基于河流生态需水均衡的水库生态调度

沈建萍

摘 要：在水利建设中，水库生态调度要结合河流生态需求的水库调度方式和水库常规调度，同时统筹考虑生态环境、防洪和兴利等因素，从而保持河流生态需水均衡。

关键词：河流生态需水均衡 水库生态调度 调控

中图分类号：TV6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（a）-0-01

由于某些地区存在着只关注经济的发展，而忽视了传统水库建设中的生态环境问题，破坏了下游河道的生态条件，造成的不良后果非常严重。所以，应将改善水库调度、整顿下游生态环境作为人与河流和谐发展的重要内容。

1 河流生态需水平衡

1.1 河流生态需水原理

生态需水主要研究的是水文学、生态学、环境学、气候学等的交叉领域，属于一个新兴学科，随着研究的不断的深入，发展速度越来越快。

1.2 生态需水遵循的原则

自然生态和人类环境需水应遵循平衡发展的原则，主要分为以下四个部分：其一水热平衡，从物理学角度上来看主要是指保持能量与水分的平衡以及地表能量和水分的平衡；其二，水盐平衡，水盐不平衡造成内陆盐渍化，而排水量不足容易导致盐分不断积累，形成盐土；其三，水沙平衡：在山区，水从上游留到下游的过程中，带有大量泥沙，到了平原地带，由于平原的平缓坡度，从而引起了水中泥沙的停滞、沉淀、淤积，影响了河道的泄洪能力，水灾自然在所难免；其四，区域水量供需平衡，这主要取决于水资源的条件，而农业和工业的用水平衡直接影响水量的供需平衡，其中农业资源中又包括水土平衡。综上可得，计算生态需水需建立在以上四大平衡原则的基础上。

2 水库生态调度的理论基础和基本

原则

2.1 生态调度的理论基础

（1）洪水脉冲。该理论认为，江河进入湿地的水文会有动态影响洪水冲击湿地的生物和物理的功能，如植物种子的传播和发芽、幼苗生长及营养物质的循环、分解和沉淀。河流中的水生物也随水流进入平原觅食和产卵。恢复湿地或洪泛区时，既要考虑洪水的影响，又要适当利用洪水的作用，以加快生态系统的恢复和维持功能。

（2）不连续体。为了解释大坝对河流生态系统结构和功能的影响，基于水库阻隔水流的作用，提出了河流不连续体概念。定义变量“不连续体距离”、“参数强度”，以预测生物物理反应。

（3）生态需水理论。人类社会不断进步对生态系统产生巨大影响，河流生态问题得到国内外广泛关注及重视，在取得重大理论进展的同事，计算方法也日趋成熟。我国生态需水理论的成果也在水资源规划、配置和评价中得到广泛的应用。现阶段，我国河道内生态及流量或河流纳污能力的设计流量多采用近十年最枯月平均流量或90%保证率最枯月平均流量。

（4）大坝生态调度实践。近几年，世界各国都非常重视下游河道生态环境，从而改变大坝调度修复河流自然径流的方法，不断改善自然径流。在规划、设计和管理大坝的过程中，应注意建立大坝适应性管理，通过改变大坝调度的水文模式。经过不断地实践，人们提出环境需水量法来进行大坝生态调度，从而减少大坝对水流特征造成的影响。我国对黄河流域、长江流域、太湖流域的治理也充分体现了大坝生态调度的

理论。

2.2 水库生态调度的主要原则

（1）水库生态调度的前提是满足人类的基本需求。人类为维持生计、保护自身安全才回去修建水库，因此，水库生态调度应首先满足人类的基本需求。

（2）水库生态调度的基础是河流生态需水。这是水库生态调度的重要依据，水库应根据下游需水量控制其泄水量。

（3）生活、生态、生产用水共享。社会经济发展需水应与生态需水相协调，在生态系统需水限制区间内，应合理确定生态用水比例。

（4）最终目标是实现河流健康。水库调度，要满足人类社会经济发展的需水量，同时保证河流的可持续发展，最終达到河流健康，人与河流和谐相处的目标。

3 目前常见的生库生态调度方式

3.1 改善水质

可以通过控制水库富营养化、调节泄水温度、改善河道水质、抵御河口咸潮等方法改善水质。加大水库水体的流速可以是水中难以形成富营养化，可通过降低坝前水位、增大下泄流量来加大流速；现有水温模型模拟的温度分层现象可以帮助认识低温水区，从而设置相应的分层引水口，将低温水引至其他区域，防止低温水下泄而影响农业灌溉和下游河道鱼类的产卵。控制咸潮应从上游径流的调节入手。

3.2 保护生态系统

长久以来，人类的活动是造成环境破坏的主要原因。利用水库调度保护生态系统主要是为了保护生物多样性、鱼类繁殖、下游湿地和地下水。水利发电站对河道流量的影响显著，河道枯水期会导致河道干涸、生物种群减少。人工的防汛工程在保护人们财产安全的同时也阻滞了洪水对湿地的补给作用，水库的预先泄洪恢复了湿地和水库的联合调度能力，从而加强了湿地和洪水间的联系。

3.3 泥沙调控

多沙河流中，通过泥沙的调控，防止水库及河道的淤积。水库改变了河流天然的年径流分配及泥沙的时空分布，降低了汛期洪峰，增大了枯水季流量，下游河道经过流水的冲刷，河势将发生一定程度的改变。

3.4 防止病虫害

主要指防止血吸虫和防治蚊子生长。干湿交替的环境中多产钉螺，而钉螺是血吸虫的中间宿主，通过控制洪水，防止大流量漫滩，可以大量减少钉螺的数量，有效防止血吸虫病。

4 结语

我国水库生态调度的研究还处在起步阶段，多数为理论成果，还未在实践中得到广泛的应用。研究报道中至今还未出现因改善水库调度方式而增大珍稀动植物生存率的报道。但是，不可否认，水库生态调度今后必将成为我国水库调度的重点。

参考文献

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