我国河湖生态流量保障对策体系研究

2019-02-19 13:01张海滨
水利经济 2019年4期
关键词:河湖河流调度

张海滨,尹 鑫,2,李 伟

(1.南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏 南京 210029;2.武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北 武汉 430072)

生态流量是维系河湖生态功能、控制水资源开发强度的重要指标,是维系江河湖泊生态系统的基本要素。我国水资源紧缺且时空分布不均,水土资源不匹配,部分河流开发利用程度较高,经济社会用水大量挤占河流天然径流量,而众多的江河拦蓄工程则改变了河流的天然径流过程。加强河湖生态流量管理,事关水安全保障和生态文明建设的大局。因此,在满足经济社会发展需水的同时,制定与我国水情和国情相适应的河湖生态流量保障措施,全面系统地维系江河湖泊健康可持续发展所需的生态流量,已成为我国经济社会可持续发展的重要举措。本文在统筹考虑我国水资源禀赋差异大、供需矛盾突出等严峻形势和河湖健康保障的新要求基础上,以问题和管理需求为导向,从法规标准、管理运行、监测考核、科技支撑等方面构建系统性、支撑性、针对性、持续性的河湖生态流量保障对策体系。

1 我国河湖生态流量保障现状

我国江河湖泊众多,水生态保护需求多样,河湖生态流量保障具有显著的地域特征。受水资源禀赋条件与经济社会发展的双重影响,河湖生态流量保障不足的问题日益凸显。

a. 生态流量基本概念和内涵不统一,已成为我国系统开展科学规范的生态流量管理工作的重要制约因素。段红东等[1]认为,各行业技术标准应各取所需,生态需水量、生态环境需水量、生态基流、敏感生态需水、最小流量、最低生态水位等表达方式和内涵多样。张建永等[2]认为,生态需水包括河道生态基流、敏感生态需水、河道内最基本生态需水。赵钟楠等[3]从河湖生态流量评价的角度,剖析了生态流量保障中体系、标准、口径、流程不一致对生态流量保障工作的制约。总体上看,目前在法律法规、政策制度、规划标准等方面,生态流量的概念、内涵和表征指标仍然没有统一的认识,这不仅给政策制定和管理带来混乱,也对公众理解和执行产生较大影响。

b. 我国水资源禀赋条件对维持河流生态流量的客观条件相对不利。我国水资源时空分布严重不均,且与生产力布局不相匹配,导致河流生态流量的保障程度具有明显的区域差异性。大部分河川径流靠降水补给,季节变化较大,南方地区60%以上的降水集中在汛期,北方地区甚至超过70%。同时,气候变化引起的降水减少,下垫面变化引起的产汇流减少等,均导致北方地区河川径流总量衰减明显,进一步加剧了经济社会用水和河道内生态用水的矛盾,继而增大了河湖生态流量不足的风险。

c. 高强度人类活动导致经济社会发展规模超出水资源的承载能力,特别是以部分北方城市为代表的地区,经济社会用水挤占河道内生态用水严重。长期以来,我国经济和人口布局与水资源承载能力不相匹配。全国45%的人口、83%的煤炭、87%的石油、75%的天然气、47%的耕地资源分布在资源性缺水地区;657个建制城市中320个分布在资源性缺水地区。

d. 年调节和多年调节的水库以及中小河流上的水电站对河流生态流量影响巨大,致使河流生物敏感期的生态需水未能得到有效的保障,工程建设和调度运行方式的不合理是部分河湖生态流量不足的直接原因。

