水利工程生态与环境调度相关研究

2016-03-29贵州省水利水电勘测设计研究院

河南水利与南水北调 2016年1期

关键词：水利工程

□罗　政（贵州省水利水电勘测设计研究院）

水利工程生态与环境调度相关研究

□罗政（贵州省水利水电勘测设计研究院）

摘要：本文主要对水利工程生态与环境调度进行研究，首先阐述水利工程的情况，然后详细论述水利工程生态与环境调度研究技术，其主要内容有：实地分析调查、选取示范区域、关键技术研究。

关键词：水利工程；生态与环境；环境调度

0前言

水利工程在进行生态和环境调度的过程中，需要考虑社会经济开发情况和生态环境因素，从而对水利工程的调度方法进行更好地调整。传统的调度方式，只考虑了经济发展因素，并没有考虑生态环境因素，所以存在一定缺陷。目前，我国已经建成了一定规模的水利工程体系，所以应做好水污染治理、生态补偿等方面的工作，为水资源的可持续运用奠定良好的基础。

1六冲河概况

六冲河是乌江一级支流，发源于贵州省毕节市赫章县，大致以赫章以上划为上游河段，河谷较开阔，赫章至瓜仲河水文站为中游河段，河谷深切，岩溶相当发育，明暗相间，有多处伏流段，其中赫章七星关河段长32 km，有大小伏流4处，总长5 km，梯子岩至瓜仲河水文站河段长7 km，有伏流数处，其中最长的梯子岩伏流长3km。目前，贵州省六冲河流域治理开发与保护虽取得一定成就，但与全面建设小康社会和构建社会主义和谐社会，建设资源节约型、环境友好型社会，保障经济长期平稳较快发展和社会和谐稳定等战略要求仍有一定差距。

图1　生态环境的作用图

六冲河流域的防洪任务艰巨，安全保障有待提高，这是导致水利工程出现问题的原因之一。支流（含中小河流）防洪工程建设滞后，部分地区防洪形势十分严峻；部分城市防洪能力较低，随着城市化进程加快，治理要求愈加迫切；局部区域河段已有防护工程建设标准不高，垮塌冲毁问题突出；中小河流洪灾和山洪灾害尚未建立起有效的防治体系。

从图1可以看出，生态环境的污染，很大程度是因为人类活动。在水利工程中，水资源合理开发利用的程度仍需加强。由于水资源时空分布不均，已建工程调控能力不足，导致局部地区和部分时段缺水，与经济社会发展需求不相适应。缺乏骨干调蓄工程，已建工程老化失修，工程性缺水现象突出，一些河源局部区域还存在资源性缺水，部分地区存在水质性缺水。流域内以白甫河上游区水资源供需矛盾最为突出，七星关区、大方县城缺水现象严重。节水型社会建设尚未得到应有的重视，节水灌溉面积仅占有效灌溉面积的40%左右，工业用水重复利用率低。水能资源开发要求与生态环境保护和移民安置的矛盾日益突出。

2水利工程生态与环境调度研究技术

随着流域经济社会发展，废污水排放量逐年增加，加之面源污染仍未得到有效控制，导致干流局部水域、部分支流河段污染严重，特别是城市河段存在明显岸边污染带。所以要做好水利工程的生态与环境调度，应解决管理和技术两方面的内容。

2.1实地分析调查

在本次项目调查中，由于不合理的开发和其他人类活动，水域面积缩小，生境条件改变，生物资源衰退，功能降低。引水式电站开发造成的河段脱流导致河流水生生境面积萎缩；部分工程建设导致河流连通性下降；水生生物资源的不合理利用与生境变化还导致水生生物多样性下降、资源量降低。根据这些问题，

2.2选取示范区域

工程人员应以自然、生态环境的角度，对生态和环境进行综合考虑，选取有代表性的区域作为示范例子。一般情况下，水资源比较少，水生态处于危机状态的典型水库，能够作为中小型水库的示范例子，从而对生态与环境调度进行分析。

2.3关键技术研究

2.3.1河流生态健康指标

相关人员应保障河流生态系统的健康，这个方面主要包括合流生态学的结构，生态过程能够延续，其能达到的功能是否高效。河流生态系统主要是为了给人们提供更好地服务。针对河流的生态系统评价，是进行生态与环境调度的基础，所以相关人员应重点分析，制定合理的指标。

2.3.2湖库调度运行技术

2.3.2.1水库泄流方式的调整

工作人员要根据项目的实际情况，对水库的泄流方式进行调整，然后选取增大上下泄流量的需要，最后保证水库的用水需求。这种情况还能为河流内的生物和回游创造合理的水文条件和水利条件。河流的需水研究是确定水库下泄流量的基础，相关人员可以制定区域内特定的保护措施，更好地改善目标。工程工作人员还针对河流调整的程度，生物进行适当调整，使用实体观测和数学模拟预测的方式进行处理。

2.3.2.2湖库运行水位的调整

该水利工程项目的水位调整，要参考湖泊的水库特征变化，并保证其能够对调度过程进行优化。在适当的位置，工程人员应设置汛限水位，可以适当提高。工作人员能够在水利工程安全的前提下，多储备水资源，从而更好地改善水资源的环境，增加其存水量。工程管理人员要根据水库的流量，设置水位，减少水库中的泥沙堆积。为了更好地提高回水淹没区的水动力条件，减少河流出现富营养化的风险，工作人员要根据示范区域的各项情况，分析区域水动力条件、污染物输移过程，在调整水位时的变化。表1为贵州省六冲河流域规划城市污水厂处理规模及中水回用情况统计表。

2.3.2.3湖库河流联合调度

在水利工程项目中，可以进行联合调度，通过河流的水工建筑物，统一协调湖泊水库，更好地发挥生态环境的作用[4]。在联合调度中，能够适当延长河道的滞留时间，通过多种措施，将多条河流联系起来，如渠道、闸门等，从而对水质水量进行统一调度。工程人员要对水利工程联合调度进行研究，确保其符合流域系统中的情况，大幅改善河流的生态环境。

2.3.3调度支持技术与社会经济分析

在实施水利工程生态与环境调度中，支持的技术有水文预报技术、监测技术等等。这个过程要在保证河流安全的同时，为水位调整和生态环境的预报技术提供可靠的保障。水利工程的调度情况不单是多个服务目标的综合，还具有流域性，所以要针对复杂的多目标对决策进行分析。在水利工程的优化调度中，工程人员要明确约束变量与目标函数之间的关系，然后掌握这种非线性和非稳定性的关系[5]。这种情况通常会通过复杂的数学方式进行描述，传统的方式和手段无法实现这个内容，所以应研究可行的技术方式。

2.3.4社会经济分析

在进行水利工程生态与环境调度分析中，要将生态经济系统作为主要的分析对象，然后实现其经济效益最大化。这个过程所产生的经济效益主要有三个方面：一是改善水环境污染导致的污染损失；二是改善生态环境补偿工程对生态的不利影响；三是调度给工程实施带来的影响。

2.3.5管理运行机制

水利工程管理人员要针对水利工程进行合理的调度，为其管理体制和运行机制提供必要的保障。水利工程管理体制，主要是为了改善区域水环境的分摊机制，逐渐形成流域涉水管理法律法规体系，基本建立最严格的水资源管理制度。在流域和区域管理相结合的管理体制下，初步建立跨地区和部门的协调机制；以统筹规划、科学调度、行政审批、执法监督、指导协调为主要特征的流域水行政管理得到全面加强；初步实现控制性水利水电工程和跨流域调水工程水资源统一调度。