吳培軍，萬(wàn)曉明 ，徐繼銘，吳 瑤，熊沖瑋

(1.鄱陽(yáng)湖生態(tài)環(huán)境專(zhuān)項(xiàng)整治工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室， 江西 南昌 330009；2.江西省鄱陽(yáng)湖水利樞紐建設(shè)辦公室，江西 南昌 330009)

鄱陽(yáng)湖是長(zhǎng)江流域最大的通江湖泊，也是長(zhǎng)江中下游重要的水源地和調(diào)洪場(chǎng)所。鄱陽(yáng)湖流域面積16.22萬(wàn)km2，占江西省面積的97%，約占長(zhǎng)江流域面積的9%；鄱陽(yáng)湖多年平均注入長(zhǎng)江水量1 480億m3，約占長(zhǎng)江干流多年平均徑流量的15.5%，對(duì)支撐江西省乃至長(zhǎng)江流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[1]。

由于長(zhǎng)江來(lái)水來(lái)沙情勢(shì)發(fā)生變化，鄱陽(yáng)湖湖口、湖區(qū)及五河尾閭水文情勢(shì)會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化，其對(duì)鄱陽(yáng)湖的影響已初步顯現(xiàn)[2]。中國(guó)水利水電科學(xué)研究院研究成果[3]顯示，長(zhǎng)江上游水庫(kù)汛后蓄水，鄱陽(yáng)湖枯水期提前并將進(jìn)一步發(fā)展，長(zhǎng)江干流和入江水道沖刷是主要原因；劉志剛等[4]認(rèn)為，近年來(lái)鄱陽(yáng)湖面臨著江湖關(guān)系、河湖關(guān)系和人湖關(guān)系的改變所帶來(lái)的重大影響；歐陽(yáng)千林等[5]認(rèn)為鄱陽(yáng)湖入江水道主槽總體表現(xiàn)為沖刷；董增川等[2，6-9]分別從不同角度分析了三峽工程運(yùn)行對(duì)鄱陽(yáng)湖枯水形式、防洪沖淤變化、水生態(tài)、水環(huán)境、湖口水位變化等方面的影響；胡春宏等[10]認(rèn)為鄱陽(yáng)湖水利樞紐工程建設(shè)可基本解決鄱陽(yáng)湖區(qū)枯水期缺水問(wèn)題，采用合理的運(yùn)行調(diào)度方式，對(duì)長(zhǎng)江下游水資源利用沒(méi)有明顯影響, 并在一定程度上可補(bǔ)償三峽及以上水庫(kù)蓄水期對(duì)長(zhǎng)江下游的影響；唐昌新等[11-14]分析了鄱陽(yáng)湖水利樞紐對(duì)水齡、水文水動(dòng)力、自然保護(hù)區(qū)候鳥(niǎo)棲息地、生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)等不同方面的影響。

鄱陽(yáng)湖枯水如任其繼續(xù)發(fā)展，生態(tài)環(huán)境一旦破壞，將帶來(lái)難以逆轉(zhuǎn)的影響。在已有研究的基礎(chǔ)上，本文以長(zhǎng)江和“五河”系列水文數(shù)據(jù)為依據(jù)，系統(tǒng)梳理了鄱陽(yáng)湖枯水期水位變化特征、原因，并提出解決措施。

1 鄱陽(yáng)湖枯水期水位變化特征

2003年以來(lái)，隨著長(zhǎng)江上游水文情勢(shì)變化，鄱陽(yáng)湖連續(xù)出現(xiàn)枯水時(shí)間提前、枯水期延長(zhǎng)、枯水期水位超低等現(xiàn)象，枯水成常態(tài)化，打亂了鄱陽(yáng)湖原有的水文節(jié)律。

a. 枯水期提前和枯水期延長(zhǎng)明顯。根據(jù)鄱陽(yáng)湖代表性水文站星子站實(shí)測(cè)資料，1956—2002 年與2003—2016年相比，鄱陽(yáng)湖枯水期各特征水位日期提前，枯水期延長(zhǎng)(表1)。