我国江河上建有水库97 895座,水电站46 696座(与水库有重复),河道节制闸55 133座,若不坚持生态优先的原则实施科学调度,势必对河流生态流量产生较大的不利影响。

e. 对维持河湖生态流量重要性的认识存在逐级递减的倾向,生态流量监测和管理能力薄弱。目前,河湖生态流量管理及监控尚缺乏具体的法律法规,对生态流量的认识和管理仍处于逐步深入的过程。实际工作中存在监管主体不明确,管理体制、机制不健全,及监测、监管薄弱等问题。部分地区监管责任制不到位,尚未将河流生态流量管理与河长制工作密切衔接,导致流域内河流生态流量不足问题得不到有效根治。

f. 生态流量法规政策和体制、机制建设严重滞后,与当前生态文明建设和国家治理能力现代化的需求不相匹配。目前,我国相关法律、法规明确了生态环境用水或生态用水的法律地位,但大多属于原则性规定,对生态流量的确定、保障、监督等相关责任主体及程序等均未做出安排,操作性不强,不利于指导各地贯彻执行。有关河湖生态流量管理的制度和措施相对分散,缺少专门的法规或政策性文件,未在制度层面形成完善的生态流量法规政策体系。

2 我国河湖生态流量保障总体思路

生态流量保障是系统性工程,要坚持应对水生态问题和满足水资源管理要求两种导向。总体来看,河湖生态水量保障对策措施必须坚持河流水系整体性,水资源、生态环境和经济社会协调性等,综合考虑水资源禀赋条件、开发利用状况与需求、生态环境保护要求等,按照需要与可能相结合,合理确定切实可行的生态流量保障对策。

a. 处理好人与自然的关系。生态流量保障对策应按照人与自然和谐相处的原则,既要保障人及经济社会发展的合理用水需求,又要维持河流水系的健康。对于人及经济社会不合理的行为和用水需求,应以流域和区域水资源水环境承载能力为控制上限进行调整和控制,全力保障河流水系维持基本廊道、基本形态、基本环境容量、基本栖息地等生态流量。

b. 尊重河流自然规律和水生生物生长特性。生态流量保障对策要从河流自然规律出发,尊重河流流量年际、年内的变化节律,综合考虑水生生物越冬场、产卵场和索饵场等不同要求,制定适宜的保障措施及实施过程。

c. 基于历史和现状探寻生态流量保障的可靠途径。生态流量保障对策要充分考虑河流水资源开发、人类居住点、经济社会格局等历史因素,合理确定河流生态保护的目标和水平。对于开发利用程度较高、人类活动影响剧烈的河流,应考虑现实情况,分步分期地制定生态流量的保障对策,逐步实现水资源-经济社会-生态环境的协同发展。

d. 注重生态流量保障措施的系统性和长效性。生态流量保障涉及面广,保障措施应从水生态系统出发,针对上下游、干支流、左右岸及岸上岸下系统施策。生态流量保障工作是一个长期的工作,要充分考虑各项对策措施的长效性。

e. 突出生态流量保障措施的适应性。人为确定的生态流量随着人们对水生态系统及其水生生物习性认识的加深而改变,生态流量各项保障对策要根据不同阶段、不同时期生态保护目标的情况,进行适应性调整。

3 我国河湖生态流量保障对策体系

河湖生态流量保障事关河湖生态系统健康,事关国家水安全保障,事关生态文明建设战略的实施和美丽中国战略目标的实现。我国现有水资源配置、保护、调度等国家重大规划中均对生态流量保障工作提出了明确的要求,相关研究和河流管理者也在不断地探索河湖生态流量保障方式。2010年国务院的《全国水资源综合规划》从水资源配置角度,对河湖生态用水保障提出了要求。2017年水利部的《全国水资源保护规划(2016—2030年)》提出了全国重要河湖、重要断面生态基流和敏感期生态用水的阈值。2016年水利部的《全国水中长期供求规划》提出建立与水资源承载能力相均衡的水土资源开发利用格局与方式,以实现水资源的可持续利用,维系良好的生态环境。王晓红等[4]提出在绿色水利水电工程规划中,要注重工程的绿色生态改造,建立闸坝联合调度、下泄生态流量监测预警、执法监管等保障对策。董哲仁等[5]通过对国外环境流的发展和应用总结,提出环境流要推行适应性管理策略。袁勇等[6]从河湖生态修复的角度,提出应从水源涵养与水土保持、生态补水、城乡节水等方面保障生态需水。王道席等[7]通过对黑河正义峡以下河段植被的生态需水规律和尾闾东居延海适应水量的研究,提出对正义峡应采用春季集中调度、适时洪水调度、秋季3个月连调的生态水量调度模式。

