黄河下游生态调度效果评估研究

娄广艳 葛雷 黄玉芳 马红亮 周子俊 单凯

摘 要：黄河流域生态保护和高质量发展已上升为国家重大战略。从生态系统保护和河流健康维护角度，分析评估了黄河下游生态调度效果，结果显示：下游重要断面的生态基流、敏感期生态流量、生态廊道功能维持及湿地生态流量得到全面满足;与2009—2010年相比，2020年河南段、山东段监测到的鱼类分别增加了16、12种;2020年下游河道湿地面积比2019年增加了7.2%;2020年河口地区代表性湿地芦苇沼泽湿地面积达到1.73万hm2，超过20世纪90年代初自然保护区建立时1.4万hm2的水平，生态调度在下游及黄河三角洲生态系统的保护和修护中发挥了重要作用。同时指出，生态保护与修复是一个长期过程，要继续深化黄河下游生态调度和加强生态调度效果评估。

关键词：生态调度;水生态保护;生态效果評估;黄河下游

中图分类号：TV882.1;TV68 文献标志码：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2021.07.019

引用格式：娄广艳，葛雷，黄玉芳，等.黄河下游生态调度效果评估研究[J].人民黄河，2021，43（7）：100-103.

Abstract： Ecological protection and high-quality development of the Yellow River basin has become a major national strategy. From the perspective of ecosystem protection and river health maintenance， this paper analyzed and evaluated the effect of ecological management in the lower Yellow River. The results show that the ecological base flow， the ecological flow in the sensitive period， the functional maintenance of the ecological corridor and the wetland ecological flow in the important sections of the lower reaches are fully satisfied. Compared with the period of 2009-2010， the number of fish species detected in Henan section and Shandong section has been increased by 16 and 12 respectively. The wetland area of the downstream river has been increased by 7.2% compared with that of 2019. The representative wetland area of reed marsh in estuarine area reaches to 17，300 hectares， exceeding the level of 14，000 hectares when the nature reserve was established in the early 1990s， playing an important role in the protection and restoration of the ecosystem of the lower reaches and the Yellow River delta. At the same time， it also points out that ecological protection and restoration are a long-term process and puts forward some suggestions on deepening ecological regulation in the lower reaches of the Yellow River and strengthening effect evaluation.

Key words： ecological regulation; water ecological protection and restoration; ecological effect assessment; Lower Yellow River

为统筹考虑防洪、减淤、协调水沙关系、水资源合理配置和高效利用、河道水生态保护等要求，《黄河流域综合规划》提出构建以干流上的龙羊峡、刘家峡、黑山峡、碛口、古贤、三门峡、小浪底等骨干水利枢纽为主体，以干流上的海勃湾、万家寨水库及支流上的陆浑、故县、河口村、东庄等控制性水库为补充的黄河水沙调控工程体系[1]。龙羊峡、刘家峡、三门峡、小浪底等大型水利枢纽充分发挥作用，为黄河水量统一调度提供了条件。目前，已迈入大尺度生态调度研究与实践的新时期，水库调度已从“各自为战”、将“生态目标”嵌入兴利调度的简单调控，转变为全流域、大尺度生态调度的综合调控，生态调度在河流生态保护与修复方面发挥了积极作用，已成为生态恢复和保护最有效的措施之一[2]。1999年以来，黄河水利委员会实施了黄河水量统一调度、调水调沙及生态调度等调水实践，黄河水量调度工作经历了“防止断流”“确保不断流、协调生态环境用水”“确保不断流，逐步实现功能性不断流”3个阶段[3]，在促进黄河下游生态系统健康，提高生物多样性方面发挥了重要作用。2019年9月18日，习近平总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上提出，下游的黄河三角洲是我国暖温带最完整的湿地生态系统，要做好保护工作，促进河流生态系统健康，提高生物多样性[4]。因此，深入研究黄河下游生态调度，对于下游及黄河三角洲生态系统的保护与修复具有重大意义。

