引滦枢纽生态供水调度的必要性与可行性分析

调水工程论文1200字第三篇：引滦枢纽生态供水调度的必要性与可行性分析

 

　　摘要：随着城市化进程的加快，河道生态与环境日趋恶化，面向生态需水的水质—水量联合优化配置和生态与环境保护亟待加强。介绍了引滦枢纽工程的基本情况，阐述了我国水库调度现状、生态供水调度的必要性和可行性。以向天津市实施生态供水为例，说明了生态供水调度对受水区域生态与环境的影响。

 

　　关键词：引滦枢纽工程; 生态供水; 生态调度;

 

　　Discussion on ecological water supply dispatching of Luanhe River Diversion Project

 

　　LIU Bingchao QIU Xinzheng FU Liwen LI Jiaqi

 

　　1 概况

 

　　1.1 流域概况

 

　　滦河发源于河北承德市丰宁满族自治县大滩镇孤石村，于河北唐山市乐亭县兜网铺入海，全长888 km，面积44 750 km2。滦河流域地处副热带大陆季风区，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，降雨分布受地形影响，自东南向西北递减，暴雨多发生在每年的7月、8月，降雨量占全年的60%左右。流域降水量年际间变化大，差异悬殊，多年平均降水量549.0 mm，年最大降水量是1959年的855.8 mm，年最小降水量是2002年的390.8 mm，最丰年降水量是最枯年降水量的2.2倍。

 

　　1.2 工程概况

 

　　引滦枢纽工程位于河北唐山市迁西县境内的滦河干流上，由潘家口水库、大黑汀水库和引滦枢纽闸3部分组成，是引滦入津、引滦入唐工程的龙头，也是天津、唐山两市重要的水源工程。

 

　　潘家口水库为多年调节型水库，控制流域面积33 700 km2，占全流域面积的75%，总库容29.30亿m3。水库以供水为主，兼顾防洪和发电。

 

　　大黑汀水库坝址位于潘家口水库主坝下游30 km处，其主要作用是承接潘家口水库下泄水量，拦蓄潘家口、大黑汀水库区间来水，抬高水位，为跨流域供水创造条件，为年调节型水库，控制流域面积35 100 km2，总库容3.37亿m3。

 

　　2 水库调度现状

 

　　我国水库的调度运行多侧重于防洪和兴利，对生态效益考虑较少，致使水库下游河道断流、水质污染等生态与环境问题频繁发生。设计之初，引滦枢纽工程主要任务是向天津、唐山两市供水，同时兼顾防洪和发电，现状水库的管理制度和调度运行模式主要为防洪调度和兴利调度，却忽略了生态供水调度的重要性，没有考虑受水区域河道生态需水情况，致使河道生态系统得不到健康发展。

 

　　3 生态供水调度的必要性

 

　　人与自然和谐相处是社会可持续发展的基础，随着科学技术的发展和人类认知水平的不断提高，在水资源开发利用过程中，生态与环境问题越来越值得重视。水库调度不再只考虑防洪和兴利，而是要将生态供水纳入到水库调度中去，同时考虑下游河道生态系统平衡，维持河道生态健康。因此，水库调度方式也应该将控制河道水质污染、防止河道断流、维持河道生态系统健康发展等任务考虑在内，形成以防洪、兴利、生态协调统一的综合调度方式。

 

　　3.1 河道污染严重，生态与环境急需改善

 

　　城市河道不仅担负着城市的防洪排涝功能，同时也是不可多得的公共资源，对于维护城市生态平衡，改善人居环境等具有重要意义。然而，随着城市化、工业化的不断发展，河道断流、水体黑臭、藻类泛滥等问题日趋严重。

 

