生态水利——拉市海调蓄水工程
2011-04-28谭乃元张丽芬
谭乃元 张丽芬
(丽江市水利水电勘察设计研究院,云南 丽江 674100)
1 生态水利
生态水利是按照生态学原理,遵循生态平衡的法则和要求,从生态的角度出发进行水利工程建设,建立满足良性循环和可持续利用的水利体系,从而达到可持续发展以及人与自然和谐相处。从宏观上讲,生态水利就是研究:水利与生态系统的关系;水资源的开发与利用对生态环境的影响、水利工程建设与生态系统演变的关系;水资源开发、利用、保护和配置中,在提高水资源的有效利用水平、节约用水的条件下,保证生态系统的自我恢复和良性发展的途径和措施。因此,生态水利是把人和水体作为整个生态系统的要素来考虑,照顾到人和自然对水利的共同需求,通过建立有利于促进生态水利工程规划、设计、施工和维护的运作机制,达到水生态系统改善优化、人与自然和谐、水资源可持续利用、社会可持续发展的目的。要实现人与自然的和谐共处,必须尊重生态法则,将生态用水列入水资源开发、利用和配置方案中,抢救和保护湿地生态系统,逐步恢复湿地生物多样性。水资源的开发利用不仅要考虑量和质的问题,而且应该是在不超过生态系统自我调节和自我修复能力基础上的合理开发利用。
生态水利是生态体系建设的重要组成部分,同时也是生态体系建设对水利建设的必然要求。生态体系建设离不开生态水利建设这个内涵,没有生态水利良好的发展建设就无法实现完整的、系统的生态体系建设。
2 拉市海调蓄水工程
丽江拉市海位于云南省丽江市玉龙县拉市乡境内,玉龙雪山自然保护区南部,距丽江市中心仅8 km,其地理座标为东径100°03′~100°11′,北纬26°46′~26°59′之间。1993年拉市引水隧洞工程贯通,拉市海承担着丽江坝和七河坝的部分农业灌溉和丽江市古城区、玉龙县的工业及城镇部分用水任务。
1998年6月拉市海被批准建立云南省第一个以湿地命名的 “云南省丽江拉市海高原湿地省级自然保护区”。保护区的主要功能是:保护高原湿地野生动物、迁徙水鸟、湿地湿生和水生植物群落及其赖以生存的湿地生态系统的完整性。
拉市海调蓄水工程是拉市海流域综合规划的核心水利工程,通过拉市海调蓄水工程的实施,退田还湖,确保了拉市海湿地的面积;最低水位线的设定,确保了拉市海生态环境用水和维护了拉市海的湖泊功能;通过对拉市海水资源的合理调配,尽量满足规划期内规划区 (丽江古城、玉龙县城、七河坝)城市和农业灌溉用水,因此拉市海调蓄水工程是一项集湿地保护,生态环境保护,湖泊保护以及水资源的合理利用的综合生态水利工程。具有良好的生态效益,经济效益和社会效益。拉市海调蓄水工程、退田还湖项目的实施,将对拉市海自古以来存在的人与湖泊争地,掠夺性的开垦导致湿地面积减小;排洪能力不足,湖水洪枯变幅大,排蓄矛盾突出,洪灾不断;湿地面积逐年减小;湖泊蜕化、生态环境逐年恶化等问题得到妥善解决,为丽江经济的可持续发展,丽江的二次创业提供源源不断的水资源,是一项利国利民的生态水利工程。
3 拉市海调蓄水工程规划设计
根据拉市海流域综合规划,拉市海的水资源是以保护生态环境为主,在保护好高原湿地生态环境的条件下,充分合理的调节和利用水资源,实现水资源的可持续利用。因此拉市海的水资源是首先满足生态环境用水,在满足生态环境用水的前提下,按 “以供定需”的原则向下游提供城市供水和农业灌溉用水。回归水进入河道向下游水电站提供发电用水。
3.1 拉市海规模
基本选定拉市海的各级水位为:拉市海保护水位2440.75m,最小保护湖容2073万m3;正常蓄水位2443.60m,对应湖容5769万m3,兴利湖容3696万m3;拉市海主汛期汛限水位2443.0m,对应湖容4866万m3。拉市海设计高水位 (20年一遇洪水位)2444.71m,对应湖容为7609万m3。防洪湖容为2743万m3。重跌湖容应为903万m3。
3.2 拉市海最低水位线
