現(xiàn)行水庫調(diào)度方法改善論文

1、現(xiàn)行水庫調(diào)度方法改善論文 摘要：現(xiàn)行水庫調(diào)度方式以防洪調(diào)度與興利調(diào)度為主，沒有考慮生態(tài)因素。本文分析了現(xiàn)行水庫調(diào)度方法的不足，指出水庫調(diào)度應兼顧河流生態(tài)系統(tǒng)需求，實現(xiàn)水庫生態(tài)調(diào)度。分析介紹了生態(tài)調(diào)度所包含的內(nèi)容：水量調(diào)度、泥沙調(diào)度、水質(zhì)調(diào)度、控制因子調(diào)度。 關(guān)鍵詞：水庫生態(tài)；生態(tài)調(diào)度：生態(tài)系統(tǒng) 一、引言 大型水利工程譬如水庫的建設，使人們能夠?qū)λY源進行更加有效的管理和利用，興利除弊，造福人類，同時水庫建設對生物群落和生態(tài)系統(tǒng)造成了不可避免的影響。并由此引出了水庫的“生態(tài)調(diào)度”概念。 二、水庫建設和現(xiàn)行調(diào)度方式對河流生態(tài)的影響 水庫建設影響千萬人的生命和財產(chǎn)，具有防洪、航運、供水、發(fā)電、控制水

2、質(zhì)和改善水景觀等綜合用途，帶來了巨大的社會經(jīng)濟效益；另一方面，密集的水庫建設會對河流生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一系列的影響。眾多研究認為，水庫建設運行改變河流天然情勢，影響河流泥沙、水質(zhì)，造成河流生態(tài)系統(tǒng)多樣性的下降。 現(xiàn)行的水庫調(diào)度方式主要有兩大類，即防洪調(diào)度和興利調(diào)度?，F(xiàn)行水庫調(diào)度方式的主要缺陷是，只注重發(fā)揮水庫的社會經(jīng)濟功能，力求經(jīng)濟利益的最大化，但是忽視對于水庫下游及庫區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)需求。主要表現(xiàn)在以下方面。 (一)水庫下泄流量 以發(fā)電為主要功能的水庫，在進行發(fā)電和擔負調(diào)峰調(diào)度運行時，發(fā)電效益優(yōu)先，往往忽視下游河流廊道的生態(tài)需求，下泄流量無法滿足最低生態(tài)需水量要求。另外，在我國北方，水庫的興建為發(fā)展灌

3、溉事業(yè)和供水提供了巨大機會。但是，通過水庫和閘壩大量引水，導致下游河道斷流、干涸。河流生態(tài)系統(tǒng)受到嚴重破壞。 (二)水文情勢變化對于生物的影響 水文情勢指水文周期過程和來水時間。在數(shù)以幾十萬年甚至數(shù)百萬年的河流生態(tài)系統(tǒng)演變過程中，河流年內(nèi)徑流的水文過程是河流水生動植物的生長繁殖的基本條件之一。 河流建設大壩以后，水庫按照社會經(jīng)濟效益原則和既定的調(diào)度方案實施調(diào)度，改變河流水量的時空分布。無論是發(fā)電、供水還是灌溉等用途，都趨于使水文過程均一化。改變了自然水文情勢的年內(nèi)豐枯周期變化規(guī)律，這些變化嚴重影響了生態(tài)過程。 (三)水庫水溫分層影響 多數(shù)水庫都有垂向水溫分層現(xiàn)象。水庫水體的水溫分層現(xiàn)象對于魚類

4、和其他水生生物都有不同程度的影響。以三峽工程為例，據(jù)測算，三峽蓄水后水體出現(xiàn)溫度分層現(xiàn)象。由于下泄水量的水溫低于建壩前的狀況，使壩下游的“四大家魚”的產(chǎn)卵期推遲20d。 (四)泥沙分配問題 水庫的調(diào)蓄作用改變了天然河流的年徑流分配和泥沙的時空分布，汛期洪峰削減，枯季流量增大，大量泥沙在庫區(qū)淤積，嚴重影響水庫壽命和工程效益的發(fā)揮，同時還引起庫區(qū)生態(tài)與環(huán)境的復雜問題。 另外，由于水庫的攔沙作用，泥沙在水庫中淤積，造成水庫下泄水流含沙量降低，可能使海岸線向陸地蝕退，造成河口萎縮。 (五)庫區(qū)及下游水質(zhì) 水庫建成蓄水后，原來河流的水域面積擴大，形成淹沒后的庫區(qū)，河流的邊界條件改變，原來對河流水環(huán)境造成

