长江流域生态流量满足程度及其保障措施研究

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  摘要:
  保障和管理河湖生态流量是加强水资源开发利用管控的基本要求,是实施“长江大保护”和“高质量发展”的重要内容。采用Qp法、Tennant法等生态流量计算方法,结合流域综合规划、水量分配方案、环评批复及取水许可等已有成果,计算确定长江流域重要河流控制断面的生态流量;采用1956~2016年控制断面长序列月均及日均径流数据,分析各控制断面生态流量满足程度。结果表明:长江流域重要河流主要控制断面除彭山、日喀则、海埂、宜昌断面月均生态流量满足程度较低,分别为87.6%、92.1%、92.1%和74.9%以外,其余控制断面生态流量月均满足程度均高于95.0%;各控制断面的日均生态流量满足程度均高于90.0%,采用2012~2016年近5 a的日均数据分析可知,清江高坝洲和抚河李家渡2个控制断面生态流量日均满足程度低于90.0%,分别为88.0%和85.0%,主要原因是天然来水偏枯及上游水利工程调度管理监管不严。根据分析结果,从健全法规体系、强化工程生态调度、完善监测体系、加强监督检查及科学研究等方面提出了长江流域片生态流量保障措施,可为流域水资源保护监督管理提供参考依据。
  关 键 词:
  长江流域片; 生态流量; 满足程度; 保障措施
  中图法分类号: TV213.4
  文献标志码: A
  DOI:10.16232/j.cnki.1001-4179.2021.07.012
  0 引 言
  生态基流是为维护河湖等水生态系统功能不丧失,需要保留的底限流量(水量、水位、水深)过程中的最小值[1]。保障河湖生态流量是加强水资源开发利用管控、推进河湖生态保护修复的基本要求,事关生态文明建设和水利改革发展的全局。生态流量保障与管理工作备受关注。李原园等[2]分析了新时期河湖生态流量确定与保障工作的若干思考,提出了不同区域不同类型河湖生态流量确定的准则;张建永等[3]研究了全国主要河湖生态需水保障对策;王晓红等[4]研究了绿色水利水电工程规划建设中的生态流量保障措施;王建平等[5]研究了河湖生态保障的认识与思考,总结分析了中国生态流量管理的现状与成效,提出了对策建议。长江是中国水资源配置的重要战略水源地、水电开发的主要基地、重要鱼类资源及珍稀水生生物的天然宝库。保障长江流域生态流量,是贯彻落实长江经济带高质量发展的重要举措。诸多学者对长江流域生态流量管理现状及存在的问题进行了研究。杨谦[6-7]梳理了长江流域生态流量管理工作成效,分析了生态流量监管存在的问题,提出了长江流域生态流量管理的建议和举措;涂敏等[8]针对长江流域生态流量存在的主要问题,提出了相关工作建议;李英海等[9]以溪洛渡-向家坝水库为例开展了基于生态流量需求的梯级水库汛末蓄水调度研究;王鸿翔等[10]选取湘江(湘潭)为控制性断面,采用生态流量年内展布法和IHA-RVA法,研究提出湘潭断面最小生态流量为639.6 m3/s,适宜生态流量为983.4 m3/s;孟帆[11]针对广东省生态流量保障工作面临的压力与挑战,梳理了近年来保障生态流量工作成效,提出以生态流量保障工作为牵引,促进广东幸福河湖建设,保障区域高质量发展。由此可见,生态流量保障管理作为维持河湖生态环境健康、满足人民群众日益增长的优美生态环境需要的重要内容,是当前及今后一段时期河湖保护管理的重要措施之一,其重要性已被社会公众普遍认可。
  以长江流域片(不含太湖)为研究对象,提出控制断面选取原则,确定长江流域片生态流量控制断面名录,根据生态流量计算规程规范,采用1956~2016年长序列流量数据,计算确定长江流域片控制断面生态流量(水位),分析各控制断面月均、日均生态流量满足程度及其成因,提出相应的生态流量保障措施,为流域水资源保护与监管提供决策依据。
  1 控制断面选取
  1.1 断面选取原则