拉市海自古以来依靠海南指云寺一带落水洞排泄水量,自涨自落,每年汛期6月下旬到9月上旬,历时3个月为海水上涨期;10月中旬到次年4月上旬,历时6个月为海水淹积期;4月中旬到6月中旬,历时三个月为干枯期。由于生存的需要,老百姓的田地一直延伸到最低水位,致使湿地遭到不同程度的破坏。
为保护拉市海高原湿地,为保护拉市海的水生动植物种群,为把拉市海建成鸟类的乐园,拉市海综合规划从鸟类栖息地面积,湖泊水深、水面,湿地生态系统的保护等综合因素进行统筹考虑,根据最小水位法,拟定拉市海2440.75m (对应库容为2070万m3)为最低水位线,使拉市海水生动植物及湿地面积在枯水时段得到有效保护。根据科学出版社 《生态环境需水量理论、方法与实践》,生态环境需水量等级划分方法,拉市海确定2440.75m为保护水位线,介于湖泊与湿地生态环境需水量等级的中等~优等之间。具体表现在:a、最大水深4.75m,平均水深2.3m,属鱼类繁殖水深的中等。b、该水位线水面面积14940亩占总库容水面面积的百分比为58%,属生物栖息地的优等。c、最小保护湖容2073万m3,相当于拉市海每年的蒸发量。
确定最低水位线可满足: (1)维持湖泊的功能,留足生态用水,更好保护拉市海湿地生态资源,维持由植物、动物、微生物、土壤和水流组成的自身生态系统的良性循环。(2)扩大生态水面,增加蒸发量,保护玉龙雪山生态环境。(3)美化拉市海景观,提升拉市海的旅游价值。(4)扩大水域面积,增加丽江城市的生态水面,增加渔业产量,提高当地群众的渔业收入。(5)扩大拉市海对水鸟和其它生物多样性的容纳量。(6)特枯水年可降低该最低水位线,解决下游的抗旱应急用水。
3.3 拉市海兴利湖容
兴利库容3696万m3,每年可调节供水3626万m3,相当于拉市海多年平均来水量的43.05%,该调水量满足跨流域调水量的要求,对拉市海的生态环境没有大的影响,调出水量合理。
3.4 拉市海总湖容
设计高水位 (20年一遇洪水位)2444.71m,湖容为7609万m3,是历史上20年左右历史洪水达到的洪水位,该水位线以下房屋建筑很少,总湖容的选择尊重了历史。
因此拉市海规模的确定是以保护拉市海的生态环境、水环境为主,考虑人与自然的和谐,通过工程措施,达到水资源可持续利用的目的。拉市海调蓄水工程是生态水利和资源水利相结合的工程。
3.5 拉市海调蓄水工程设计优化
根据规划,拉市海调蓄水工程措施主要包括五个方面的内容:(1)落水洞群前围堤的加固扩建,保证水库蓄水及堤坝的防洪安全;(2)清除落水洞口及通往落水洞河道内的泥沙、土石淤积,保证落水洞泄洪畅通;(3)修建泄洪隧道,保证汛期安全可靠地排泄洪水;(4)改建拉市引水隧洞工程进水闸,让其在拉市海蓄水位提高后,能够正常工作;(5)对入库的多泥沙河道进行治理,采取拦沙措施,减少入库泥沙,减轻湖底及河道淤积,以保证河道沿岸农田、村庄及其它设施的安全。
根据拉市海规划成果,拉市海调蓄水工程可研设计过程中对拉市海是否设置汛限水位进行了多方案比较,当不考虑兴利湖容与防洪湖容结合时需要开凿新的泄洪隧洞才能满足拉市海的防洪要求。方案比较如下。
方案一:该方案利用现有的落水洞和输水隧洞联合泄洪,总泄洪流量最大为10m3/s,汛限水位确定为2443.0m,经调洪计算,20年一遇汛后期洪水要求拉市海总湖容为7609万m3,水位高程为2444.71m。按20年一遇典型年主汛期洪水调洪计算,要求拉市海总湖容为7609万m3,水位高程为2444.71m。
方案二:该方案利用现有的落水洞和新开泄洪隧洞联合泄洪,总泄洪流量经比较选定为为22m3/s(泄洪隧洞泄洪流量为17m3/s,落水洞泄洪流量为5m3/s),按汛限水位2443.0m起调,经调洪计算,20年一遇汛后期洪水要求拉市海总湖容为6350万m3,水位高程为2443.94m。
方案三:该方案利用现有的落水洞和新开泄洪隧洞联合泄洪,总泄洪流量经比较选定为为22m3/s(泄洪隧洞泄洪流量为17m3/s,落水洞泄洪流量为5m3/s),按正常水位2443.6m起调,经调洪计算,20年一遇典型年主汛期洪水要求拉市海总湖容为7165万m3,水位高程为2444.45m。
