杨国录：建议三峡水库群实行“联动和协”生态环境调度

文/田宗伟 编辑/罗婧奇

杨国录：建议三峡水库群实行“联动和协”生态环境调度

文/田宗伟 编辑/罗婧奇

2013年8月25日，雨过天晴，出现在三峡库区湖北恩施市巴东县链子溪山头的云海。 摄影/文振效/CFP

“联动和协”生态环境调度

杨国录，长江流域水资源保护局总工，教授级高级工程师

杨国录教授在首期清洁能源沙龙上提出了着眼于改善三峡水库水环境的三峡水库群生态环境调度策略。他认为，通过水库群联合调度措施可防控支流水华、防治三峡水库及下游水环境污染、改善江湖生态环境和保障水源地水质。

杨国录教授说，鉴于三峡水库上游的向家坝电站和溪洛渡电站已先后于2012年和2013年成功蓄水发电，上游还将建设白鹤滩电站和乌东德电站，且数座电站同为中国三峡集团建设运行，为三峡水库群联合调度提供了可能。

基于贯彻2011年《中央1号文件》精神和落实《三峡后续工作规划》，实现“水专项”水污染控制“标本兼治、环境保护、效益拓展”目标的需要，杨国录结合2003年、2012年、2013年三峡、向家坝和溪洛渡水电工程相继蓄水发电运行实际，针对三峡支流水华防控、库区水源地水质安全和三峡下游生态环境改善问题，通过实地考察调研和数学物理模型试验，深入研究溪洛渡-向家坝-三峡多级水库联合运行必然存在的“水资源关系、水沙关系、水环境关系、水生态关系以及城市江湖关系”的关联作用及其科学规律，提出了基于三峡水库及其下游水环境改善的联合水库、动水环境、调和效益和协作调度（简称“联动和协”）的生态环境调度策略。演讲中他详细阐述了“联动和协”生态环境调度策略的依据和设想。

8月1日在三峡库区重庆市奉节县兴隆镇金凤山拍摄的云海景观。 摄影/颜长江/CFP

三峡水库蓄水出现各类水环境问题诱因复杂

三峡水库蓄水以来的工程实践表明，库区干流和主要入库支流水质基本优于地表水Ⅲ类水质标准，与蓄水前保持一致并略微好转，但同时也暴露出区域性支流富营养化、库区水源地保质风险和水库下游生态环境不良三大水环境问题。

三峡水库蓄水出现的各类水环境问题，其诱因是一个非常复杂的“水利-资源-环境”开发利用是否兼顾与和谐的复杂系统工程，不单是蓄水改变河道型水库水动力条件和环境变化，三峡流域社会资源环境变化同样起着非常重要的作用：其一，西部欠发达地区水土流失严重；其二，东西部经济发展廊道游动性人口迅速增多；其三，三峡流域生态环境脆弱与高富营养盐固有并存；其四，三峡水库主要支流水电开发加快。

其共同作用使得三峡水库主要支流水华的控制、库区水源地保质和下游生态环境改善问题极度复杂，具体表现出：其一，三峡库区污染物排放呈上升趋势；其二，支流富营养化程度较高，水华情势严峻；其三，水源地水质安全风险增大；其四，水库下游江河湖泊生态环境水平下降，脆弱性加剧。

调整水库水动力过程及环境情势来治理水环境

流域河道型水库水环境治理有污染物控制、水质净化和生态修复工程措施以及管理技术中包括监测诊断、预测预报和调度控制等非工程措施。水库调度利用水利工程通过调度方式、调度过程、调度方案和调度目标的拟定来调整水库水动力过程及环境情势来治理水环境，是一个水利资源与生态环境关联性、技术性很强的非工程措施。

三峡水库群“联动和协”生态环境调度的技术内涵

三峡水库群实施“联合水库、动态环境、调和效益、协作调度”策略，通过做到“群联合、慎治理、小调和，大协作、勤调度、重效益”的水库群联合多目标调度，来维系三峡水库水环境可持续健康发展。

“联”是基础

“联”的内涵是联合水库。联合三峡、向家坝、溪洛渡水库实施联合调蓄和联合调度，共享流域水沙环境，利用水流动力条件，合理配置水利资源，相互补充功能效益，这些是实施多级水库调度综合治理三峡水库水环境的必备基础。

