南通市重点河流生态流量确定及管控措施探讨
2021-12-13张帅挺
张 云 张帅挺
(江苏省水文水资源勘测局南通分局,江苏 南通 226006)
河流生态流量是维系河湖生态功能、控制水资源开发利用强度的基础性指标,是统筹生产、生活、生态用水的重要基础,在水资源配置与调度中具有基础性、先决性的重要地位。保障河流生态流量,事关河道健康、事关生态文明建设、事关高质量发展。本文在对南通市重点河道生态流量计算分析及面临形势分析的基础上,按照新时期治水思路要求,提出了骨干河道生态流量管控措施,为推进河道生态流量保障提供技术支撑和参考。
1 区域河流水系概况
南通市位于江苏省东南部、长江入海口北侧,滨江临海,水网密布,属典型的平原水网地区。境内河流众多,主要包括流域性河道长江以及区域内河。长江南通段全长87km,多年平均径流量9454亿m3,水资源丰富,是南通市的主要供水水源,也是南通市对外开放、内联外引的重要渠道。南通市全市列入《江苏省骨干河道名录》的河流共有53条,流域性河道2条(长江、通榆河),区域性骨干河道12条,重要跨县河道和重要县域河道41条。区域主要骨干河道有海运河、九圩港河等,均为一级河道,总长729.88km;二级河道105条,总长1760.58km。另外,其余三级和三级以下河道由大、中、小沟组成,是面上的沟网,起到蓄水、引水、排水、汇流作用,成为调节各级河网的枢纽。
南通水资源本底条件优越,水利工程基础扎实,全市沿江拥有自流引水能力大于20m3/s的大中型涵闸8座,动力提水泵站3座,提水能力300m3/s,自流引江涵闸多年平均引江水量33.78亿m3,最大引江水量59.92亿m3,为南通市经济社会发展提供了有力的水资源保障。南通市12条一级河道情况见表1,南通市水系情况见图1。
图1 南通市水系情况
2 河流生态流量的确定
2020年4月,水利部印发《关于做好河湖生态流量确定和保障工作的指导意见》[1],为各地开展河流生态流量保障工作提供了基本遵循。目前河流生态流量的计算方法有水力学法、水文学法、生态环境模拟和组合法。针对南通市河网水系特征,本文采用水文学法计算河流生态流量(水位)。水文学法以历年水文数据为基础,通过水文指标来确定生态需水量。水文学法常用的有Tennant Methods法、7Q10法、年最低水位法以及最小月平均径流法等。
2.1 研究方法选取
南通地区水系相对独立且较为封闭,水文站基本布设于沿江沿海口岸,受潮汐与闸门开启影响,水位波动较大,流量记录等资料无法直接使用,生态环境资料尚未收录完整,内河骨干河道均设有水位站。南通市重点河流上大都设置了水位站点,最早的新通扬通榆河海安(串)水位站建设于1950年,可作为代表水位站,其建站时间满足水文计算要求(大于30年),系列资料长度丰富,精度高,整编情况完好,符合《水利工程水利计算规范》和《水文调查规范》的要求,具有较高的代表性、可靠性和一致性。
根据《生态河湖状况评价规范》(DB32/T 3674—2019),无流量监测资料的河流,采用生态水位计算方法。本文选择水文学法中的年最低水位频率法作为研究方法。
2.2 河流生态水位的确定
根据南通市河流的水系特征,选取重点河道上设置的代表性水位站作为研究对象,采用生态水位计算方法,根据水位频率曲线法计算河流的生态水位。9个代表水位站点设计参数及不同保证率下年最低水位情况见表2,90%保证率条件下南通市12条重点河流的最低生态水位见表3。
表2 代表水位站点设计参数及不同保证率下年最低水位
表3 90%保证率条件下南通市12条重点河流的最低生态水位
3 南通市河流生态流量管控措施
3.1 生态流量管控的难点