三方案比较,经济比较见下表1,经过比较,选择方案一为推荐方案。该方案一方面节省了隧洞工程投资五千万元左右,另一方面让更多的水量通过落水洞泄洪,确保地下水位的补给。该方案的选用不仅为国家节约了大量资金,而且体现了生态水利的特点。
表1 方案比较表
3.6 拉市海洪水调度
其调度运用方案,拉市海的水资源是首先满足生态环境用水,在满足生态环境用水的前提下,按“以供定需”的原则向下游提供城市供水和农业灌溉用水。
(1)兴利调度。拉市海的兴利首先是满足城市供水,城市供水保证率p=90%;其次满足农业灌溉用水,农业灌溉供水保证率p=80%。预报来水量,尽量满足用水,减少弃水。根据调节计算,其调水计划见下表。
表2 拉市海供水计划表
(2)防洪调度。为使拉市海水资源得到充分合理的利用,根据选定的拉市海防洪限制水位2443.0m。即拉市海的蓄水位达到2443.0m时,拉市海泄洪闸开始泄洪,泄洪闸的开启首先满足落水洞5m3/s的泄洪流量,当拉市海洪水来水量大于5m3/s时,开启输水隧洞闸门泄洪,输水隧洞泄流量最大为5m3/s。为提高满蓄保证率,根据气象中长期天气预报,至9月下半月后可以下闸蓄水,蓄水至2443.6m之后,通过闸门控制保持2443.6m的正常水位。
3.7 拉市海淹没补偿
拉市海水库淹没影响涉及拉市乡均良、美泉、海东、海南四个村民委44个村民小组。根据规范确定的征用调查范围2440.75~2443.81m之间,水库淹没陆地面积为6.19 km2,其中淹没耕地面积7014.41亩、园地77.04亩;淹没农村人口31户135人,房屋建筑面积21078.16m2(其中农业房屋9905.58m2)。
拉市海调蓄水工程移民搬迁投资估算按现行有关概估算规定,按2005年7月价格水平编制,经计算,拉市海水库淹没处理总投资13880.23万元。
拉市海水库淹没涉及玉龙县拉市乡均良、美泉、海东、海南四个行政村。全水库淹没区直接淹没人口为235人,其中农业人口135人。根据统计年鉴,2003年末,拉市乡共有耕地面积33349亩,人口15587人。水库淹没耕地7014.41亩,涉及人口3214人,淹没耕地损失占全乡总耕地面积的比例为21.03%,涉及人口占全乡总人口的20.62%。水库淹没对拉市乡产生了一定影响,特别是对直接淹没的村组影响较大,应对其进行合理、可行的生活、生产安置。
移民安置是一项政策性很强的工作,规划设计根据有关水库移民搬迁的法规和规程规范,并考虑库区少数民族的生活习惯和风俗,制定了需要动迁人口(即建房搬迁人口)的设计原则。
(1)10年一遇洪水线以下房屋直接受淹人口,采用分散,就近安置的原则。
(2)采用退田还湖补偿机制,受淹耕地,根据耕地面积按淹没前三年平均亩产值,逐年进行补偿,根据社会经济发展,每隔3~5年根据社会经济增长率,补偿标准作适当调整,受淹耕地群众的房屋,原则上不搬迁。
按上述原则对受淹耕地进行补偿后,与过去一次性征地赔偿比较,政府一次性投入减少,每年的补偿投入只相当于一次性投入资金的贷款利息。
逐年赔偿机制让失地老百姓心理上有一种依托感,老百姓非常接受这样的赔偿机制。对工程建设用地与群众失地建立一种安定和谐的关系。
劳动力得到释放,环境的改善,旅游业得到较好的发展,生活条件有所改善。另外加上拉市海距丽江县城较近的地理优势,经过自身努力和生产扶持使农村生活逐步达到或超过原有水平,并逐步得到更大的发展。
拉市海淹没补偿方案实施效果显著,达到了工程建设用地与群众失地和谐共赢的目地。这也是生态水利的体现。
4 结 论
拉市海调蓄水工程投资3310万元;房屋及相关设施搬迁一次性投入1210万元;受淹耕地按淹没前三年平均亩产值每年补偿投入约700万元。
拉市海调蓄水工程2009年10月已施工完毕,投入试运行,效果良好。证明是一项集湿地保护,生态环境保护,湖泊保护以及水资源的合理利用,人与自然和谐的综合生态和资源水利工程。具有良好的生态效益,经济效益和社会效益。