表 1 鄱陽(yáng)湖星子站特征枯水位平均出現(xiàn)時(shí)間和持續(xù)時(shí)間

注：.表中水位為黃海高程；鄱陽(yáng)湖水位在12 m左右呈現(xiàn)為“河相”，基本認(rèn)為開(kāi)始進(jìn)入枯水期。

b. 枯水位降幅顯著。對(duì)湖區(qū)各站1956—2002年、2003—2016年枯水期9月至次年3月各月平均水位(表2)分析可知，鄱陽(yáng)湖區(qū)各站除湖口1—3月日均水位抬高以外，其余各站水位均降低，最大降幅出現(xiàn)在10月，降幅1.28～2.33 m。

表2 鄱陽(yáng)湖區(qū)各站日水位月平均值變化單位：m

注：表中數(shù)值為2003—2016年系列日水位月平均值減去1956—2002年系列月平均值。

對(duì)星子站1959—2002年和2003—2016年的枯水期水位過(guò)程線(xiàn)進(jìn)一步比較分析(圖1)，發(fā)現(xiàn)2003年后鄱陽(yáng)湖枯水期水位變化特征明顯。

2 枯水期水位變化帶來(lái)的問(wèn)題

2.1 民生影響

a. 城鄉(xiāng)供水困難。湖區(qū)城鎮(zhèn)水廠枯水期抽水揚(yáng)程增加，供水保證率下降，湖區(qū)鄉(xiāng)村地下水位降低，水井干枯，直接影響鄱陽(yáng)湖周邊400多萬(wàn)城鄉(xiāng)居民的飲水安全。

WindML本身不支持漢字顯示，可通過(guò)調(diào)用點(diǎn)陣字庫(kù)等方法來(lái)解決該問(wèn)題。在中文環(huán)境下，輸入的是漢字的內(nèi)碼，若要顯示漢字，需進(jìn)行點(diǎn)陣尋址，找到該漢字內(nèi)碼的字模信息在漢字庫(kù)中的位置，取出該字模信息進(jìn)行點(diǎn)陣顯示。

b. 灌溉水源不足。湖區(qū)17.53萬(wàn)km2晚稻生長(zhǎng)關(guān)鍵期取水困難，造成減產(chǎn)。

c. 航運(yùn)受阻。湖區(qū)及尾閭河段枯期水位持續(xù)下降，通航能力明顯降低。

圖1 星子站兩個(gè)時(shí)段枯水期水位過(guò)程比較

d. 漁民生計(jì)困難?？菟谔崆啊⒀娱L(zhǎng)，水位低，漁民無(wú)魚(yú)可捕則可能竭澤而漁。

2.2 水生態(tài)影響

a. 濕地植被發(fā)生顯著變化。水位快速下降，水體面積和容積減小，洲灘提前出露，物種中生化、旱生化趨勢(shì)顯現(xiàn)。過(guò)去常見(jiàn)的馬來(lái)眼子菜優(yōu)勢(shì)種現(xiàn)僅零星出現(xiàn)，而菰侵占沉水植物空間并擴(kuò)張至湖心。濕地植物群落面積與分布高程由高水位區(qū)域向湖底低水位區(qū)域延伸，沉水、浮葉植被的分布高程上限降低。

b. 越冬候鳥(niǎo)種群和棲息地發(fā)生變化。近年來(lái)的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，鄱陽(yáng)湖區(qū)候鳥(niǎo)的科、屬、種下降明顯。多數(shù)以小型魚(yú)類(lèi)和底棲動(dòng)物為食的黑鸛、蒼鷺等種群下降明顯，以苔草嫩芽為主食的雁類(lèi)(如越冬豆雁和鴻雁)種群有所增加。部分對(duì)棲息地質(zhì)量變化較為敏感的種群(如鶴類(lèi))的覓食棲息地發(fā)生了轉(zhuǎn)移。

