浅析合肥市南淝河生态流量匮乏的缘由

邢勇志

(上海市政工程设计研究总院集团第六设计院有限公司，安徽 合肥 230031)

1 流域基本概况

1.1 流域基本概况

南淝河古称施水，为长江流域巢湖水系的一级支流，发源于江淮分水岭南部，自西北向东南斜穿合肥城区，于施口注入巢湖，河道全长70 km，流域面积1 464 km2,如图1所示。南淝河主要支流有8条[1](表1)，其中左岸有四里河、板桥河、史家河、二十埠河、店埠河、长乐河等6条支流，右岸有二里河、关镇河2条支流。南淝河流域地处江淮之间，境内有低山残丘、丘陵岗地、低洼平原三种地貌，其中上游为低山残丘，地形起伏不大，海拔30～60 m；中游为丘陵岗地，地形比较平缓，海拔10～30 m；下游为低洼平原，河道两岸均为圩田，海拔5～10 m。

图1 南淝河流域水系图

表1 南淝河干流及主要支流概况

1.2 上游水库工程概况

目前，南淝河上游建有大、中、小型水库[2]共计12座，其中大型水库2座，中型水库3座，小型水库7座，12座水库总库容4.68亿m3，积水面积598 km2(不重复计算)，湖面面积54.73 km2，有关水库设计参数见表2。

表2 南淝河流域已建水库基本情况统计表

2 水资源现状

2.1 降雨量

南淝河流域属亚热带季风湿润气候，四季分明，气候温和，雨量集中，无霜期长。多年平均气温15.7℃左右，夏季极端最高气温为41℃，冬季极端最低气温为-20.6℃；多年平均无霜期为227d。全年盛行风向为东北偏东南，多年平均风速2.3 m/s，多年平均蒸发量为835.0 mm[3]。流域多年平均降水量为976.0 mm左右，多年平均汛期(5～9月份)降水量595.0 mm左右，占多年平均降水量的60.5%。根据南淝河合肥站1968-2018年的实测降雨量资料，域内最大年降水量为1 525.0 mm(2010年)，最小年降水量为514.0 mm(1978年)，年降水量丰枯比为3.0，合肥站历年降雨量柱状图如图2所示。

图2 南淝河流域合肥雨量站历年降雨量柱状图

2.2 径流量

南淝河流域无完整的实测流量资料，尤其是董铺水库[4]和大房郢水库建成后，合肥自来水二厂、三厂、电厂、水库周边灌溉用水，以及利用滁河干渠向董铺水库补水等均没有完整的统计资料，无法对流量进行还原。本次采用径流系数法推求南淝河流域天然径流量，如图3所示。

图3 南淝河流域历年天然径流量柱状图

2.3 生态流量

河流生态流量是指维持河流基本结构和功能所需的最小流量，强调满足河流最基本的结构功能[5]。辨析河流生态流量研究的时间尺度对于确定生态流量阈值具有指导意义，最初生态流量研究的最小时间单元一般为年，对于某一条特定的河段，其基流在年内应是单一值，而不是随时间不断变化的流量过程。随着研究的深入，生态流量研究的最小时间尺度逐渐变为季或月，即生态流量在年内也可以为多个值，如Tennant法根据不同用水期将年内生态流量分为鱼类产卵期和一般用水期[6]。由于不同区域不同类型或功能的水利水电工程在确定生态流量时差异较大，我国不同区域的生态流量显著差异，确定河流生态流量时需要根据不同时期或不同水期分别计算各时段的生态流量，如我国北方地区生态流量计算时一般分汛期与非汛期两个水期分别确定[7]。

南淝河生态流量以现状调查为基础，摸清南淝河流域水文特征、水资源现状、水环境现状及水生态现状[8]，对现状中存在的水生态问题，提出保障生态流量、提升水体自净能力、维护河道可持续发展需要的生态补水的必要性，并结合Tennant方法等水文学生态流量计算方法计算成果的对比分析，确定合理的生态流量。南淝河流域多年平均径流量为48 760万m3，多年平均流量为15.46 m3/s，按照Tennant法，以满足最小生态流量要求的基本生态流量为年平均流量的10%[9]，即南淝河生态流量为1.55 m3/s。

3 生态流量匮乏的原因

3.1 建水库对河道生态流量的影响

南淝河上游及其支流建有12座大中小型水库，总库容4.674 9亿m3，积水面积597.92 km2，占南淝河总流域面积约40.8%，其中董铺、大房郢及众兴水库是合肥市城市主要供水水源。根据董铺水库、大房郢水库近20年的坝下的实测流量数据，水库多年平均拦蓄水量占水库来水量的91.5%，其中水库拦蓄水量占来水量最大的年份为2013年，拦蓄水量占比为97.7%，水库拦蓄水量占来水量最小的年份为2002年，拦蓄水量占比为79.7%。

综上所述，南淝河上游建库后极大地减少了上游天然径流量，改变了河道的生态流量条件[10]。

3.2 城市地面硬化对河道生态流量的影响

南淝河穿合肥市城区而过，其中南淝河上游为水库拦蓄区，中游为城市已建成区，下游为规划城市建设区。由于合肥市城市建设区范围不断扩大，南淝河流域的开发强度越来越高，对河道生态影响也越来越明显。随着合肥市城市的发展，南淝河沿岸城市地面硬化程度越来越高，地面硬化后改变了流域的下垫面情况，由原来的山、水、田、林、湖、草等自然调蓄体变成了道路、广场、建筑等硬化地面，硬化后的地面加快了降雨期的汇流速度，使降雨产流由原来的“来得慢，去得慢”变成现在的了“来得快，去得也快”的产流特性，尤其是在非降雨期，缺乏稳定的下渗基流，导致无基流补充河道。因此，城市地面硬化后，加剧了流域内产流的不均衡性，“丰枯”变化更加显著，流域本底的滞、渗、蓄、净等自然功能基本丧失，河道的生态流量无法保障。