河流生态流量管控涉及目标确定、调度管理、监测预警、评价监管多个方面,是一项复杂的系统工程。同时,受区域水资源禀赋条件限制、河流生态特点差异、水资源开发与调控能力等因素影响,构建符合新时代水生态文明建设要求的南通市河流生态流量管控体系面临着众多挑战。
3.1.1 河流生态特征和保护要求差异
南通市以通扬运河、如泰运河为界,分属长江和淮河两大水系。长江流域河流主要以满足重要湿地、珍稀特有鱼类生境以及鱼类“越冬场、产卵场、索饵场”等敏感保护目标用水需求为主;淮河流域河流主要以维持河流通道、维持生态系统健康为重点。每条河流生态流量目标各不相同,受河流生态节律和保护要求等多重因素影响,且随着时间的推移,其需求会发生变化[2]。因此,只能根据每条河流的特征制定对应的生态流量保障方案来实施。
3.1.2 水资源开发利用及调控差异
南通本地水资源具有时空不均、春夏水多、秋冬水少等特点。水资源保障主要通过水利工程调度长江水资源,沿江涵闸引水受潮汐变化限制,内河靠自流引水难度加大,尤其是干旱和枯水期河网末梢生态用水得不到保障。不同河流的生态环境保护要求及水资源开发利用程度具有一定的差异性,难以制定统一标准的生态流量确定及保障方案,这给河流生态流量目标的确定带来了一定的复杂性[3]。
3.1.3 年内年际水文过程的不确定性
南通市共有8座大中型沿江涵闸、3座动力提水泵站,沿江涵闸调水工程的实施一定程度上造成了河流的水位、流速等水力学因子发生变化,使得河流的水文过程具有一定的随机性,这与生态流量的确定性要求存在矛盾,特别是本地水资源年内年际变化大更是加剧了这种矛盾,给河流生态流量目标的确定带来了挑战[4]。因此,只能以典型年来水水文情势作为分析基础。
3.2 河流生态流量管控措施
针对南通市河流生态流量管控的难点,应贯彻落实新时期治水思路要求,统筹生态需水、生产用水、生活用水,从理论方法、技术体系、管理机制等方面加强河流生态流量管控的研究,形成科学合理的管控体系[5]。
3.2.1 明确保护对象
生态保护对象是河流生态流量确定的核心。要深入开展区域重点河流水资源、水生态本底调查,从而摸清“家底”。针对不同河流的自然状况、生态功能、保护要求及开发利用现状,分批制定河流生态流量保障实施方案,分步推进实施。
3.2.2 明确保护要求
要以保障河流生态保护对象用水需求为出发点,系统梳理南通市12条一级河道涉水生态功能区划、生态红线管控等资料,分析河流生态环境特征以及生态敏感区分布,明确河流生态功能定位及保护要求。
3.2.3 加强水文监测
在确定生态流量(水位)的基础上,结合南通市境内水文站网、调水工程及闸坝工程布局等,在重要控制断面建设生态流量在线监测设施,加强水文过程的监测。定期发布河流生态流量(水位)数据,定期评估河流生态流量(水位)满足程度[6]。
3.2.4 加强生态监管
对于九圩港河、焦港河等水资源丰富、调水工程完备的河流,加强调水工程的运行管理,形成基于保障生态基流的水利工程调控机制[7-9]。同时,对照下达的生态流量目标,加强生态流量监管,跟踪评估生态调度效果。
3.2.5 强化科技研究
强化水文与生态等跨学科研究,通过持续监测评估,提升对河流自然规律的认知。加强来水不确定性的分析,开展水文情势改变与生态响应之间关系的研究[10]。开展基于生态流量目标需求的水资源开发利用程度研究,科学设置生态流量与区域水资源开发利用率的控制阈值。
4 结 语
河流生态流量管控是一项崭新的工作,需要不断探索和创新,在实践中不断强化认知、优化管理,不断提升河流生态流量保障水平和管控能力。做好河湖生态流量管控工作,要以 “节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路为指导,坚持以水而定、量水而行,统筹生产、生活、生态用水需求,强化水资源刚性约束,确保水资源安全和生态安全,为美丽南通建设和经济社会高质量发展提供水资源保障。