c. 漁業(yè)資源衰退，江豚生存環(huán)境惡化。持續(xù)枯水使得一些魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵場(chǎng)裸露，草洲干涸，產(chǎn)卵場(chǎng)和索餌場(chǎng)面積呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，而江豚與魚(yú)類(lèi)資源的分布呈顯著正相關(guān)：水位下降，江豚棲息空間縮小；魚(yú)類(lèi)減少，江豚食物來(lái)源缺乏；快速退水，江豚易困于淺水洼灘。

2.3 水環(huán)境質(zhì)量下降

根據(jù)水文部門(mén)和環(huán)保部門(mén)近年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，鄱陽(yáng)湖近年來(lái)水質(zhì)呈下降趨勢(shì)[15]。1986—2016年鄱陽(yáng)湖水質(zhì)變化見(jiàn)圖2。

圖2 1986—2016年鄱陽(yáng)湖水質(zhì)變化

3 枯水期水位變化的原因

鄱陽(yáng)湖枯水期水位變化，既與鄱陽(yáng)湖和長(zhǎng)江上中游天然降雨有關(guān)，又與長(zhǎng)江干流控制性水庫(kù)蓄水所帶來(lái)的長(zhǎng)江來(lái)水量變化、區(qū)域內(nèi)河道沖淤變化以及水庫(kù)清水下泄致使河道下切等因素相關(guān)。由于影響因子多且繁雜，各因子的影響程度難于精準(zhǔn)量化，故主要從流域降雨、三峽水庫(kù)及上游水庫(kù)蓄水、入江水道沖刷等3方面作簡(jiǎn)要分析，估算它們對(duì)鄱陽(yáng)湖枯水期水位的影響權(quán)重。

3.1 鄱陽(yáng)湖流域和長(zhǎng)江上中游流域降雨減少

對(duì)長(zhǎng)江流域湖口以上(不含鄱陽(yáng)湖流域)和鄱陽(yáng)湖流域降水量資料統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，2003—2016 年屬水文長(zhǎng)系列中的一個(gè)枯水時(shí)段。將2003—2016 年與1956—2002 年系列進(jìn)行比較(表3)，發(fā)現(xiàn)鄱陽(yáng)湖和長(zhǎng)江湖口以上流域的年降水量分別減少5.15%和3.62%，9 月至次年3 月降水量分別減少3.02%和5.98%。因降雨減少，長(zhǎng)江宜昌站、漢口站、大通站、鄱陽(yáng)湖五河七口控制站和湖口站實(shí)測(cè)徑流量分別減少8.1%、5.3%、6.1%、7.8%和6.6%。

表3 長(zhǎng)江流域湖口以上和鄱陽(yáng)湖流域降水量統(tǒng)計(jì)單位：mm

3.2 長(zhǎng)江上游干支流控制性水庫(kù)蓄水

2008年三峽水庫(kù)開(kāi)始試驗(yàn)性蓄水，三峽水庫(kù)和上游水庫(kù)蓄水量增大，表4為2003年以來(lái)三峽水庫(kù)蓄放水還原前后的各月徑流量情況。

三峽水庫(kù)蓄水期為9—11月，下泄流量明顯減小，尤以10月最嚴(yán)重，而2003—2016年系列湖口站10月徑流量占大通站的比例比1956—2002年系列增加了1.7%(絕對(duì)值)，因此，三峽水庫(kù)蓄水期長(zhǎng)江干流流量減少，湖口水位降低，鄱陽(yáng)湖出流加快，拉低了湖區(qū)水位。根據(jù)《長(zhǎng)江流域綜合規(guī)劃(2012—2030年)》，長(zhǎng)江上游干支流規(guī)劃的控制性水庫(kù)調(diào)節(jié)總庫(kù)容約1 000億m3，未來(lái)隨著長(zhǎng)江上游水庫(kù)群逐漸建成，其蓄水對(duì)中下游的影響會(huì)進(jìn)一步加重，鄱陽(yáng)湖枯水形勢(shì)將更趨嚴(yán)峻。