  控制断面的选取遵循以下原则:① 代表性原则。断面设置力求少而精,选取的断面应具有很好的代表性,可以较好地反映区域水文水资源和生态环境状况。② 充分利用资料原则。控制断面尽量利用现有的监测断面,以便取得相应水文和生态环境资料。③ 与工程控制结合原则。控制断面尽量与重点水利水电工程相结合,以突出工程生态调度的可调控性。④ 重点控制原则,长江流域选取流域面积在1万km2以上跨省河流和5万km2以上重要支流在下游设置控制断面并对长江干流入海口水域设置控制断面;对西南诸河如拉萨河等水资源开发利用程度较高的河流设置控制断面。
  1.2 控制断面确定
  基于上述选择原则,结合重要河湖基本情况,选取54条河流和4个湖泊共58个控制断面,涉及流域内34条重要河湖(30条河流,4个湖泊),如表1所列。
  2 生态流量计算方法
  2.1 生态流量
  基于长江流域综合规划(2012~2030年)、水量分配方案、取水许可、环评批复等已有成果,采用SL/Z 712-2014《河湖生态环境需水计算规范》中Qp法、Tennant法等方法对生态流量成果进行复核确定。① 已有成果的断面:对比分析1956~2000年和1980~2016年兩个水文系列径流数据,若变化不大(幅度小于10%),采用已有成果或上游控制性工程环评批复等成果;若变化较大(幅度大于10%),则复核分析原成果的合理性。② 新增断面(无相关成果):以断面所在水文站1956~2000年长系列资料为基础,采用相关方法进行核算,并结合干支流、上下游相关成果分析其合理性。
  2.2 生态水位
  根据湖泊生态环境状况和历史水文资料,主要采用天然水位资料法,结合湖泊形态分析和生物最小空间需求法,同时参考《洞庭湖鄱阳湖综合治理与保护措施方案》等成果,综合确定洞庭湖、鄱阳湖的生态水位。
  3 生态流量确定   根据上述生态流量计算方法,计算确定长江流域重要河湖奔子栏、宜昌等58个控制断面生态流量,由于部分断面生态流量目标值较为敏感,仅列出大部分控制断面生态流量值,如表2所列。滇池海埂控制断面的水位为1885.5 m,巢湖忠庙控制断面的水位为6.8 m。
  4 生态流量满足程度分析
  4.1 计算方法
  重要河湖生态流量满足状况采用月均满足程度和日均满足程度进行评价。月均满足程度为月均流量大于等于生态基流的月数占1956~2016年长系列总月数(732)的比值。依据《水利部办公厅关于开展重要河湖生态水量调查工作的通知》要求,日均满足程度为日均流量大于等于生态基流的天数占2012~2016年长系列总天数(1 827 d)的比值。
  根据长江流域片水资源条件、工程调控能力、生态保护重要性等因素,结合水利部水利水电规划设计总院《关于印发2019年重点河湖生态流量(水量)保障实施方案编制及实施有关技术要求的通知》要求,确定长江流域片重要河湖生态流量(水位)目标的设计保证率为90%。
  4.2 满足程度分析
  4.2.1 月均满足程度分析
  根据控制断面1956~2016年长序列实测月均水文数据,分析各控制断面月均生态流量满足情况。经分析可知:除了日喀则、宜昌控制断面月均生态流量满足程度低于90.0%(分别为87.6%和74.9%)以及彭山、海埂控制断面月均生态流量满足程度低于95.0%(均为92.1%)以外,其余控制断面均能达95.0%以上。主要原因为:① 日喀则控制断面由于受上游用水影响,1958~2004年的1~5月实测来水较小,但2012~2016年月均生态流量满足程度达到100%;② 宜昌控制断面主要受上游三峡水库建设运行的影响,三峡水库运行后(2008~2016年),月均生态流量满足程度达95.0%以上;③ 彭山断面由于外江用水量增大,枯水期通过都江堰进入金马河的水量较少,紫坪铺电站建成运行后,2012~2016年月均生态流量满足程度达到99.9%;④ 海埂控制断面主要是受2001~2010年滇池水位持续走低的影响,但牛栏江-滇池补水工程实施后水位基本满足要求,2012~2016年月均流量满足程度达到100%。
  4.2.2 日均满足程度分析