河湖生态流量保障是一项涉及多部门、多领域、多环节的复杂、综合性工作,必须综合、系统、长期施策,才能从根本上实现生态环境与经济社会之间的协同发展。

3.1 构建完善的法规标准保障体系

a. 推动建立系统完整的行业标准,统一内涵和认识。对于我国,河湖生态流量的管理工作是一项较新的工作,各级、各部门对生态流量的概念和内涵认识不统一,界定生态流量的要求不统一,现有的行业技术标准也不一致。各部门在生态流量研究中,多以自身工作需求为出发点,技术方法自成一体,部门间交流沟通不够,与生态流量工作跨学科、跨行业的特点不相符。即便是水利行业标准,推荐的生态流量计算也是方法繁多,针对性不强,各种方法计算结果不一,给实际应用带来了困难。建议加强河湖生态流量的基础性研究,在系统梳理分析国内外现有生态流量基本概念的基础上,进一步深化研究并提出能够达成共识的河湖生态流量的概念和内涵。针对不同地区的气候、地理、地貌特点,不同的河流特点,河流生态系统特点和保护对象、生物生长敏感时期等,加强基础理论和计算方法研究,结合应用实际,使行业技术标准更加简洁、准确、实用,以指导全国河湖生态流量确定,为河湖生态流量的管理工作提供坚实的科学基础。

b. 构建完善的法规政策,把河湖生态流量工作纳入依法保障的范围。通过对国内外,特别是国外的案例调查梳理,发现生态流量实施成功的关键是转变生态价值观,将河湖水系作为合法的水量使用者,在法律层面予以明确和保护,聚焦重点,在水资源管理、濒危物种保护、工程运行等方面加强政策法规的支持性。由于河湖生态流量管理工作是一项长期的工作,必须推进其法制化建设,从法律的角度明确河湖生态流量中各参与方的职责和权利,依法确定生态流量管理的责任主体、管理内容、各级各部门的沟通协调机制、监督考核机制、奖惩机制等;依法确定生态流量保障规划的法律地位,确保生态流量保障规划与流域、区域规划之间的协调衔接。对水量统一调度、用水总量控制、监督管理、生态流量保障、生态流量泄放和监测设施设置、监督考核、法律责任等做出相关规定。考虑到当前生态流量保障形势的严峻性,应加快出台国家层面的相关指导性意见,明确各级河流生态流量保障的责任主体,确定工作目标,落实工作任务,规范技术方法,健全工作机制,以指导全国开展河湖生态流量保障工作。

3.2 建立完备的管理运行保障体系

a. 推动河湖生态流量保障的分级管理,明确各级部门对河湖生态流量保障的职责。河湖生态流量管理工作不仅涉及长江、黄河等大江大河,也涵盖了大量的中小河流。根据河湖流域跨行政区特征以及生态流量对区域乃至全国生态环境的影响程度,结合政府机构改革和事权划分改革,建立分级负责的河湖生态流量保障事权责任体制,明确中央,流域机构,省、地、县各级政府部门对河湖生态流量的责任,形成上下齐心、全民共抓河湖生态流量保障的局面。