1 研究区概况

黄河发源于青藏高原巴颜喀拉山北麓海拔4 500 m的约古宗列盆地，干流河道全长5 464 km，其中桃花峪以下为黄河下游，干流河道长786 km，流域面积2.3万km2。受黄河水少沙多、水沙异源、水沙关系不协调的自然特点影响，入黄泥沙长期在下游河床大量淤积，现状河床高出背河地面4～6 m，比两岸平原高出更多，成为淮河和海河流域的分水岭，是举世闻名的“地上悬河”。从桃花峪至河口，除南岸东平湖至济南区间为低山丘陵外，其余全靠堤防挡水，历史上堤防决口频繁，目前悬河、洪水依然严重威胁着黄淮海平原地区的安全。

黄河下游河段河势游荡多变，主流摆动频繁，形成了以河流水面和河漫滩为主河道的湿地生态系统，是黄河干流三大河道湿地生态系统（宁蒙河段、小北干流河段及下游河段）集中分布区之一，为鸟类觅食、鱼类产卵等提供了场所。下游河道内呈带状分布5处国家级、省级湿地自然保护区，2处国家级水产种质资源保护区。黄河河口处于海陆生态交错区，独特的黄河水沙情况和河口较弱的海洋动力，使河口长期处于淤积、延伸、摆动、改道的变化状态，湿地自然资源丰富，生物多样性较高，是我国暖温带最广阔、最完整的原生湿地生态系统，也是亚洲东北内陆和环西太平洋鸟类迁徙的重要“中转站”及越冬、栖息和繁殖地[5]。

2 黄河下游生态调度方案

2.1 生态调度目标

塑造维持下游河道生态廊道功能的流量过程，修复黄河下游代表物种栖息地和洄游通道等水生生态系统;为河口淡水湿地补充水源，满足河口近海区域淡盐水生境需求，促进黄河下游河道、河口三角洲及附近海域生态系统的自然修复。

2.2 生态调度期及调度过程拟定

（1）生态调度期。黄河下游是黄河鲤及平原性过河口鱼类的重要栖息地和洄游通道，是黄淮海地区鱼类生物多样性较丰富河段，该河段鱼类产卵繁殖及栖息地保护需水的关键期为4月至6月。综合考虑下游鱼类及湿地生态习性、生态用水情况、农业部关于禁渔期要求及下游春灌用水等因素，确定4月至6月为黄河下游生态调度期。

（2）可调水量分析。2020年4月1日小浪底水库蓄水量为70亿m3，比2019年同期多8亿m3，到7月1日，如果小浪底水库水位按235 m控制，那么蓄水量为15亿m3，即4月至6月小浪底水库可补水55亿m3。根据《2019年7月至2020年6月黄河可供耗水量分配及非汛期水量调度计划》，4月至6月小浪底水库入库水量为76亿m3，因此4月至6月小浪底水库可下泄水量为131亿m3。

（3）生态调度指标及过程拟定。根据生态调度期可调水量、生态需水过程及灌溉用水情况，兼顾小浪底水库发电需求，2020年4月至6月小浪底水库泄流过程：4月平均流量按1 000 m3/s控泄，5月上旬平均流量按1 200 m3/s控泄，5月中旬至6月21日平均流量按1 800 m3/s控泄，6月22日、23日分别按 2 600、3 500 m3/s控泄，6月24日至30日平均流量按4 000 m3/s控泄，2 600～4000 m3/s流量过程维持9 d。

2.3 2020年夏季大洪水演练

结合汛前腾库迎汛，黄河水利委员会防御大洪水实战演练从2020年6月24日开始，为期17 d，6月28日小浪底水库以峰值流量5 500 m3/s（小浪底水库投入运用以来的最大下泄流量）下泄12 h，分别在下游花园口、夹河滩、高村、孙口水文断面形成5 520、5 360、5 120、5 020 m3/s的洪峰流量。大洪水演练期间，黄河利津水文站流量从6月25日开始增大，流量为1 270 m3/s，7月3日流量达到4 460 m3/s，之后整体呈下降趋势，见图1。含沙量和流量表现出不同步的特征，6月28日含沙量增加到12.6 kg/ m3，6月30日下降到9.11 kg/m3，7月1日含沙量达到14.2 kg/ m3，之后整体呈先下降后上升趋势。

3 黄河下游生态调度效益监测方案

根据黄河下游和河口三角洲水生态特点、生态调度的目标，分别选取生态流量、下游典型河段水生生态、下游及黄河三角洲湿地、河口区陆生植被及土壤环境等因素进行调查、监测及分析评价，监测方案见表1。