　　根据2016年天津市环境状况公报，全市20个国家考核断面中，Ⅰ—Ⅲ类、Ⅳ—Ⅴ类和劣Ⅴ类水质断面比例分别为20%、30%和50%，主要污染因子为化学需氧量、高锰酸盐指数和氨氮，这是造成藻类泛滥、黑臭水体产生的根本原因。据生态环境部统计，海河流域水资源开发利用率远超国际公认的40%标准，生态与环境用水量的20%～40%被经济社会用水挤占，部分河道生态流量严重不足。2016年汛期，北京、天津和河北333条有卫星影像的河流中有227条断流。以上数据说明目前城市化发展较快、人居集中的城市河道的污染状况相当严重，河道生态与环境急需改善。

 

　　3.2 城市生活对生态供水的需求急需解决

 

　　城市生态需水量是指在一定的时间和空间范围内，为维护城市生态与环境发挥正常物质循环、能量流动和信息交换功能所需要的水资源总量，对于一个城市而言，其生态需水量有一个阈值范围，超过上下限值都会导致生态系统的退化和破坏。

 

　　天津市河道大部分为季节性河道，经常干涸、断流，且污染严重，若没有充足的生态水量补充，城市河道将进一步恶化，严重影响到城市生态与环境及居民生活，在工作重点转变和社会形势发展格局之下，尤其是“绿水青山就是金山银山”理念的贯彻和天津市“四清一绿”行动的落实之下，城市生态供水被提到一个重要的位置。

 

　　4 生态供水调度的可行性

 

　　4.1 滦河水资源丰沛，充分利用水资源

 

　　滦河水量丰沛，自1980年引滦枢纽工程投入运行以来，截至2017年，潘家口、大黑汀水库累计来水量582.00亿m3，平均来水量15.30亿m3，在水量上可以满足天津、唐山两市用水要求。同时，因滦河径流存在丰枯交替变化的情况，当遇到丰水年时，天津、唐山两市引滦用水量减少，水库受现有调度方式的限制被迫发生弃水，造成水资源的浪费。

 

　　因此，本着水资源科学配置、充分利用的原则，实施生态供水，可以最大限度地利用滦河水资源，充分发挥引滦水资源的生态、社会效益，实现水资源充分合理利用。

 

　　4.2 合理配置供水指标，发挥水库综合效益

 

　　《国务院办公厅转发水利电力部关于引滦工程管理问题的报告的通知》（国办发[1983]44号）文件规定：在潘家口水库可分配水量为19.50亿m3时（相当于保证率75%），分配给天津城市用水的全年毛水量为10.00亿m3。

 

　　根据《南水北调工程总体规划》，2020年、2030年天津市的分配水量分别为13.60亿m3和18.60亿m3，实收水量为11.56亿m3和15.81亿m3（总干线和天津干线输水损失率约为15%），同时根据《天津市城市总体规划》和天津市多年平均用水量，预测天津市2020年、2030年生态需水量分别为4.09亿m3、4.35亿m3。

 

　　南水北调中线工程通水后，在引江水和引滦水双水源模式下，引滦入津的供水形势受到一定影响，天津市的引滦水量将远远小于潘家口水库分配给天津的用水指标。在引滦入津用水指标剩余情况下，向天津市实施生态供水，既改善天津城市河道污染状况，同时充分发挥引滦枢纽工程综合效益，达到多方面效益最大化。

 

　　综上所述，为改善河道水质恶化的现状，使其重返清澈荡漾、生机盎然的美丽景象，生态供水显得愈发重要，此举不仅可以维持河道生态基流，同时可以推进河道水生态治理修复，不断改善和恢复河流生态与环境，维护河流健康生命。

 

　　5 引滦枢纽工程实施生态供水情况

 

