渭河生態(tài)基流分析及其保障問題探討西安理工大學(xué)周孝德

1、渭河生態(tài)基流分析及其保障問題探討1、渭河概況及其存在問題2、渭河寶雞段生態(tài)基流3、渭河寶雞段生態(tài)基流盈虧分析4、渭河關(guān)中段生態(tài)基流保障措施研究5、結(jié)語及展望11、渭河概況及其存在問題1.1 渭河概況 渭河是黃河的第一大支流，是中華民族最重要的發(fā)祥地之一，也是陜西的母親河。渭河兩岸分布著甘肅的天水、陜西的寶雞、咸陽、西安、銅川、渭南六個(gè)大中城市，是大關(guān)中經(jīng)濟(jì)圈的核心區(qū)域，被國(guó)家確定為在西部大開發(fā)中優(yōu)先發(fā)展和重點(diǎn)發(fā)展的三大板塊之一。改革開放30年來，過度的開發(fā)和嚴(yán)重的污染，已明顯制約著關(guān)中天水經(jīng)濟(jì)區(qū)的健康發(fā)展，污染和生態(tài)基流保障已經(jīng)到了非解決不可的地步。21.2 渭河存在的主要問題 渭河關(guān)中段水環(huán)

2、境存在的問題，用當(dāng)?shù)匕傩盏脑捳f，叫“上游水干了、中游水臟了、下游塞滿了”。即缺水、污染、淤積。主要表現(xiàn)在于：（1）水量嚴(yán)重不足，生態(tài)環(huán)境用水得不到保障；（2）水質(zhì)惡化，河段水體功能無法滿足，危及人體健康，影響經(jīng)濟(jì)、社會(huì)安全；（3）水土保持不容樂觀，水沙流失嚴(yán)重。31.3 渭河水環(huán)境問題的原因（1）資源性缺水（2）浪費(fèi)嚴(yán)重（3）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理且治理設(shè)施不足（4）管理薄弱 渭河是我國(guó)西部經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)水資源缺乏、污染嚴(yán)重、多泥沙河流的典型代表。渭河問題是黃河問題的縮影，治理渭河在黃河流域具有典型性和示范性。因此，國(guó)家重大科技水專項(xiàng)專門設(shè)立了“渭河水專項(xiàng)”課題。42、渭河寶雞段生態(tài)基流 2.1 生態(tài)

3、基流概念 對(duì)于一條常年性河流，具有流動(dòng)的足夠的水量是維持河流生態(tài)環(huán)境功能的最基本條件，如果發(fā)生河道斷流，原有的水生環(huán)境遭受到嚴(yán)重的破壞，即使再次復(fù)水，河流系統(tǒng)也很難恢復(fù)到原來的水生生態(tài)系統(tǒng)，甚至一些本地特有的物種將從此滅絕。因此，為了防止渭河河道萎縮或斷流，維持河流基本的生態(tài)環(huán)境功能，河道中常年都應(yīng)保持一定比例的基本流量。河道生態(tài)基流的概念是基于此而提出。 河道生態(tài)基流量，是生態(tài)環(huán)境需水的一個(gè)組成部分。關(guān)于此概念，至今國(guó)內(nèi)外沒有形成一個(gè)明確統(tǒng)一的定義。很多學(xué)者根據(jù)自己的理解，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，考慮研究區(qū)域的具體狀況，從不同的角度進(jìn)行了界定，并賦予其不同的含義。我們認(rèn)為生態(tài)基流是為維持區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)基

4、本功能健康發(fā)展或改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量所需要的一定水質(zhì)要求下的適宜水量。在實(shí)際工作中，往往確定的是最小流量。52.2 渭河寶雞段生態(tài)基流計(jì)算 從20世紀(jì)70年代至80年代末期，陸續(xù)出現(xiàn)了許多河道生態(tài)基流量的計(jì)算方法。最初根據(jù)水文歷史資料提出了一些基于水文學(xué)的方法，如7Q10法、Tenant法等；后來水力學(xué)家根據(jù)河道斷面參數(shù)判斷河流所需流量，形成了基于水力學(xué)的方法，如濕周法、R2CROSS法等；再后來又將水力分析與生境評(píng)價(jià)相結(jié)合，提出了基于生境適宜性評(píng)價(jià)和模擬的方法，如IFIM法等。20世紀(jì)90年代之后，隨著河流連續(xù)統(tǒng)等思想的提出，河道生態(tài)環(huán)境需水理論開始完善，又出現(xiàn)了一些注重對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)整體考慮的

