宁夏清水河流域生态水量确定及保障措施浅析

和志国，张 华，暴路敏，王化儒

（1.宁夏回族自治区水文水资源勘测局，750011，银川；2.黄河水资源保护科学研究院，450004，郑州）

河湖生态水量是水资源开发利用中的重要约束性指标，保障河流湖泊生态水量是实现水资源可持续利用的前提和基础。《中华人民共和国水法》《中华人民共和国水污染防治法》《水污染防治行动计划》都提出了“开发、利用、调节、调度水资源时，统筹兼顾，维持江河的合理流量和湖泊、水库以及地下水体的合理水位，强化水资源管理和生态用水保障，维护河湖生态健康”。在新时代治水思路下，生态水量在区域水资源管理和保护中越来越重要。

一、流域水资源状况

清水河是宁夏境内直入黄河的第一大支流，发源于固原市开城乡黑刺沟脑，流经固原、海原、同心、中宁4县，在中宁县泉眼山汇入黄河，全长320km，宁夏境内流域面积13511km2。清水河流域多年平均地表水资源量17404万 m3，地下水资源量5938万m3，水资源总量20 378万m3。清水河由上而下设有原州、韩府湾、泉眼山3处水文站，多年平均降水量335 mm，多年平均水面蒸发量1 272 mm，干旱指数为3.8，属于干旱半干旱区。河流含沙量高，输沙模数自上游到下游在2 000～9 000 t/km2之间变化。

清水河流域径流年内分配不均，来水主要集中于汛期（6—9月份），占全年径流量的70%左右；年际变化大，在20世纪60年代后期至70年代初期出现过连续丰水期；90年代后期至今，由于降水量不断减少，径流呈减少趋势，出现连续枯水年份，特别是2003年以后来水量锐减，属于连续特枯年份。泉眼山水文站断面受农田灌溉退水增加的影响，丰平枯变化趋势较上游区域有一定差别，但近年总体也呈枯水年份态势，特别是2003—2012年出现连续10年的特枯水期，客观的天然条件对清水河的生态流量保障不利。

清水河流域地表径流主要来源于大气降水，径流的空间分布趋势与降水大体一致，由南向北逐渐减小，变化幅度相差较大。径流的季节变化与降水的季节变化关系十分密切。由于70%的降水集中在汛期6—9月，径流主要集中在汛期。冬季（11月—次年3月）降水较少，径流主要靠地下水补给。清水河流域人类活动影响水量占天然来水比重较大，达40%以上，主要集中在农业灌溉用水、水库淤积和蓄水后增加的蒸发损失、水库全年的蓄变量以及固海和固海扩灌工程扬黄灌溉水的回归水。20世纪70年代后大量兴建水库，农业灌溉用水增加，导致了实测径流量显著降低。

清水河流域取水用于农业、工业和城乡居民生活用水。近10年平均用水量7 100万m3，其中地表水2 300万m3，地下水4 800万m3，地表水资源平均开发率为13%，地下水开采率相对较高，10年平均开采率约80%。

二、流域生态环境状况

1.水资源问题突出，量少质差

流域大部分区域地处宁夏中部干旱风沙区，干旱少雨，蒸发强烈，天然径流量较小，泉眼山断面多年平均径流量仅为18 822万m3，且时空分布不均，主要集中在汛期。清水河流域地表水本底问题突出，矿化度和硬度均较高，水质现状较差。

2.区域植被稀疏，水土流失严重

区域气候干旱，水蚀、风蚀交错，植被稀疏，沙化土地广布，生态十分脆弱，水土流失面积占流域总面积的70%，流域的土壤平均侵蚀模数为5 180 t/km2。受水土流失影响，水库淤积严重，对河流生态功能及其连通性产生一定影响。

3.下游农灌退水污染较严重，影响入黄水质

随着下游引黄、扬黄灌区规模的扩大，清水河下游农灌退水随之增加，多年平均灌溉回归水约0.4亿m3，占实测年径流量的25%左右，灌溉退水水质较差，一定程度上影响了清水河入黄水质，对河流生态功能的发挥有一定影响。

三、区域功能定位和保护要求

清水河从南到北穿越宁夏南部黄土丘陵区和中部干旱风沙区，流域大部分区域位于中部干旱风沙区。清水河流域在国家、流域和自治区层面功能定位见表1，主要为重点生态功能区域和旱作节水农业区，保护清水河河流基本生态功能，维持河道水流连续性，确保河道不断流，是目前区域生态环境保护的主要目标。

四、生态水量的分析确定

1.生态水量计算

生态环境需水是指将生态系统结构、功能和生态过程维持在一定水平所需要的水量，指一定生态保护目标对应的水生态系统对水量的需求，包括生态基流、敏感期生态需水量、不同时段生态需水量和全年生态需水量等指标。清水河生态需水量是河流基本自然功能维持所需水量，具有自然属性；而生态水量又是河流自然功能和社会功能得到均衡发挥所需水量，具有自然属性和社会属性，其生态流量取决于如何平衡环境、经济、社会与河湖水资源利用的关系。

