徐衛(wèi)紅，張雙虎，蔣云鐘，劉曉志

（中國(guó)水利水電科學(xué)研究院 水資源研究所，北京 100038）

1 引言

鄱陽(yáng)湖位于江西省北部，長(zhǎng)江中游南岸，承納贛江、撫河、信江、饒河、修水等五大水系以及博陽(yáng)河等支流來(lái)水，經(jīng)調(diào)蓄后由湖口注入長(zhǎng)江，是一個(gè)過(guò)水型、吞吐型和季節(jié)性的湖泊。湖泊水面面積為4 497km2，湖體容積為355億m3（相應(yīng)于星子水位22.5m，吳淞高程，下同）。鄱陽(yáng)湖是我國(guó)最大的淡水湖泊，是長(zhǎng)江水系及其生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，也是長(zhǎng)江洪水重要的調(diào)蓄場(chǎng)所，在長(zhǎng)江流域治理、開(kāi)發(fā)和保護(hù)中占有十分重要的地位。受湖側(cè)五河來(lái)水和長(zhǎng)江干流來(lái)水的雙重影響，湖區(qū)“高水是湖、低水似河、枯水成溝，洪水一片、枯水一線”特征明顯，湖區(qū)水位年內(nèi)、年際變化較大，給湖區(qū)水資源開(kāi)發(fā)利用帶來(lái)了一定的困難，制約了湖區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。如何興利除弊，合理開(kāi)發(fā)利用水資源，推動(dòng)湖區(qū)又好又快發(fā)展，引起社會(huì)各界高度關(guān)注。

2 鄱陽(yáng)湖流域水資源演變趨勢(shì)及湖區(qū)水位分析

鄱陽(yáng)湖流域位于東亞季風(fēng)區(qū)，水資源總量豐富，但水資源的年際、年內(nèi)變化較大。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，鄱陽(yáng)湖流域及長(zhǎng)江干流來(lái)水持續(xù)偏枯，枯水期湖區(qū)水位屢創(chuàng)新低，嚴(yán)重影響了環(huán)湖區(qū)的供水安全。

2.1 鄱陽(yáng)湖流域天然徑流量變化趨勢(shì)分析鄱陽(yáng)湖流域多年平均天然徑流量為1 513億m3，其中年徑流量最大值為2 448億m3，最小值為632億m3，極值比為3.87；豐水期6個(gè)月來(lái)水是枯水期6個(gè)月來(lái)水的兩倍。長(zhǎng)江流域“98”大水年之后，鄱陽(yáng)湖流域來(lái)水持續(xù)偏枯，1998—2008年平均天然徑流量為1 281億m3，與多年平均相比減少了232億m3，減少幅度高達(dá)15%。圖1為1956—2008年鄱陽(yáng)湖流域天然徑流量系列、五年滑動(dòng)平均以及趨勢(shì)線圖。從長(zhǎng)系列來(lái)看，鄱陽(yáng)湖天然年徑流量有緩慢增長(zhǎng)的趨勢(shì)，應(yīng)用無(wú)參數(shù)的肯德?tīng)栔却螜z驗(yàn)對(duì)增長(zhǎng)趨勢(shì)的顯著性進(jìn)行檢驗(yàn)，增長(zhǎng)趨勢(shì)未通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。圖2為鄱陽(yáng)湖流域1956—2008年天然徑流系列差積曲線，表1為1962—1968年、1984—1991年和2003—2008年3個(gè)枯水系列特征值統(tǒng)計(jì)。從圖2及表1可知，鄱陽(yáng)湖流域歷史上曾出現(xiàn)2段類似于2003—2008年的連續(xù)枯水年，分別是1962—1968年和1984—1991年，且1962—1968年系列比2003—2008年系列更枯。

表1 鄱陽(yáng)湖流域3個(gè)枯水系列特征值統(tǒng)計(jì) （單位：億m3）

通過(guò)上述分析可以看出：鄱陽(yáng)湖流域天然徑流量沒(méi)有顯著的趨勢(shì)性變化，2003—2008年鄱陽(yáng)湖流域持續(xù)偏枯屬于長(zhǎng)系列水文豐枯交替現(xiàn)象中的枯水段，以后仍有可能出現(xiàn)。