b. 把河湖生态流量保障放在首要位置,加强流域水资源统一配置。对于不同的河流,需有针对性地考虑生态流量的要求,因地制宜地进行流域水资源统一配置。如瑞典的小水电,水电开发程度很低的河流,对生态流量不做要求,但水电开发程度高的河流,明确规定了生态流量的要求。应将河湖生态流量纳入流域、区域水资源统一配置,科学制定流域、区域水资源配置方案,合理规划建设跨流域、跨区域引调水工程。以水资源承载能力为基础,充分考虑重要河流控制断面生态流量目标,继续推进江河流域水量分配工作;对水资源在经济社会系统和生态环境系统之间、不同流域和区域之间进行合理调配,逐步退减被挤占的河道内生态环境用水和超采的地下水。针对海河流域等水资源天然禀赋严重不足引起河道生态缺水问题突出的地区,以优先保障河道内生态用水,重点保障湿地生态水面为目标,统筹考虑当地水、外调水、非常规水等多种配置水源,合理配置生态水量;在常规水量配置手段无法满足生态用水的情况下,对重点恢复和保障目标,要开展应急补(调)水,努力将其恢复为有水的河、绿色的河、清洁的河。

c. 推动水资源调度的信息化和智慧化,提高水资源综合统一调度的精细化水平。提高经济社会用水与河湖生态流量之间的适应性管理水平和能力,充分发挥新技术在生态流量管理和调度中的作用。大力推进创新发展,加大大数据、云计算、互联网+、人工智能在流域水资源统一调度中的应用,根据流域综合治理保护目标和江河水量分配方案,在满足防洪安全的前提下,科学制订流域水资源调度方案、应急调度预案和水工程调度管理办法,不断完善流域水量调度方案体系。把河湖生态流量作为水量调度方案的重要约束指标,纳入水量调度管理要求。健全流域统一调度和分级调度责任体系,进一步强化区域水资源调度服从流域水资源统一调度,水力发电、供水、航运等调度服从水资源统一调度,解决长江流域等由于上游水电站调峰运行导致下游生态流量不足的问题。建议选取年调节和多年调节的水库且生态系统功能近期能够改善或恢复的河流,开展智慧水库管理调度试点,运用信息化新技术,建立或升级完善水库智能化调度功能,综合分析防洪抗旱、生产生活供水、灌溉、发电和生态等方面的要求,提高水库来水预报、水库安全状况评价、经济社会供水需求分析、下游河流生态需水分析等方面的能力和水平,更加科学精准地调度水库水量,安排好生活、生产、生态用水,提高水库下游河流生态流量保障程度。

d. 完善河湖生态流量配套设施的建设与运行管理,提高涉水工程生态流量保障能力。对新建水库、水电站、引水闸坝等拦河建筑物,要深化前期论证,充分考虑河湖生态环境保护要求,尽可能减少对水文情势、河流形态和生物生境的影响。统筹考虑生活、河道生态环境用水和生产需求,加强水文情势和生态状况调查评价,科学确定涉水工程生态流量保障目标和过程要求。对水资源开发规模不合理、取水布局和方式不合理、无生态流量保障措施的项目,不予核准或批准立项。新建涉水工程按照审查审批要求,将生态流量泄放设施、监控设施及投资纳入工程建设,与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用;已建涉水工程,尚未按要求建设生态流量泄放和监控设施的,严格取水许可管理,停止取用水并限期整改;建设年代较早且无生态流量泄放要求的,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;对生态影响较大且无法实施改造的,逐步关停或退出。将生态流量保障增列为涉水工程调度目标,与防洪、供水、发电并重,调整调度规程,针对不同保障目标,分级分类提出河流生态流量调度和管理规程。有条件的地方开展智慧水库管理调度试点,提高水资源调度精细化水平,尽力保障下游生态流量刚性约束指标要求。

e. 建立完善的河湖生态流量生态补偿机制。由于历史局限,大量建于20世纪的小型水电站未建设生态流量泄放设施,导致部分水电站发电用水和环境用水存在冲突。随着社会对河流生态系统服务功能要求不断提高,浙江、福建等省着手对现有小型水电站实施改造、限制、退出的政策,明确生态流量标准,建立生态流量放流制度,同时在补偿政策方面进行了积极探索。这是一个社会生态效益和企业发电效益双赢的政策,值得广泛推广。但考虑到全国需要改造、限制、退出的小型水电站数量众多,如不能调动企业积极性,单靠政府补贴势必大幅度增加财政负担,因此建议研究综合补偿政策。如,政府通过帮助解决小型水电站电价不落实、发电上网难等问题,实行改造、限制前后的差别电价,使企业泄放生态流量得到补偿。对主动退出的电站给予适当补偿等政策,调动小水电企业走绿色发展道路的积极性。