5、新方法，如BBM法、澳大利亞的整體法等。 國(guó)外河道最小生態(tài)需水計(jì)算方法很多。但由于生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性，沒有一種被公認(rèn)的通用方法。多數(shù)計(jì)算方法為經(jīng)驗(yàn)的和半經(jīng)驗(yàn)的方法。由于我國(guó)生態(tài)資料缺乏，一些計(jì)算方法無法使用。因此，研究適合我國(guó)河流生態(tài)特性和資料條件的計(jì)算方法成為生態(tài)需水研究的重要問題。6基于以上考慮，并結(jié)合現(xiàn)有的資料情況，選擇流速法、最小月平均流量法與Tennant法分別對(duì)渭河的生態(tài)基流進(jìn)行計(jì)算。然后通過對(duì)不同方法的計(jì)算結(jié)果與相關(guān)規(guī)劃進(jìn)行合理性分析，最終確定渭河生態(tài)基流量的大小，為未來水資源的開發(fā)利用和生態(tài)城市建設(shè)提供依據(jù)。以寶雞段為例：渭河寶雞段的生態(tài)基流量計(jì)算計(jì)算方法計(jì)算結(jié)果（m3/s）最小

6、月平均流量法18.8流速法13.99Tennant法12.34段首控制法（自凈需水）16.4陜西省渭河流域綜合治理規(guī)劃10陜西省水資源管理辦公室8根據(jù)以上各種計(jì)算結(jié)果，考慮到寶雞段水資源利用現(xiàn)狀，初步考慮該斷面的生態(tài)基流量可定為10 m3/s，下面按此數(shù)據(jù)進(jìn)行盈虧分析。73、渭河寶雞段生態(tài)基流盈虧分析 對(duì)于管理決策者來說關(guān)心的是生態(tài)基流的盈缺過程，尤其是生態(tài)流量缺口的大小、缺口量在時(shí)間和空間上的分布以及如何進(jìn)行調(diào)配水量才能滿足河道生態(tài)基流的要求，使河道生態(tài)環(huán)境健康發(fā)展等。對(duì)渭河寶雞段生態(tài)基流的盈缺情況進(jìn)行評(píng)價(jià)并分析造成生態(tài)基流缺失的影響因素，以便為研究區(qū)段水資源合理配置和水生態(tài)保護(hù)提供參考。

7、渭河寶雞段年平均實(shí)測(cè)流量基本上都能滿足河道生態(tài)基流量的要求，特別是1994年之前幾本沒有不滿足的年份。而19942004年的實(shí)測(cè)多年平均流量只有9.04m3/s，這11年中有9年不能滿足河道生態(tài)基流量的要求，連續(xù)多年出現(xiàn)生態(tài)基流缺水與該時(shí)期氣候干旱，天然徑流量減小，加之林家村上游渠道引水等原因有關(guān)。8 對(duì)1972-2006年林家村寶雞峽渠首引水前后的河道生態(tài)基流量情況進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：引水前河道基本滿足生態(tài)基流要求，而引水后、特別是1994-2002年生態(tài)基流的滿足程度明顯降低。渠首35年間年平均引水量占到河道徑流量的33%，由此可見灌區(qū)引水對(duì)河道生態(tài)基流量影響較大。魏家堡水電站的引水發(fā)電