表4 三峽水庫(kù)運(yùn)行前后各月徑流量變化

注：表中數(shù)據(jù)為相應(yīng)時(shí)段實(shí)測(cè)系列特征值減去2003—2016年還原后系列特征值。

3.3 長(zhǎng)江中下游河道沖淤變化

長(zhǎng)江上游干支流水庫(kù)群蓄水，水庫(kù)調(diào)節(jié)后的“清水”下泄將導(dǎo)致中下游河道發(fā)生大范圍的沖淤變化。

a. 沖淤變化使得中下游河道同流量水位降低。根據(jù)1998—2012年實(shí)測(cè)水文資料，結(jié)合三峽水庫(kù)蓄水發(fā)電和實(shí)驗(yàn)性蓄水等不同階段資料，按照1998—2002年、2003—2007年、2008—2012年3個(gè)時(shí)段來(lái)擬合水位流量關(guān)系，結(jié)果見(jiàn)圖3和4。從圖3和4可見(jiàn)，與20世紀(jì)90年代綜合線(xiàn)相比，2008—2012年九江站流量為1萬(wàn)m3/s和2.6萬(wàn)m3/s時(shí)，水位分別降低0.96 m和0.31 m；大通站流量為1萬(wàn)m3/s和4萬(wàn)m3/s時(shí)，水位分別降低0.33 m和0.14 m。

圖3 九江站分時(shí)段綜合水位流量關(guān)系

圖4 大通站分時(shí)段綜合水位流量關(guān)系

b. 湖口站水位將大幅度降低。根據(jù)有關(guān)研究[16]，采用豐、平、枯及特枯 4 個(gè)代表性典型年份和4個(gè)代表性典型枯水時(shí)段，考慮長(zhǎng)江上游24 座控制性水庫(kù)和南水北調(diào)中線(xiàn)一期工程的影響，可得出三峽水庫(kù)等上游干支流水庫(kù)蓄水期對(duì)湖口站水位影響，見(jiàn)表5。

表5 典型年和代表性典型枯水時(shí)段湖口站水位降低情況 單位：m

c. 長(zhǎng)江干流水庫(kù)群枯水期補(bǔ)水難以影響湖區(qū)。三峽水庫(kù)等上游干支流控制性水庫(kù)運(yùn)行后，每年1—3 月補(bǔ)水對(duì)湖口站水位有一定的抬升作用，在不考慮干流河道沖刷情況下 1—3 月各月平均水位分別抬高 0.35 m、0.77 m 和 0.76 m，但長(zhǎng)江干流水位的抬升僅可影響鄱陽(yáng)湖入江水道，減緩鄱陽(yáng)湖水出湖，對(duì)湖區(qū)水位的抬升作用很小。

3.4 鄱陽(yáng)湖入江水道沖刷

a. 鄱陽(yáng)湖入出湖沙量變化。根據(jù)“五河”入湖和湖口出湖實(shí)測(cè)泥沙資料統(tǒng)計(jì)，1956—2002年年均入湖沙量1 465萬(wàn)t，年均出湖沙量938萬(wàn)t；2003—2015年年均入湖沙量592萬(wàn)t，年均出湖沙量1 222萬(wàn)t。由此可知，2003年以后年均入湖沙量減少了873萬(wàn)t，出湖沙量增加了284萬(wàn)t，可以近似地認(rèn)為2003—2015年年均沖刷了1 157萬(wàn)t。