三峡水库单库调度对库区干支流的水位变动和库容改变量的作用存在，但作用力度远远不够；三峡水库水位调蓄变动对库区支流口门和库湾的水流结构及流态影响更小；干流库容和支流流态对坝前调蓄水位变动的响应极其缓慢。

金沙江溪洛渡、向家坝两电站距三峡坝址分别为770k m和700k m，三峡水库与溪洛渡、向家坝联合调度，不只是单纯地增加调节库容和提高水头，重要的是利用水库群确定的水沙关系和生态环境关系来拓展三峡水库调度空间和调度的环境作用，为三峡水库水环境改善提供外援水质、水量和水能需求。

“动”是根本

“动”的内涵是动态环境。三峡水库蓄水实践表明：三峡库区部分支流水华爆发和库区水质优劣变化除与营养物多寡及藻类种群和特性有关外，水位、流速、流态、槽蓄和光照、温度变化等起着不可缺少的润育作用，只要三峡库区干流水位均衡上涨或者均衡消落，并在一种状态下持续一段时间，支流水华发生几率就非常大；而水库下游生态环境变化除区间污染物影响外，三峡调蓄方式、出流量及过程、水沙特性起着重要推动作用。

鉴此，控制支流水华、保障库区水质安全和改善下游生态环境，水库群联合调度的根本就是充分利用水库群调度空间和调度方式营造库区水体的动态环境，既要求库区支流、库湾和滞流区水体常处于流动状态，更要求水体各水力和环境要素的变化过程具有适宜的幅态和相态。具体地说，要求水流水力要素（水位、流速、槽蓄量）和环境要素（营养物、藻种澡量、光照、温度、Ph值）有大小，更要强调其变化过程的幅变和频率变化。通过联合调度构建各要素的变幅和变频过程，加大水体扰动、加快流体掺混，加强水环境动态容量，打破流体分层层体稳定格局，破解同种群藻类的群居态势，有利于水华控制和生态环境改善。

“和”是效益

“和”的内涵是“调和效益”，调和水库自身和水库间联合调度过程必然存在的传统效益与环境效益之间的矛盾，提高联合综合效益。

不同水电工程的功能效益和综合效益是不同的，综合效益好是功能效益优化的结果，也就必然存在部分功能效益最小。就单库调度而言，即使水库通过自身优化调度使得综合效益最好，也不可能做到水库所有各项功能指标达到最大，提高各项功能效益的矛盾仍然很大。因此，对各种效益要进行调和，以提高联合综合效益。

“协”是保障

“协”的内涵是“协作调度”，通过协作调度和协同治理，构建传统效益与环境效益最大化的调控技术体系，才能保障生态环境调度。

在调和三峡、向家坝和溪洛渡各功能效益矛盾的基础上实现联合效益最大化，必须实施科学的、切合实际的“协作调度”，充分利用三库可调空间、可调资源和可控的环境条件，通过生态环境的科学调度协同治理三峡水利环境问题。围绕防控三峡库区支流水华、保障三峡库区水质和改善三峡下游生态环境三大目标，“协作调度”要做到：第一，调度空间和资源共享并合理配置；第二，时空优化配置水资源总量，合理设置三库调蓄过程；第三，三库槽蓄空间共同协作，调整和增强三峡库区水环境容量；第四，调度方式协作，调蓄规程协同；第五，联合调蓄，协作调度，协同治理；第六，确保三库传统效益，优化综合效益，统筹联合效益。

“协作调度”的核心在于调度方式、调度过程、调控技术的协作，是联合三库协同治理三峡库区水环境的关键。

建立“联动和协”生态环境调度协作平台

三峡工程是一个以政治、经济、社会为先导并涉及“天地人和”、“江城关系”和“江湖关系”的复杂系统工程，就针对水库群调蓄对三峡水库及其下游水环境的影响而言，联合三峡、向家坝和溪洛渡三级水库群实施生态环境调度，力图解决好三峡库区支流水华、水源地保质和下游生态环境问题，在有规划、有技术、有组织地全面落实“联合水库、动水环境、调和效益、协作调度”的生态环境调度思想的同时，必须科学系统地构建“溪洛渡-向家坝-三峡”水库群多目标“联动和协”调度决策支持系统及可视化协作平台。