4 黄河下游生态调度效果评估

4.1 生态流量及满足程度分析

根据《水利部关于印发第一批重点河湖生态流量保障目标的函》（水资管函〔2020〕43号）、《黄河下游生态流量试点工作实施方案》和《黄河水利委员会关于印发2020年黄河生态调度实施方案的通知》（黄水调〔2020〕57号）等文件要求，分别对黄河下游重要控制断面的生态基流、敏感期生态流量和生态廊道功能維持及湿地生态流量3个指标进行评价。

非汛期黄河下游重要控制断面花园口、利津等生态基流分别为200、50 m3/s;黄河下游主要断面为花园口和利津，其中：花园口非汛期敏感生态流量300～1 000 m3/s持续15 d以上;利津非汛期敏感生态流量75～1 000 m3/s;黄河下游生态廊道功能维持流量和湿地生态流量2 600～4 000 m3/s持续7 d以上[6-7]。

采用2020年同期实测流量超过生态基流、敏感期生态流量、生态廊道功能维持及湿地生态流量的天数与总时长的比值评价生态流量满足程度，评价结果显示，生态基流满足程度均为100%，满足生态基流要求。非汛期敏感期（4月至6月）花园口断面平均流量为1 651 m3/s，最小流量为865 m3/s（2020年4月5日）;利津断面平均流量为880 m3/s，最小流量为398 m3/s（2020年4月7日），黄河下游控制断面非汛期敏感期生态流量得到全面满足。4月至10月花园口、利津断面最大日均流量分别为5 170、4 460 m3/s，大于2 600 m3/s的日均流量分别有55、37 d，日均流量为2 600～4 000 m3/s的天数分别有26、27 d，满足黄河下游生态廊道功能维持流量和湿地生态流量2 600～4 000 m3/s持续7 d以上的要求。

生态调度使得黄河下游主要控制断面的生态基流、敏感期生态流量、生态廊道功能维持及湿地生态流量得到全面满足，下游河段主要断面生态基流保障程度由20世纪90年代的56%左右提高到现在的100%。

4.2 黄河下游鱼类及重要生境恢复情况

黄河鱼类种类数20世纪五六十年代河南段、山东段分别为103、118种，受人类开发活动影响，鱼类种类减少，近年来种类数增加。据调查2009—2010年，黄河干流河南段、山东段鱼类种类数分别为36、41种;2013—2017年黄河干流河南段鱼类有54种，山东段鱼类有48种;2018—2020年黄河干流河南段监测到鱼类62种，山东段监测到鱼类53种。

受下泄低温水影响，下游河段黏性鱼类产卵期有所延迟。根据鱼类的繁殖时间，鱼类性腺成熟后期的5月6日至20日和仔稚鱼期（孵化后可自由摄食，开始出现鳞片）的6月15日至26日对监测河段典型断面和产卵场的水温进行监测。结果显示，5月上旬，未受低温水影响的伊洛河入黄口河段水温为21.6～22.6 ℃，平均温度为22.2 ℃，达到鲤鱼繁殖产卵温度。受低温水影响的下游河段，河南段主河道水温为12.2～17.3 ℃，平均温度为15.5 ℃，低于鲤鱼产卵的最低温度18.0 ℃;山东段主河道水温为21.0～25.3 ℃，平均水温为22.6 ℃，达到鲤鱼繁殖产卵温度。说明受低温水影响范围主要在河南段，山东段几乎不受影响。2020年水温较2018年、2019年同期高1.0～1.9 ℃。5月水温升高，低温水对鱼类性腺发育和繁殖的影响减小，根据2019年的监测结果，影响范围减小260 km，产卵时间提前4～5 d。2008—2011年黄河巩义河段产卵期比伊洛河河口段推迟了30 d左右[8]，2019—2020年黄河巩义河段产卵期比伊洛河河口段推迟了12～13 d，低温水下泄引起的产卵期推迟现象有所改善，但5月低温水依然是影响河南段产卵期延迟的主要因素。