3.3 构建系统的监测考核保障体系

a. 推动河湖生态流量监测预警体系的建设。实施长期监测和评估是生态流量管理必须开展的工作。从国外相关生态流量保障的案例来看,生态流量管理成功的流域均是经过了20~40年不等的长时间监测评估,不断修正生态流量过程才取得成功。如美国的持续性河流计划花了15年时间、南非花了31年才达成目标,英国的肯尼特河花了27年。因此,我国需加快构建系统的河湖生态流量监测预警体系,加快河流重要控制断面及跨行政区断面监测站点建设,完善河湖生态流量监测站网,实现重要断面、省界断面生态流量监测全覆盖,重点加强平、枯水期流量监测能力,提高小流量测验精度。水库、水电站、闸坝等各类涉水工程管理单位,限期完善水文监测和实时监控设施,对口门引提水、闸门启闭等实现在线监控。加强流域、区域生态流量信息的及时报送,提高生态流量监测的针对性和实效性,逐步实现监测图像、数据的实时报送。将河流生态流量监测数据纳入全国水资源信息管理系统,建立监测预警平台,实现数据共享和动态更新,逐步建立河湖生态流量监测预警信息发布机制。

b. 完善河湖生态流量保障监督考核制度。将河湖生态流量监管作为各级政府最严格水资源管理和河长制、湖长制工作的重要内容,将河湖生态流量满足程度作为考核的核心指标,进一步强化河湖生态流量保障在最严格水资源管理制度和河长制、湖长制工作中的地位,强化地方各级政府责任,严格考核评价和监督,逐级传递压力,形成齐抓共管的良好局面。明确生态流量监管要求,以及主管部门和其他相关单位职责,加强跨区域、跨部门联动机制建设,建立基于多目标管理的生态流量保障长效机制。加强监督管理和责任追究制度建设,研究出台行政区域和涉水工程生态流量保障考评制度。积极探索建立生态流量保障公众参与机制,提高生态流量工作的公众参与及监督管理水平。

3.4 构建长效的科技支撑保障体系

由于人类活动和气候变化的影响,水资源可利用量的不确定性增加,生态流量保障实践面临着挑战。应加快推进河流生态流量机理研究、湿地生态水量研究、季节性河流生态流量目标研究、生态流量调度和汛限水位的关系研究、闸坝生态流量调度关键技术研究、黄河水沙情势变化基础

研究、黄河干流和重要支流功能性不断流调度指标研究、黄河水量多目标调控的水资源综合调度关键技术研究、黄河干流骨干工程调度措施研究、太湖水生高等植被生长与太湖水位的关系研究、水利水电工程精细化调度管理关键技术研究等重大理论技术研究,为生态流量保障工作提供理论支撑。

4 结 论

a. 我国生态流量的保障工作仍处于起步探索阶段,各部门、各行业对生态流量的认识还存在一定的差异,从国家层面开展顶层设计和制度设计,统一认识,形成合力,是我国系统开展生态流量工作的基础。

b. 生态流量的保障工作是一项长期的工作,不能一蹴而就,需要实施探索、监测反馈、调整适应,通过数十年的持续工作,寻找与生态系统相适应的生态流量过程,最后才能达到生态流量保障工作的效果。

c. 生态流量的保障工作需要因地制宜、因河施策,保障工作必须符合河流的天然特性和自然规律,工程措施和非工程措施需有机结合,切忌一刀切,要突出保障措施的适应性和可操作性。

d. 生态流量的保障工作需要利益相关者与公众的共同参与,科学合理协调生活、生产、生态用水,因地制宜地建设生态流量保障对策措施。

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