  通过收集奔子栏、宜昌、武胜、黄家港、城陵矶、湖口等23个控制断面(见表1)1956~2016年日均水文数据,经分析可知:除了宜昌控制断面日均生态流量满足程度为73.6%外,其余各控制断面均高于90.0%,且石鼓和小河坝2个控制断面的满足程度为100%。宜昌断面日均生态流量满足程度较低,主要受三峡水库建设运行的影响,三峡水库建库后(2008~2016年)日均生态流量满足程度达94.6%。根据近5 a(2012~2016年)日均水文数据分析可知,清江高坝洲和抚河李家渡2个控制断面日均生态流量满足程度低于90.0%,分别为88.0%和85.0%。初步分析原因为2015年11~12月、2016年10~12月天然来水偏枯及高坝洲水电站未按要求泄放生态流量;抚河李家渡断面由于受上游焦石坝等工程的影响,将河道水量引至赣抚平原灌区进行灌溉,从而挤占下游生态用水,导致生态流量难以满足要求。
  5 生态流量保障措施
  长江流域片生态流量保障重点以保障河流生态基流为基础,统筹好防洪、兴利与生态的关系,协调好上游与下游、河流與湖泊等水体生态环境需水量的关系。为保障河流生态流量,分别从法规体系、工程调度、监测评估、监督检查、科技支撑等方面提出保障思路,形成河湖生态流量须保障(有规定有要求)、能保障(有措施有手段),并能够监督考核的保障体系,为水资源保护管理提供科学依据。
  5.1 推动生态流量管理法规体系建设
  建立健全生态流量管理的法规体系建设,明确保障生态用水在水资源开发利用和节约保护中的地位,出台流域生态流量监督管理办法等规范性文件,明确流域与区域间的生态流量管理职责,提出考核要求,为生态流量管理奠定法律基础。
  5.2 加强水利工程生态调度
  以流域为单元,统筹协调流域上下游、干支流,结合水资源开发情况,建立以水库、水电站、闸坝、取水口等水利工程为主的流域生态调度方案,明确调度目标及相应的调度管理要求,结合最严格水资源管理制度、取水许可等,确定主要控制断面以上经济社会用水管控要求。加强岷江、沱江、汉江等主要支流以及金沙江下游已建梯级电站的生态调度。
  5.3 完善生态流量监测体系
  在现有水文站网基础上,优化监测站点布局,采用互联网、云计算、大数据、物联网等技术手段,建立健全长江流域片生态流量监管平台,明确监测方式、监测内容、监测频次及报送机制,重点加强清江高坝洲和抚河李家渡等控制断面上游水利工程下泄流量的监控;建立视频监控及提升枯水期生态流量监测监控能力。
  5.4 强化生态流量监督检查
  建立日常监督检查和专项监督检查相结合的监督检查制度,加强抚河焦石坝、清江高坝洲、隔河岩、水布垭等水利工程生态流量泄放情况的监督检查,将河湖生态流量保障情况纳入最严格水资源管理制度考核,制定长江流域片生态流量保障情况月报、年报等通报制度,建立公众监督平台,接受社会公众监督。
  5.5 加强科学研究技术支撑
  针对河流水文条件、生态特征和开发利用程度、工程调控能力,研究长江流域片河流分类分区生态流量计算方法,进一步完善生态流量计算方法标准体系;进一步加强鄱阳湖、洞庭湖等湖泊生态水位及保障研究,以及中华鲟等重要物种生态需水过程研究;加强流域生态流量监控体系建设和生态水量(流量)考核评估,为水资源保护管理提供科学依据。
  6 结 语
  开展长江流域生态流量满足程度及保障措施分析是摸清长江生态流量基础性台账,夯实长江生态流量管理的有利举措,对生态流量的认识深度和管理的践行力度事关长江河湖改善和美丽长江的实现程度。本文在计算确定长江流域重要河流控制断面生态流量目标的基础上,采用1956~2016年控制断面长序列月均及日均径流数据,分析了各控制断面生态流量满足程度及满足程度偏低的原因,提出了加强长江流域生态流量保障的建议措施。十四五时期,中国首部流域性法律出台实施,水利改革发展也迈入了新发展阶段,长江流域生态流量管理工作需要以维护长江河湖生态健康为目的,严格落实《长江保护法》有关生态流量管控要求,逐步建立起以生态流量目标管控为抓手的水资源刚性约束体系,倒逼提高水资源集约节约利用水平,实现长江人与自然和谐共生。   参考文献:
  [1] 中华人民共和国水利部.水利部关于印发第一批重点河湖生态流量保障目标的函[R].北京:中华人民共和国水利部,2020.