　　随着经济的快速发展和城市化进程的不断加快，近年来，天津、唐山两市河流水质污染和生态退化问题突出，河道水少、脏乱、黑臭等问题严重影响城市面貌、生态与环境。为有效改善城区水生态与环境，提升城市宜居度，自2005年以来，引滦枢纽工程利用引滦入津工程、引滦入唐工程和天然河道，通过采用大流量集中供水存蓄于调节水库后再以小流量向目标河道、湖泊持续补水的调度方式，分别向天津市海河干流、团泊湖、蓟运河以及唐山市环城水系实施生态供水。2012年以来，引滦枢纽工程直接通过滦河下游河道向唐山市迁安黄台湖补水。截至2017年，引滦枢纽工程生态供水总量12.17亿m3，其中天津市9.52亿m3，唐山市2.65亿m3。具体见表1。

 

　　表1 引滦枢纽工程2005—2017年生态供水统计表     

　　万m3

 

　　6 效益分析

 

　　6.1 改善河道水质

 

　　在引滦枢纽工程向天津市实施生态供水调度之前，海河主要是短期补充环境水量，水质、水温状况随季节变化，在无外调水引入的情况下，海河水质状况变化较小，总体水质评价为Ⅴ类。夏季，受降雨影响，雨水将周边污染物冲入河道，水体自净能力下降，高锰酸盐指数和氨氮均有一定程度升高。

 

　　在引滦枢纽工程向天津市实施生态供水调度之后，河道水质状况和水环境得到了显着改善，多项污染物浓度和数量大幅降低。中心城区和环城4区，即海河干流及辐射地区的生态与环境得到了大幅提升，环境卫生良好河道长度达到了22 km，占河道总长度的98%。以海河干流柳林站为例，2010—2014年，水质检测结果对比显示，在实施生态供水后，总磷、总氮等主要污染物浓度均呈明显下降趋势，水质改善效果显着。具体见表2。

 

　　表2 海河干流柳林站2010—2014年8月同期水质检测结果     

　　Mg/L

 

　

 

　　6.2 补充地下水

 

　　据统计，1970—2000年天津市累计超采64.00亿m3深层地下水，多年平均超采2.13亿m3。受地下水超采影响，天津市地面沉降速率出现大幅增长，开始由小范围地面沉降逐步形成明显的连接成片的沉降中心，其中中心城区地面沉降状况尤其严重，已经成为天津市主要地质灾害之一。

 

　　在引滦枢纽工程向天津市实施生态供水过程中，渗漏量与河道汇入水量正相关。随着水量增加，损失量也增大，损失量主要来自渗漏补充地下水，由此可见生态供水可大大弥补地下水资源量，进一步恢复地下水水位，缓解地面沉降的扩大趋势，同时一定程度上改善地下水水质。

 

　　6.3 社会效益显着

 

　　生态供水使水系可以循环，河流不仅不再断流，河道水质进一步净化，城市河道污染状况得到大幅改善，生态与环境可以健康发展。河道生态与环境的改善带动滨河地带生态文明的进一步提高，有利于提升城市文化品位和城市形象，有利于提高城市的文明程度。总之，河道生态系统健康后，水系的综合功能将可以得到充分发挥，城市水系的舒适度和安全度将得以不断改善，进而实现城市的可持续发展。

 

　　7 结语

 

　　当前，水库调度主要满足防洪和兴利要求，较少考虑生态需求，制约了河道生态系统的健康发展，水库运行管理过程中,在强调经济效益的同时，应将生态效益提高到应有的位置。

 

　　引滦枢纽工程实施生态供水调度对维持受水区域的河流生态健康、改善河道水质、补充城市地下水、缓解地面沉降等方面具有显着的生态效益；生态供水改善了受水区域沿河人文景观，有力地促进了受水区域水生态文明建设，具有显着的社会效益；同时，对于充分发挥引滦枢纽工程综合效益具有深远意义。

 

　　未来随着社会不断发展，水库担负的调节任务势必更为复杂和繁重，如何优化水库调度模式，充分协调防洪、兴利和生态之间的关系，最大限度发挥水库综合效益，是摆在我们面前的重要研究课题，也是贯彻落实党的十九大精神，落实“五位一体”总体布局和建设生态文明的重要举措，对经济社会的可持续发展意义重大。