b. 長(zhǎng)江干流倒灌沙量減少。三峽水庫(kù)運(yùn)行后，特別是實(shí)行中小洪水調(diào)度后，減少了干流洪水的上漲幅度，使洪水倒灌入湖的機(jī)會(huì)減小，且長(zhǎng)江干流含沙量減小，干流倒灌入湖的沙量更少，2003年以前、三峽水庫(kù)運(yùn)行后的2003—2008年和中小洪水調(diào)度后的2009—2015年年均倒灌沙量分別為157萬(wàn)t、81萬(wàn)t和2萬(wàn)t。

c. 鄱陽(yáng)湖沖刷主要在入江水道。鄱陽(yáng)湖入江水道的河床下切和枯水過(guò)流斷面的增大，導(dǎo)致相同水位時(shí)湖口至星子段的水面比降明顯減小，平均水位落差從1956—2002 年的0.57 m減小至2003—2016年的0.28 m，湖口站12 m以下水位時(shí)的平均落差相應(yīng)從0.85 m減小至0.35 m。

4 應(yīng)對(duì)鄱陽(yáng)湖枯水期水位變化的對(duì)策

鄱陽(yáng)湖枯水期水位變化引起了各方的重視，并開(kāi)展了一系列研究工作。為應(yīng)對(duì)低枯水位常態(tài)化帶來(lái)的影響，從工程措施和非工程措施兩個(gè)方面出發(fā)，提出了“零方案(現(xiàn)狀)、分散引提水方案、優(yōu)化水庫(kù)調(diào)度方案、鄱陽(yáng)湖水利樞紐方案以及分控方案”等措施[17]。經(jīng)深入研究，在入江水道建設(shè)鄱陽(yáng)湖水利樞紐工程，充分利用汛末洪水資源，采用閘門(mén)控制，整體調(diào)節(jié)湖區(qū)水位，是綜合解決枯水期水位變化的最佳方案。

4.1 鄱陽(yáng)湖水利樞紐工程枯水期水位的調(diào)節(jié)

鄱陽(yáng)湖水利樞紐工程采用調(diào)枯不調(diào)洪方式調(diào)度，總調(diào)控期為每年9月至次年3月。樞紐工程汛末蓄水時(shí)間為9月1—15日，最高調(diào)控水位14.5 m(較1959—2002 年多年平均水位高0.3 m；若當(dāng)年來(lái)水較少，在滿(mǎn)足最小生態(tài)、通航流量前提下，不必達(dá)到最高調(diào)控水位)；若長(zhǎng)江來(lái)水偏枯(大通站流量小于1.5萬(wàn)m3/s)，則樞紐工程不調(diào)蓄。9月中旬至11月底，按照星子站多年平均水位變化節(jié)律，恢復(fù)江湖關(guān)系，將攔蓄的水量逐步下泄，在10月底以前適當(dāng)考慮湖區(qū)灌溉需水位。12月至次年2月底，在對(duì)濕地和候鳥(niǎo)的影響盡可能小的前提下，適當(dāng)抬高枯水期水位，調(diào)整江湖關(guān)系，改善湖區(qū)的城鄉(xiāng)供水、航運(yùn)條件，增大魚(yú)類(lèi)和江豚活動(dòng)空間，增加湖區(qū)水環(huán)境容量，并為長(zhǎng)江干流下游應(yīng)急補(bǔ)水。次年3月，在滿(mǎn)足濕地植被萌發(fā)、生長(zhǎng)的前提下，來(lái)水直接敞泄，延緩湖區(qū)淤積速度，減緩入湖污染物在湖區(qū)的沉積。