5、威脅的污染源成份發(fā)生明顯變化。隨著庫水位的升高，庫區(qū)流速迅速下降。其結(jié)果是減少了對污染物的擴散輸移能力和生化降解速率，導致污染物濃度增大。另外，下游河道水量減少，會使水體污染加重。 三、水庫生態(tài)調(diào)度 生態(tài)調(diào)度是伴隨水利工程隊河流生態(tài)系統(tǒng)健康如何補償而出現(xiàn)的一個新概念。它的提出有助于改變?nèi)祟悓娂佑诤恿鞯挠绊懀菍χ魏恿鞯囊环N生態(tài)補償。生態(tài)調(diào)度的核心內(nèi)容是指將生態(tài)因素納入到現(xiàn)行的水利工程調(diào)度中去，并將其提到應有的高度，根據(jù)具體的工程特點制定相應的生態(tài)調(diào)度方案。生態(tài)調(diào)度是水庫調(diào)度發(fā)展的最新階段，并自始至終貫穿著生態(tài)與環(huán)境問題，以滿足流域水資源優(yōu)化調(diào)度和河流生態(tài)健康為目標。 四、水庫生態(tài)調(diào)度的內(nèi)容

6、 (一)水量調(diào)度 水庫通過其調(diào)蓄作用改變了河流的水量時空分布，影響了河流的天然徑流模式，使下游河道短期的和長期的流量減少，甚至斷流，嚴重威脅河流的生態(tài)健康。另外，水庫的調(diào)洪作用使自然洪水脈沖式周期被人為平均化，使得物質(zhì)循環(huán)的減弱甚至中斷，影響水生生物的產(chǎn)卵和生長。 因此以盡量維持河流的自然水文特征為目的的水量生態(tài)調(diào)度要達到以下2個目標，一是保證最小生態(tài)徑流量，二是營造接近自然態(tài)的水文情勢(洪水過程)。前者在汛期與非汛期都應保證，后者應該在防洪和維持河流生態(tài)系統(tǒng)健康之間尋求一平衡點。 1、保證最低生態(tài)需水量 最低生態(tài)需水量是指在受人類活動影響的情況下，河流為保證生態(tài)穩(wěn)定所需要的水量。生態(tài)調(diào)度要滿

7、足河流一定的生態(tài)需水要求，維持河流生態(tài)平衡，不允許時段下泄的徑流量小雨最低生態(tài)需水量。 河流生態(tài)需水量的確定應根據(jù)河流所在區(qū)域的生態(tài)功能要求，即生物體自身的需水量和生物體賴以生存的環(huán)境需水量確定。河流生態(tài)需水量不但與河流生態(tài)系統(tǒng)中生物群體結(jié)構(gòu)有關(guān)，而且還應與區(qū)域氣候、土壤、地質(zhì)和其他環(huán)境條件有關(guān)。 2、營造接近自然態(tài)的水文情勢 通過營造自然洪水過程，改變現(xiàn)行水庫調(diào)度中水文過程均一化的傾向，模擬自然水文情勢的水庫泄流方式，為河流重要生物繁殖、產(chǎn)卵和生長創(chuàng)造適宜的水文學和水力學條件，促進生態(tài)系統(tǒng)的恢復。 (二)泥沙調(diào)度 為緩解水庫淤積，水庫可按“蓄清排渾”、調(diào)整泄流方式以及控制下泄水量等方式。通過

8、調(diào)整出庫水流的含沙量和流量過程，盡量降低下游河道沖刷強度。減少常規(guī)調(diào)度情況出庫水流對下游河道沖刷并延緩其進程，以減小不利影響。如三峽水庫通過采取“蓄清排渾”的調(diào)度運行，降低泥沙淤積，延長水庫壽命。 (三)水質(zhì)調(diào)度 水質(zhì)良好是河流生態(tài)健康的重要標志。為防止水庫水體的富營養(yǎng)化，可通過改變水庫的調(diào)度運行方式，在一定的時段降低壩前蓄水位，緩和對于庫岔、庫灣水位頂托的壓力，使緩流區(qū)的水體流速加大，破壞水體富營養(yǎng)化的條件。也可以考慮在一定時段內(nèi)加大水庫下泄量，帶動庫區(qū)內(nèi)水體的流動，達到防止水體富營養(yǎng)化的目的。可利用水庫調(diào)度對水資源配置功能，蓄豐泄枯。增加枯水期水庫泄水量，從而顯著提高下游河道環(huán)境容量，改善水質(zhì)。從而有效緩解河流水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象，控制藍藻和“水華”的暴發(fā)。 (四)控制生態(tài)因子調(diào)度 如單項的水溫、流速、流量等生態(tài)因子調(diào)度。以水溫為例，根據(jù)水庫水溫垂直分層結(jié)構(gòu)，結(jié)合下游河段水生生物的生物學特性，調(diào)整利用大壩不同高程的泄水孔口的運行規(guī)則。 高壩水庫泄水，因水流消能導致氣體過飽和，對于水生生物產(chǎn)生不利影響。針對這個問題，可以在保證防洪安全的前提下，延長泄洪時間，適當減少下泄最大流量。研究優(yōu)化開啟不同高程的泄流設施，使不同摻氣量的水流摻混。 五、結(jié)語 在水庫運行與管理