2.2 湖區(qū)水位分析湖區(qū)水位的高低受湖側(cè)五河來(lái)水和長(zhǎng)江干流頂托雙重影響，每年3—4月份，湖側(cè)五河來(lái)水逐漸增多，水位開(kāi)始緩慢上升；5—9月份，受五河來(lái)水增多和長(zhǎng)江干流來(lái)水頂托影響，湖區(qū)水位較高；10月—翌年2月份，湖側(cè)五河和長(zhǎng)江干流來(lái)水減少，湖口出流大于湖側(cè)總?cè)肓?，湖區(qū)水位持續(xù)降低。圖3為2001年1月1日—2002年12月31日湖區(qū)4個(gè)不同站點(diǎn)水位過(guò)程線。由圖3可見(jiàn)：4站水位漲落過(guò)程基本一致；低水位時(shí)，同一時(shí)刻湖區(qū)4站水位相差較大，說(shuō)明低水位時(shí)鄱陽(yáng)湖具有河道特征；高水位時(shí)，同一時(shí)刻湖區(qū)4站水位相差較小，當(dāng)湖區(qū)星子水位在15m以上時(shí)，湖區(qū)4站水位基本一致，表明鄱陽(yáng)湖具有湖泊特征。

表2為湖區(qū)代表站星子站水位特征值。實(shí)測(cè)星子站日最高水位22.50m，日最低水位7.12m，相差15.38m，相應(yīng)容積差350億m3；從湖區(qū)星子水位年內(nèi)各月分布情況來(lái)看，月最高平均水位17.69m，月最低平均水位9.03m，相差8.66m，相應(yīng)容積差147億m3，湖區(qū)水位年內(nèi)、年際相差較大。

表2 湖區(qū)星子站水位特征值 （單位：m）

3 鄱陽(yáng)湖區(qū)水資源安全問(wèn)題

單從鄱陽(yáng)湖流域水資源總量和水資源開(kāi)發(fā)利用率來(lái)看，濱湖區(qū)（直接以鄱陽(yáng)湖為水源地的地區(qū)）并不缺水，但由于降水時(shí)空分布不均，供水設(shè)施建設(shè)滯后，水資源調(diào)蓄能力不足，特別是受湖區(qū)“高水湖相、低水河相”特征的影響，湖區(qū)水位變幅較大，使得濱湖區(qū)存在季節(jié)性和區(qū)域性缺水，缺水類型屬于工程型缺水。

3.1 供水能力與湖區(qū)水位關(guān)系分析供水能力是指現(xiàn)狀供水設(shè)施在一定時(shí)間內(nèi)、一定來(lái)水頻率下的最大可供水量，與取水水源的來(lái)水狀況、取水水源和供水對(duì)象的相對(duì)應(yīng)位置關(guān)系、供水對(duì)象的需水特性、供水工程的規(guī)模和運(yùn)行調(diào)度方式等因素有關(guān)。圖4是根據(jù)最新調(diào)查成果繪制的湖區(qū)星子水位與湖區(qū)工業(yè)和生活供水能力關(guān)系圖，表3為湖區(qū)星子水位與農(nóng)業(yè)供水能力關(guān)系。從現(xiàn)狀供水設(shè)施供水能力及湖區(qū)需水情況來(lái)看，當(dāng)湖區(qū)星子水位高于14m時(shí)，濱湖區(qū)生產(chǎn)生活取水不受水位的影響；若水位低于14m，濱湖區(qū)農(nóng)業(yè)取水受到一定影響，若水位低于13m時(shí)，工業(yè)和生活取水會(huì)受到一定的影響。

表3 湖區(qū)星子水位與農(nóng)業(yè)供水設(shè)施取水能力關(guān)系 （單位：萬(wàn)m3）

3.2 濱湖區(qū)現(xiàn)狀及未來(lái)缺水分析對(duì)星子站1951—2008年日水位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在濱環(huán)湖區(qū)用水高峰期5—11月，特別是汛后10、11月份分別有38.5%和83.6%的時(shí)段水位低于14m，分別有20.7%和66.4%的時(shí)段水位低于13m，造成濱湖區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉保證率普遍較低，農(nóng)田灌溉保證率一般只有50%～75%。湖區(qū)水位變化影響濱湖區(qū)的水利工程效益的正常發(fā)揮。