  [2] 李原园,廖文根,赵钟楠,等.新时期河湖生态流量确定与保障工作的若干思考[J].中国水利,2019(17):13-16.
  [3] 张建永,王晓红,杨晴,等.全国主要河湖生态需水保障对策研究[J].中国水利,2017(23):8-11.
  [4] 王晓红,张建永,廖文根,等.绿色水利水电工程规划建设中的生态流量保障措施研究[J].环境保护,2018,46(3):60-64.
  [5] 王建平,李发鹏,孙嘉.关于河湖生态流量保障的认识与思考[J].水利经济,2019(4):9-12.
  [6] 杨谦.加强长江流域生态流量管理的建议和举措[J].长江技术经济,2020,4(1):1-5.
  [7] 杨谦.推荐生态流量管理全覆盖 维护长江健康水生态[J].中国水利,2020(15):40-43.
  [8] 涂敏,易燃.长江流域生态流量管理实践及建議[J].中国水利,2019(17):64-66,61.
  [9] 李英海,夏青青,张琪,等.考虑生态流量需求的梯级水库汛末蓄水调度研究:以溪洛渡-向家坝水库为例[J].人民长江,2019,50(8):217-223.
  [10] 王鸿翔,桑明崎,查胡飞,等.基于生态水文学法的湘江生态流量研究[J].人民长江,2019,50(8):70-73.
  [11] 孟帆.强化生态流量保障 建设广东幸福河湖[J].中国水利,2020(15):72-74.
  (编辑:谢玲娴)
  引用本文:
  邓志民,李斐,邓瑞,等.
  长江流域生态流量满足程度及其保障措施研究
  [J].人民长江,2021,52(7):71-75.
  Study on satisfaction degree of ecological flow and its guarantee measures
  in Changjiang River Basin
  DENG Zhimin,LI Fei,DENG Rui,LIU Jinzhen,ZHANG Dengcheng
  (Changjiang Water Resources Protection Institute,Wuhan 430051,China)
  Abstract:
  Guaranteeing and managing the ecological flow of rivers and lakes are the basic requirement of strengthening the control of water resources development and utilization,and are important contents of implementing “The majorprotection of the Changjiang River” and “The high-quality development”.Combined with the research findings of the comprehensive regulation,the water quantity allocation scheme,the environmental impact assessment documents and the water license of the Changjiang River basin,Qp method and Tennant method were applied to determine the ecological flows of important monitoring sections in the Changjiang River Basin.Long term monthly and daily mean runoff data from 1956 to 2016 were used to analyze the satisfaction degree of ecological flow in each monitoring section.The results indicated that the monthly average satisfaction degrees of the monitoring sections were higher than 95%,except for Pengshan,Rikaze,Haigeng and Yichang,the monthly average satisfaction degrees of which were 87.6%,92.1%,92.1% and 74.9%,respectively.According to the analysis of average daily data from 2012 to 2016,the average daily satisfaction degree of ecological flow of each monitoring section was higher than 90%,except for Gaobazhou (88.0%) in Qingjiang River and Lijiadu (85.0%) in Fuhe River.This might be due to the less-than-normal rainfall and the poor supervision on the dispatch of the upstream water conservancy projects.Finally,in order to provide references for the supervision and management of water resources in the Changjiang River Basin,we suggested measures to guarantee the ecological flow of the Changjiang River Basin from the perspectives of improving the legal system,strengthening ecological engineering scheduling,improving the monitoring system,reinforcing supervision,inspection and scientific research.
  Key words:
  Changjiang River Basin;ecological flow;satisfaction degree;guarantee measures
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