质自净需水，上游来水可基本满足该湿地生态用水的水量要求，不再重复计列。

浑河干流各月生态需水量见表2。

表2 浑河干流主要断面生态需水量表

4 生态用水调度方案

(1)大伙房水库供水任务重，增加生态供水任务需依靠增加外调水解决

大伙房水库承担着中部城市群城市生活与工业、下游水田灌溉供水任务，供水保证率要求高，供水压力大。大伙房水库原设计中没有下游河道生态和环境供水任务，在批复的大伙房水库输水工程设计中，考虑坝下河段不断流，并维持一定的水环境自净能力，确定浑河抚顺、沈阳两市环境流量按大伙房水库天然最枯月90%保证率平均流量1.38m3/s考虑，由大伙房水库供给0.14亿m3，环境放流时间为11月中旬—3月上旬共120天。在此基础上增加生态供水任务，需依靠增加外调水解决。

(2)结冰期不考虑下游生态供水，非结冰期通过水库集中短时段放流的形式提供生态水量

结合大伙房水库实际运行经验，长时段不间断小流量放流对下游生态环境改善功能有限。并且考虑到浑河结冰期长，大伙房水库坝下仅2km就有章党河汇入，7.3km有东洲河汇入，两条河在冬季都有一定流量，考虑浑河实际情况，冰封期不需要下泄生态水量。若水库冬季放流，水流在冰面上短时间内即结冰，且冰层下水流空间狭小，拦河闸坝导致无完整全河过水通道，水流流动性差，水库放流达不到预期效果。因此在结冰期不考虑下游的生态供水，生态水量在浑河冰面融化的3、4月份和结冰前的9、10月份集中提供。

(3)大伙房水库改变了浑河水文过程并提供了一定的生态水量

大伙房水库建库后，由于水库可以进行调蓄，枯水期放流增加，丰水期放流减少；年低流量脉冲次数增加，持续时间减少，高流量脉冲次数减少，持续时间略有增加，总体水文过程较建库前趋于平稳。

(4)大伙房水库坝下至浑河闸区间，由于梯级闸坝挡水，连续水面已经形成，水体自净能力较闸坝建设前明显增强。推荐方案下只考虑大伙房水库控制断面生态用水，下游沈阳、邢家窝棚断面除个别月份保证率低，生态用水基本可以得到满足。

5 结论及建议

综上，大伙房水库建于50年代，当时设计中未考虑生态流量，现通过联合调度，基本满足农业用水高峰期等关键期河流生态流量和重要湿地生态用水要求，下一步将结合全国生态流量试点成果，分期合理核定生态流量下泄要求。