4.2 鄱陽(yáng)湖水利樞紐工程枯水期水位調(diào)節(jié)的影響

a. 民生方面。樞紐可提高環(huán)湖79座水廠和60萬(wàn)農(nóng)村人口的供水保障率；提高現(xiàn)有17.53萬(wàn)hm2、新增2.11萬(wàn)hm2灌溉面積的灌溉保證率；增加枯水期航道水深和寬度，恢復(fù)和改善通航條件；增加漁業(yè)資源，提高漁民收入，減小湖區(qū)漁政管理的復(fù)雜性。

b. 水生態(tài)方面。①鄱陽(yáng)湖水利樞紐工程盡可能按接近三峽水利樞紐工程運(yùn)行前自然的水文節(jié)律調(diào)度，使不同高程的濕地有序出露，減緩濕地植被的退化。調(diào)控水位10 m與同期水位7 m相比，全湖草洲淹沒(méi)比例不足5%，而且大部分是淺水水域，當(dāng)調(diào)控水位降低，影響更小。②可增加枯水期水面面積，濕地植被和水生生物的生境得到較大改善，可拓展越冬候鳥(niǎo)棲息覓食空間，為候鳥(niǎo)提供足夠的食物來(lái)源。③可增加枯水期魚(yú)類(lèi)資源和江豚的生存空間，為江豚提供更多的餌料，降低其傷亡概率。鄱陽(yáng)湖水利樞紐工程采用全閘門(mén)控制，盡量減緩江湖阻隔，設(shè)置最寬60 m的閘門(mén)，便于江豚在江湖間游弋。對(duì)少部分越冬魚(yú)類(lèi)洄游干流深水江段產(chǎn)生的影響，可通過(guò)設(shè)置魚(yú)道、增加閘門(mén)開(kāi)孔數(shù)量等減緩影響，且湖區(qū)枯水期水位抬高亦可彌補(bǔ)其影響。

c. 水環(huán)境方面。鄱陽(yáng)湖水利樞紐工程可增加枯水期水資源量以及水環(huán)境容量，降低水中的營(yíng)養(yǎng)鹽濃度，提高水體透明度。因流速降低，可能導(dǎo)致部分湖灣、尾閭等水域污染物降解能力減弱，并帶來(lái)污染物沉積累積性風(fēng)險(xiǎn)，也可能存在局部區(qū)域發(fā)生藻類(lèi)水華的潛在風(fēng)險(xiǎn)。由于鄱陽(yáng)湖湖水流動(dòng)性較大，按湖口11月至次年4月多年平均徑流量計(jì)算，湖區(qū)最高水位與多年平均水位的區(qū)間內(nèi)水體交換頻次不低于20次，局部水域出現(xiàn)水體富營(yíng)養(yǎng)化等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的可能性相對(duì)較小。

d. 對(duì)長(zhǎng)江下游補(bǔ)水作用。鄱陽(yáng)湖水利樞紐工程蓄水時(shí)，長(zhǎng)江水位高，流量大，對(duì)干流影響較小。通過(guò)調(diào)控，工程可在三峽水庫(kù)蓄水期增加13.59億m3泄量，水位降至10 m可為下游補(bǔ)水7億m3，可提高湖口以下長(zhǎng)江干流水資源安全的保證率。

5 結(jié) 語(yǔ)

長(zhǎng)江上游干支流控制性水庫(kù)蓄水、長(zhǎng)江中下游河道和入江水道沖刷是造成鄱陽(yáng)湖枯水期水位變化的主要原因。興建鄱陽(yáng)湖水利樞紐工程，采取科學(xué)合理的調(diào)度方式，充分利用汛末洪水資源，是有效應(yīng)對(duì)鄱陽(yáng)湖枯水期水位變化的最佳方案。工程全閘門(mén)控制，汛期敞泄，枯水期調(diào)控，對(duì)民生、水生態(tài)、水環(huán)境的影響利大于弊，蓄水期對(duì)長(zhǎng)江干流流量影響小，枯水期有補(bǔ)水作用。通過(guò)恢復(fù)鄱陽(yáng)湖的水文節(jié)律，調(diào)整江湖關(guān)系，可筑牢鄱陽(yáng)湖枯水期生態(tài)屏障，其產(chǎn)生的可能不利影響，可在工程運(yùn)行中不斷完善。