4.3 下游河漫滩湿地恢复情况

2020年汛期进入下游水量丰沛，流量大且持续时间长，对下游河道湿地的补给较为有利。通过漫滩、出汊等方式，使河道湿地面积有较大幅度增加。在流量为4 970 m3/s条件下，水面面积达到46 157 hm2，而汛期全河段河道湿地面积达到47 216.7 hm2。非汛期河道湿地面积42 821.1 hm2，汛期和非汛期相比，河道湿地面积增加了10.3%。与2019年同期相比，2020年河道湿地面积增加了7.2%，滩地面积增加了20.7%。总体上，黄河下游河流湿地面积与流量大小密切相关，大洪水演练对下游河道湿地进行了充分补给，河道湿地面积明显增加。

4.4 河口三角洲湿地恢复状况

大流量洪水下泄进一步打开了黄河下游的生态调度空间，为河口三角洲和近海地区生态环境带来“输血型”改善。至2020年7月17日，黄河三角洲国家自然保护区累计补水1.15亿m3，补水量创历史新高。2008年以来，为修复黄河三角洲自然保护区受损淡水湿地生态系统，黄河水利委员会实施了生态补水，2008—2020年，累计向黄河三角洲淡水湿地恢复区补水5.79亿m3，基本实现了河口三角洲核心淡水湿地人工生态修复，尤其是刁口河流路恢复过水及尾闾湿地补水对黄河三角洲退化湿地具有积极修复作用。2020年河口地区代表性湿地芦苇沼泽湿地面积达到1.73万hm2，超过20世纪90年代初自然保护区建立时1.4万hm2的水平。东方白鹳2003年开始在自然保护区筑巢繁殖，数量逐年增加，2016年达到67巢、繁殖幼鸟196只，2020年达到115巢、繁殖幼鸟315只，黄河三角洲湿地成为东方白鹳全国最大繁殖地。

5 建 议

（1）深化黄河下游生态调度实践。1999年以来，黄河开展了水量统一调度，实现了22 a黄河不断流，对于缓解下游和河口因水资源失衡所产生的生态恶化趋势，促进黄河下游及河口三角洲、渤海黄河口水域等受损生境和环境的修复发挥了重要作用。习近平总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上肯定了黄河水资源管理和调度取得的巨大成绩，同时指出了黄河生态流量偏低的问题，提出要保护黄河下游河口三角洲生物多样性，维持河流生态系统健康。生态流量是保证河流生态系统完整的主要控制因素和重要抓手，在生态调度取得成功经验的基础上，继续开展黄河下游生态调度对维护黄河健康生命具有重要意义。

（2）加强生态调度效果评估。生态调度的效益研究需要长期的生态监测和后评估工作做支撑，只有通过长期的对比分析，研究黄河下游及黄河三角洲生态系统长期变化和规律，才能揭示生态调度的影响和效益。应进一步加强水生态调查监测和效果评估，不断检验生态流量指标和生态调度方案的科学性，为黄河水资源优化配置及生态调度效益充分发挥提出科学合理的意见与措施建议，并根据管理需要，建立全河生态流量監测体系及信息化平台，实现监测数据实时报送，提升生态流量监测的自动化与信息化水平。

参考文献：

[1] 水利部黄河水利委员会.黄河流域综合规划（2012—2030年）[M].郑州：黄河水利出版社，2013：1-34.

[2] 邓铭江，黄强，畅建霞，等.大尺度生态调度研究与实践[J].水利学报，2020，51（7）：757-773.

[3] 苏茂林.开展更高水平的黄河水量调度[J].人民黄河，2021，43（1）：1-4.

[4] 习近平.在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上的讲话[J].求是，2019（20）：4-11.

[5] 连煜，张建军，王新功，等.黄河三角洲生态修复与栖息地保护[J].环境影响评价，2015，37（3）：6-17.

[6] 黄河水利委员会水资源管理与调度局.不断深化全河生态流量保障的黄河实践[J].中国水利，2020（15）：44-46，49.

[7] 乔西现.黄河水量统一调度回顾与展望[J].人民黄河，2019，41（9）：1-5，25.

[8] 黄锦辉，王瑞岭，葛雷，等.黄河干支流重要河段功能性不断流指标研究[M].郑州：黄河水利出版社，2016：56-72.

【责任编辑 吕艳梅】