以2007年（來(lái)水頻率75%）為典型年進(jìn)行濱湖區(qū)缺水分析。2007年由于五河入湖徑流減少和長(zhǎng)江九江段水位比歷史同期中水位低，導(dǎo)致全年152d星子水位低于10m，約占全年總天數(shù)的40%，給沿湖地區(qū)居民生活、生產(chǎn)供水造成困難。2007年濱湖區(qū)總需水為39.7億m3，根據(jù)本文調(diào)查統(tǒng)計(jì)星子水位與濱湖區(qū)取水能力關(guān)系，初步估算2007年濱湖區(qū)總供水量約為34.31億m3，缺水量5.39億m3，缺水率為15.8%，其中農(nóng)業(yè)缺水3.7億m3，工業(yè)缺水1.4億m3，生活缺水0.28億m3。濱湖區(qū)缺水主要是農(nóng)業(yè)缺水，約占總?cè)彼?0%。

濱湖區(qū)目前存在的供水安全問(wèn)題，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，人民生活水平提高，特別是鄱陽(yáng)湖區(qū)作為我國(guó)百億斤糧食增產(chǎn)基地，需水量還將持續(xù)增長(zhǎng)。一方面，鄱陽(yáng)湖上游水系未來(lái)用水將進(jìn)一步增加，導(dǎo)致入湖水量還將減少；另一方面，湖區(qū)自身用水量增加，對(duì)湖區(qū)水位的依賴性更強(qiáng)，未來(lái)供水安全形勢(shì)將更加嚴(yán)峻。結(jié)合《長(zhǎng)江流域水資源綜合規(guī)劃》的研究，預(yù)計(jì)到2030水平年，50%來(lái)水頻率年鄱陽(yáng)湖上游水系需水量將比2004年基準(zhǔn)年增長(zhǎng)約31.1億m3，若需水全部得到滿足，相應(yīng)減少入湖水量14.2億m3；2020年水平年，75%來(lái)水頻率年，濱湖區(qū)總需水量約為47.9億m3，比2007年現(xiàn)狀年多8.2億m3，若按2007年供水能力供水，濱湖區(qū)將缺水9.5億m3，缺水率達(dá)20%。

4 三峽水庫(kù)運(yùn)行對(duì)鄱陽(yáng)湖區(qū)水資源安全的影響

三峽水庫(kù)運(yùn)用后，一方面是清水下泄，河道沖刷，造成同流量下湖口水位降低，另一方面是汛后集中蓄水，使得汛后10—11月長(zhǎng)江干流來(lái)水小于天然流量，兩方面作用使得三峽水庫(kù)蓄水期間鄱陽(yáng)湖出湖流量增加，水位下降加快，湖區(qū)提前進(jìn)入枯水期，加劇了枯水期湖區(qū)用水困難。

4.1 三峽水庫(kù)運(yùn)行對(duì)枯水期湖區(qū)水位的影響采用一維河網(wǎng)模型計(jì)算三峽水庫(kù)初期運(yùn)行（2006—2008年）對(duì)湖區(qū)水位的影響。2006—2008年三峽水庫(kù)運(yùn)行初期，10—11月日最大降低湖口水位1.76m，降低星子水位1.37m；10月份平均（2006—2008年平均）降低湖口水位0.73m，降低星子水位0.62m；11月份平均降低星子水位0.29m，降低湖口水位0.25m。有無(wú)三峽水庫(kù)情景下，湖口星子水位對(duì)比見(jiàn)表4。

表4 三峽水庫(kù)初期運(yùn)行對(duì)湖區(qū)水位的影響

表5為三峽水庫(kù)運(yùn)行20年后，三峽水庫(kù)可能對(duì)湖區(qū)水位造成的影響。三峽水庫(kù)正常運(yùn)行20年，若只考慮清水下泄河道沖刷，汛后10月份湖口水位平均降低1.12m；若考慮清水下泄河道沖刷和汛后集中蓄水雙重影響，汛后10月份湖口水位平均降低1.37m。

