基于枞阳闸控制水位的菜子湖湿地保护调度试验分析

夏军晓

（安庆市长江河道管理局三分局，安徽 安庆 246000）

1 基本思路

辨析菜子湖水位变化过程与湖泊生态系统结构和功能的相关关系，明确菜子湖水位调度过程需控制的关键水文要素。基于对菜子湖长系列水位变化过程的统计分析，确定关键水文要素值。综合引江济淮工程兴利调度对菜子湖水位控制的要求，拟定菜子湖水位控制试验方案。

2 菜子湖水位特征及关键水文要素的识别

采用1960—2015年共55年车富岭站逐日水位数据进行分析，菜子湖水位在年内变化呈单值分布，具有明显的高、低水位变化，见图1。从多年均值来看，以7月为界，全年可分为2个水位变化时期，1月中旬至7月中旬为水位上升阶段，7月下旬至年末为水位下降阶段。多年平均情况下，最低水位发生在1月13日，为6.86 m；最高水位发生在7月26日，为11.07 m。相同日期的最高和最低水位在55年内最大差值达6.68 m。水位变化是影响湖泊生态系统的最主要环境要素之一，湖泊的物理形态、湿地生物及湿地生境演替直接或间接受水位的控制。众多研究表明，水位的高低、出现时间及变化速度等构成了水位变化过程的主要要素，与湖泊生态系统的结构和功能密切相关。菜子湖适应性调度试验水位调度方案的制订关键，是确定反映湖泊水位变化过程的关键水文要素。

越冬候鸟作为菜子湖自然生态系统的指示生物，其数量和分布受到水位变化的影响。过高或过低的水位可通过影响植被生长和鸟类觅食对鸟类生存造成不利影响；高水位或低水位的持续时间对浅水区和泥滩地生存的候鸟种群数量有重要影响；高、低水位的发生时间是洲滩地植被构成和多样性的控制因素之一，可进一步影响菜子湖鱼类生长和鸟类栖息生境；而水位上升与下降过程对维持湿地植被组成及分布有重要作用。因此，从湖泊生态系统健康的要求出发，菜子湖水位调控需要反映典型的水位变化过程。考虑到菜子湖水位适应性调度在枯水期进行，工程对水位的影响主要是枯水期水位的抬升，确定菜子湖水位调控的5个要素：低水位值、低水位发生时间、低水位历时、水位上升速率和水位下降速率。

图1 1960—2015年菜子湖车富岭站日水位变化

3 关键水文要素指标值的确定

3.1 低水位值

考虑到菜子湖冬候鸟觅食的要求，结合环评报告书提出的菜子湖水位调控方案，适应性调度期间，水位抬升幅度总体上按照不超过多年平均水位60 cm进行控制（候鸟越冬期水位抬升至8.10 m方案，按照不超过多年平均水位90 cm控制）。

3.2 低水位发生时间

1960—2015年多年平均情况下，菜子湖最低水位发生在1月13日。适应性调度期间，最低水位发生时间按照1月中旬进行控制。

3.3 低水位历时

1960—2015年多年平均情况下，1月上旬至2月中旬，菜子湖水位维持在6.86～6.89 m的较低水位上，无明显变化。适应性调度期间，在2月中旬前亦维持在较低水位，从2月下旬开始逐渐抬升水位。

3.4 水位上升速率和下降速率

菜子湖水位的上升和下降速率年际和年内存在一定波动，采用水文变异性范围法（Range of Variability Approach，RAV），取33%和67%分位数作为水位变化速率控制的上、下限，见表1。

表1 11月至次年3月菜子湖逐旬水位变化速率 m/d

4 初拟调度方案

4.1 调度目标

通过开展试验性调度，逐步抬升菜子湖水位，使得菜子湖水位变化过程控制在生态系统能承受的范围之内，并逐渐接近引江济淮工程兴利调度所需水位。

4.2 调度原则

依据关键水文要素分析成果，结合对菜子湖长系列水位监测资料的分析，拟定调度原则如下：①从10月上旬开始预降水位，至11月1日，控制水位在8.50 m；②11月1日开始逐步消落水位，至1月中旬达到年度最低控制水位（年度最低控制水位由适应性调度方案确定，并可结合该年度来水情况适当调整）；③1月中旬至2月中旬，控制湖水位维持在年度最低控制水位附近；④2月下旬开始，逐步抬升湖水位；⑤4月1日，结束年度适应性调度，转入正常调度。

4.3 初拟水位过程

本工程环评报告书批复要求2030、2040年冬候鸟越冬期菜子湖水位按不超过7.50、8.10 m控制。适应性调度期间，逐步抬高候鸟越冬期菜子湖水位至7.50 m，并视来水情况相继实施8.10 m方案。考虑到菜子湖11月1日的多年平均水位即达到8.49 m，适应性调度期间11月水位适当抬高，不拘泥于不超过7.50 m或8.10 m控制，但在12月1日前需控制菜子湖水位逐步消落至7.50 m或8.10 m。在满足关键水文要素指标值控制要求的前提下，逐步减小消落期水位下降速率，增大上升期水位抬升速率，抬高各年最低水位，并尽量维持菜子湖原有水文节律，推求适应性调度期间菜子湖水位过程。其中，考虑到8.10 m方案的低水位也不宜较历史情况抬升过高，该方案从12月1日开始，按照时段适宜消落速率上限控降水位，在1月中旬消落至年最低水位7.77 m，至2月中旬维持在此水位附近。初拟适应性调度水位过程见表2。

表2 初拟适应性调度水位过程 m