8、對(duì)渭河寶雞市區(qū)段生態(tài)基流的缺失也有一定影響。因此，我們需要在考慮渭河寶雞市區(qū)段生態(tài)基流的基礎(chǔ)上，來進(jìn)行水資源的合理利用，通過有效調(diào)度來達(dá)到資源最優(yōu)化。 此外支流補(bǔ)給雖對(duì)生態(tài)基流缺水有緩解作用。 目前我們正在研發(fā)渭河關(guān)中段生態(tài)基流保障與水質(zhì)改善多目標(biāo)調(diào)控模型，為渭河關(guān)中段水資源的綜合調(diào)控與基流保障服務(wù)。94、渭河關(guān)中段生態(tài)基流保障措施研究 我省正在大力推進(jìn)的引漢濟(jì)渭等南水北調(diào)工程對(duì)解決關(guān)中水資源短缺及渭河生態(tài)用水問題意義重大，但要從根本上解決渭河的生態(tài)用水問題，必須立足現(xiàn)實(shí)，著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)，前瞻性考慮。4.1 水資源合理利用與節(jié)約 渭河由于流域干旱少雨，生態(tài)環(huán)境脆弱，水資源開發(fā)利用受多種條件制約。由于

9、渭河天然來水量的減小，非汛期河道流量銳減甚至斷流，無法保證河道生態(tài)基流量。為了增加渭河生態(tài)基流量，改善渭河生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)水資源可持續(xù)利用，必須強(qiáng)調(diào)水資源的合理利用與節(jié)約。 渭河流域達(dá)到節(jié)水灌溉標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)灌溉面積僅占有效灌溉面積的20%，農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水潛力巨大。工業(yè)用水是城市用水重要組成部分，一般占城市總用水量的4060，工業(yè)節(jié)水是城市節(jié)水的重點(diǎn)。城市生活節(jié)水以及城鎮(zhèn)污水資源化也可以有效減少向河道的排污量，改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，而且還可以彌補(bǔ)水資源的短缺，節(jié)約寶貴的清水資源，解決生態(tài)環(huán)境用水不足。104.2 建立水市場(chǎng) 水市場(chǎng)的建立是實(shí)現(xiàn)水資源優(yōu)化配置的前提條件。只有建立水市場(chǎng)，水才能作為商品在市場(chǎng)中進(jìn)

10、行交易，這樣，不僅可以起到提高效率、降低成本等作用，還可以用價(jià)格杠桿的作用來抑制水的過度消費(fèi)，實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置。4.3 管理與政策 建立有效的科學(xué)的水資源管理，直接影響生活、生產(chǎn)和生態(tài)用水的相互協(xié)調(diào)，影響水資源合理開發(fā)、科學(xué)配置、優(yōu)化調(diào)度、高效利用。用市場(chǎng)配置水資源，必須首先解決區(qū)域內(nèi)分部門管理的制度性摩擦問題，降低制度性成本，改變管理體制，兼顧上下游、左右岸不同行業(yè)以及生態(tài)環(huán)境的各種權(quán)益，最終實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置。114.4 外流域調(diào)水 渭河生態(tài)基流缺水已經(jīng)是不爭(zhēng)的事實(shí)，我們?cè)诤侠砼渲盟Y源以及加強(qiáng)進(jìn)行綜合治理的同時(shí)，為改善河道的生態(tài)環(huán)境以及保證該流域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)從水資源豐富的流域調(diào)引適當(dāng)?shù)乃?，向渭河補(bǔ)水。按照“先節(jié)水后調(diào)水，先治污后通水，先環(huán)保后用水”的原則，在考慮節(jié)水、治污措施之后，根據(jù)有關(guān)前期工作，提出調(diào)水方案。目前提出的調(diào)水方案主要包括：引漢（江）濟(jì)渭（河）、引乾（佑河）濟(jì)石（砭峪水庫(kù)）、引紅（巖河）濟(jì)石（頭河）、引洮（河）入渭（河）、利用引洮一期工程向渭河補(bǔ)水、南水北調(diào)西線工程向渭河補(bǔ)水。125、結(jié)語及展望 通過渭河流域重點(diǎn)治理規(guī)劃的實(shí)施、渭河水專項(xiàng)的深入開展，以及渭河流域水資源綜合運(yùn)用和合