表5 三峽水庫(kù)運(yùn)行20年后對(duì)湖區(qū)水位的影響

4.2 三峽水庫(kù)運(yùn)行湖區(qū)供水安全的影響三峽水庫(kù)運(yùn)行對(duì)濱湖區(qū)水資源開(kāi)發(fā)利用影響以2007年和2020年（接近三峽水庫(kù)運(yùn)行20年）兩個(gè)典型年進(jìn)行分析，其中2020年濱湖區(qū)需水按2020水平年75%來(lái)水年份考慮。2020年星子水位按相同來(lái)水頻率2007年水位近似代替。兩個(gè)典型年份的主要區(qū)別在于濱湖區(qū)的需水不一樣，所以三峽水庫(kù)對(duì)濱湖區(qū)水資源開(kāi)發(fā)利用的影響也不一樣。

2007年10月濱湖區(qū)總需水4.86億m3。三峽水庫(kù)正常運(yùn)行，將加大濱湖區(qū)的取水壓力，若只考慮三峽水庫(kù)汛后蓄水對(duì)濱湖區(qū)水資源影響，將增加濱湖區(qū)缺水0.7億m3，濱湖區(qū)10月份缺水量1.81億m3，缺水率高達(dá)37%；若考慮三峽水庫(kù)汛后蓄水和河道沖刷雙重影響，將增加濱湖區(qū)缺水0.87億m3，濱湖區(qū)10月份缺水量1.95億m3，缺水率高達(dá)40%。

2020年75%來(lái)水頻率年份濱湖區(qū)總需水47.80億m3。無(wú)三峽水庫(kù)情況下濱湖區(qū)總?cè)彼?.20億m3，其中10月份缺水1.47億m3；若考慮三峽水庫(kù)運(yùn)行，2020年濱湖區(qū)總?cè)彼疄?0.30億m3，其中10月份缺水2.5億m3。由于三峽水庫(kù)運(yùn)行，2020年75%來(lái)水年將增加濱湖區(qū)缺水約1億m3。

5 結(jié)語(yǔ)

鄱陽(yáng)湖豐富的水資源和特殊的氣候地理?xiàng)l件孕育了豐富的生物多樣性，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供了優(yōu)越的自然條件。但由于降水時(shí)空分布不均，水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后，特別是湖區(qū)水位變幅較大，使得濱湖區(qū)存在不同程度的水資源安全問(wèn)題，在一定程度上阻礙了對(duì)湖區(qū)水資源的合理有效利用，制約了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展。通過(guò)以上研究，取得如下初步認(rèn)識(shí)：（1）鄱陽(yáng)湖流域天然水資源情勢(shì)未發(fā)生趨勢(shì)性變化，湖區(qū)“高水湖相，低水河相”特征明顯，制約了湖區(qū)水資源有效利用；（2）近年來(lái)鄱陽(yáng)湖上游用水增加，五河入湖流量減少，枯水季節(jié)湖區(qū)用水困難，存在工程型缺水問(wèn)題；（3）三峽水庫(kù)運(yùn)用后，造成長(zhǎng)江中下游河道沖刷、水位下降，鄱陽(yáng)湖蓄水量減少。三峽水庫(kù)蓄水期間鄱陽(yáng)湖出湖流量增加，加劇了枯水期湖區(qū)用水困難。

［1］中國(guó)水利水電科學(xué)研究院.鄱陽(yáng)湖水利樞紐關(guān)鍵技術(shù)研究［R］.北京：中國(guó)水利水電科學(xué)研究院，2010.

［2］水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì).長(zhǎng)江流域水資源綜合規(guī)劃報(bào)告［R］.武漢：水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì)，2007.

［3］江西省水利廳.江西省水資源及開(kāi)發(fā)利用調(diào)查評(píng)價(jià)報(bào)告［R］.南昌：江西省水利廳，2008.

［4］長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，江西省水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院.鄱陽(yáng)湖區(qū)綜合規(guī)劃［R］.南昌：2009.

［5］長(zhǎng)江水利委會(huì)員長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，江西省水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院.鄱陽(yáng)湖水利樞紐項(xiàng)目建議書［R］.2009.

［6］江西省水利科學(xué)研究院.三峽工程運(yùn)用后對(duì)鄱陽(yáng)湖及江西“五河”的影響研究［R］.南昌：江西省水利科學(xué)研究院，2009.

［7］江西省水文局.鄱陽(yáng)湖生態(tài)水利樞紐工程對(duì)湖區(qū)防洪、泥沙、水質(zhì)、枯水期水量補(bǔ)充的影響及對(duì)策研究［R］.南昌：江西省水文局，2008.