基于佳木斯市英格吐河水系生态水量的控制与保障

2012-10-24李荣东安忠伟

黑龙江水利科技 2012年1期

李荣东，杨娜，安忠伟

( 佳木斯市水利勘测设计研究院，黑龙江佳木斯154002)

0 引言

英格吐河为松花江一级支流，发源于佳木斯市市区南部高地，流域面积225.4 km2，河道全长26 km，在中游建有四丰山水库，控制集雨面积为88 km2，在中游三汊口处( 万兴村南) 有哗啦沟汇入，河长18 km。英格吐河在三汊口处进入市区，与鹤大公路平行，流经万兴路、友谊路、红旗路等，至市区北部的江南村汇入松花江。它是佳木斯市区内的主要水系之一，流经市区段位于城中区和城西区交界处，在三汊口处规划有南湖［1］，作为调配生态景观水量枢纽工程。规划南湖西部有三连截流沟汇入，将大头山泵站与南湖连通，三连截流沟北部规划开发区1、2、3 号渠作为景观渠，南湖还将为杏林湖、杏林河补水。

1 英格吐河水系生态水量控制方法

1.1 生态需水范畴

英格吐河为季节性河流，将流经市区段河道规划为城市生态景观河道，在河道的主河槽内修建了堰体进行拦蓄径流，三汊口处规划南湖，均形成水面，满足城市滨水景观及生态要求。从生态系统类型来看，城市的内河与湖泊均属湿地系统，因此规划的城市河湖生态水量参照了城市湿地生态环境需水计算方法和《城市水系规划导则》［2］的计算方法来确定各条河湖的生态水量。

城市内河均按湿地湖泊考虑，则城市湿地生态环境需水主要包括4 项:①湿地水面蒸发消耗需水( WE) ; ②湿地渗漏消耗需水( Wg) ;③湿地栖息地需水( Wi) ;④湿地水体置需水( WL) 。

1.2 生态需水量计算

1.2.1 城市湿地水面蒸发消耗需水( WE)

水面蒸发是水体水分的消耗项，无论是湖泊还是河流都必须对这部分水量进行补充，才能保证在水量平衡的情况下，水位维持基本不变，即保证城市湿地自身的存在。此项需水量为河湖水面蒸发需水量( Wy) 和河湖水生植物蒸散需水量( Wp) 之和。即:

由于佳木斯市河湖中基本没有水生高等挺水和浮水植物，植物蒸散需水量与水面蒸发需水量相比，可以忽略不计，因此只考虑湖泊水面蒸发需水量( Wy) :

式中:A 为湿地水面面积，m2; EW为湿地水面蒸发量，mm; Pk为湿地内降水量，Pk=PA，P 为单位水面面积降水量，mm。

1.2.2 城市湿地渗漏消耗需水( Wg)

河湖渗漏量计算公式为:

式中:A 为湿地面积，m2;y 为湿地渗漏深，mm。

1.2.3 城市湿地栖息地需水( Wi)

为维持湖泊正常的生态环境功能，在允许一定的水位变化范围的情况下，必须保证城市湿地畅流期存在的水量。此水量是城市湿地发挥栖息地和景观娱乐功能以及自身存在的前提条件，是城市湿地生态环境需水的重要组成部分。

式中:A 为城市湿地水面面积，m2;h 为湿地平均水深，m。

1.2.4 湿地水体置换需水( WL)

城市湿地水体置换，一方面可以净化输入的污染物，促进水体的流动，另一方面为城市美化营造一个良好的水景观效果。湿地换水量和周期一般根据城市自身情况、发展的程度和目标，确定换水周期以达到最佳效果，换水要同清淤、疏浚相结合。

式中:Wi为城市湿地栖息地需水，m3;k 为换水周期，次/a。

2 英格吐河水系生态水量计算

佳木斯属中温带大陆性季风气候，作为北国江城，四季分明，11月至次年4月为封冻期。根据本地区气候特点，城市河湖生态水量的计算时段只考虑5—10月畅流期，结冰期水量不予考虑。

维持河湖景观功能的适宜水深是根据本城市河湖的具体情况及城市湿地生态环境需水等级划分( 见表1) 标准来综合确定，在不影响河道正常的防洪排涝功能前提下，应满足城市水体景观功能和人水相亲需求为目标。换水周期是根据城市现状及未来发展要求确定为理想级。在满足生态系统健康、河湖水质要求、景观水深和适宜水面的需水因素要求中，最大的水量即为城市河湖生态需水量。以市区内英格吐河水系为例，经过水量计算具体情况见表2。

表1 城市湿地生态环境需水等级划分

表2 城市英格吐河水系5 ～10月畅流期生态景观需水量表

3 英格吐河水系生态水量保障措施

表3 是保证率75%的天然径流成果。

表3 P=75%河道天然来水成果表

根据各条河道的天然径流及生态需水情况进行水量平衡。规划南湖天然来水包括英格吐河来水及三连截流沟来水，南湖上游有四丰山水库，由于水库径流全部用于灌溉，无下泄量，英格吐河来水是由水库至南湖区间径流与哗啦沟径流组成。南湖需水包括南湖下游河道、杏林河水系、南湖自身需水，及城西区规划开发区1、2、3 号景观渠。对规划南湖进行兴利计算( 见表4) ，天然径流量不能满足南湖生态总需水量，采用大头山泵站间歇期为南湖供水措施，来满足缺水量。经复核，大头山泵站间歇期剩余水量可以满足南湖需水要求。考虑洪水安全问题，设汛限水位为80.35，较兴利水位降0.5 m。1、2、3、12月为封冻期兴利计算不考虑天然径流。