相关技术要求和规范中，生态基流计算方法主要有Tennant法、90%保证率法、近10年最枯月流量法、流量历时曲线法、湿周法、7Q10法。

对北方地区，基本生态环境需水量应分非汛期、汛期和冰冻期三个时期分别确定，一般情况下，非汛期基本生态环境需水量应不低于多年平均天然径流量的10%，汛期基本生态环境需水量可按多年平均天然径流量的20%～30%确定。非汛期基本生态环境需水量必须能够满足水质达标对流量的要求。考虑清水河流域年内径流特点及水资源开发利用情况，采用不同时段多年实测和天然流量的10%～20%作为生态水量。

泉眼山水文站是清水河流域的入河口站，是国控监测断面，本文以该断面为例，采用不同方法计算清水河生态基流和基本生态环境需水量（见表 2、表 3）。

由表2、表3可以看出，不同方法计算时，生态流量和基本生态水量的差别较大，其中生态流量中QP法的计算结果最小，频率曲线法计算结果最大，Tennant法计算结果居中。基本生态水量中Tennant法和频率曲线法计算结果基本接近。

2.推荐采用生态水量

在上述河道生态环境需水不同方法计算的基础上，结合全国第三次水资源评价成果以及参考《河湖生态环境需水计算规范》，清水河基本生态环境需水量与地表水资源量比例确定为10%～25%；已批复的《黄河流域综合规划》确定清水河干流泉眼山断面多年平均下泄水量不低于0.9亿m3，入黄口水质目标为Ⅳ类；《清水河流域综合规划》按照各河道多年平均径流量的10%估算，清水河河道内生态需水量 0.189 亿 m3（1956—2000 年）。清水河流域相关成果中都对生态水量进行过分析。

按照生态优先理念，基本保障常年有水的河段河道不断流。在此基础上，维护河流基本生态功能，统筹协调供水、防洪与生态的关系，确保防洪安全和人饮安全，协调经济社会发展与生态环境保护的关系，优先保障河湖基本生态功能维持用水；整体考虑规划符合性，充分考虑生态水量与国家及流域规划的符合性、与区域规划的协调性、生态水量的自然属性和社会属性之间的协调性，以及区域水资源条件、水资源配置实现的可能性，提出清水河流域生态水量指标包括生态基流和汛期、非汛期、冰冻期生态水量，见表4。

表1 清水河流域涉及的相关规划功能定位

表2 清水河生态基流计算初值

表3 清水河不同时段基本生态环境需水量计算初值

表4 清水河基本生态环境需水量综合确定成果

采用表4确定的生态流量和基本生态水量，分析清水河泉眼山水文站2007—2016年逐月实测径流量和逐日流量，各年逐日流量中生态基流的满足程度达到100%，不同时期实测径流量基本生态需水量满足程度均达到100%。

五、生态水量保障措施

针对清水河水资源及生态环境状况，结合生态水量管控有关要求，从加强农业节水、面源污染控制、实施生态调度及生态流量监控等方面，综合提出生态水量的保障措施建议。

1.坚持节水优先，大力加强农业节水

建设高效管道输配水工程，重点推广和普及沟灌、喷滴灌和蓄水池结合管灌输水等高效节水技术，全面实施大型泵站更新改造和高效节水改造工程，全面提升农业节水水平。进一步严格控制灌溉面积的无序增长，调整种植结构，加强水源涵养和雨洪水利用。

2.防治面源污染，改善流域生态状况

严格控制农药、化肥施用量，推广低毒、低残留农药，开展农作物病虫害绿色防控和统防统治。推广水肥一体化技术及精准施肥器具，建设生态沟渠和人工湿地，降低农灌退水污染影响。积极推进小流域综合治理，继续实施退耕还林还草，加大水土流失防治力度，减少入河泥沙，减缓水土流失造成的面源污染对河流水质影响。

3.实施生态调度，维护河流基本功能

编制流域骨干水库生态调度方案，必要时采取水库除险加固、清淤扩容等措施，实施生态调度，维护河流基本生态功能。

4.落实主体责任，强化生态水量保障

应以生态水量作为重要约束条件，切实落实生态水量保障的主体责任，科学编制生态水量保障实施方案，实施生态水量适应性管理，建立生态水量监测、监控系统平台及预警机制，逐步建立并完善生态水量保障制度。

六、结 论

生态水量确定应符合区域水资源实际状况，符合水资源管理需求，为水资源管理提供支撑。在生态水量确定时，注重把握最严格水资源管理制度、水污染防治行动计划和河长制最新的河流管理等要求，突出生态水量的可操作性和可实施性，具有切实可行的保障措施。目前生态水量的分析和研究在宁夏尚属于探索阶段，没有统一的计算方法，与河流生态功能、保护目标等关系较大。另外，在保障河流不断流的情况下，考虑河流的水环境目标，进一步分析满足水质目标要求时的最小流量，结合河流的来水状况，分析年内该流量的满足程度，在水量和水质要求不满足的时间段内，有针对性地提出对重点水利骨干工程的调蓄和调度要求，也是今后生态流量研究中要重点考虑的问题。本次确定的清水河流域生态水量及提出的保障措施，仅为流域水资源管理和保护提供参考。■