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        宿遷市河流生態(tài)水位管控目標(biāo)與預(yù)警機(jī)制分析

        2024-02-26 02:25:00方紅遠(yuǎn)黃金柏邱福瓊程倩倩
        江蘇水利 2024年2期
        關(guān)鍵詞:生態(tài)

        葉 文,方紅遠(yuǎn),黃金柏,邱福瓊,樊 浦,程倩倩

        (1.江蘇省水文水資源勘測局宿遷分局,江蘇宿遷 223800;2.揚(yáng)州大學(xué)水利科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇揚(yáng)州 225009)

        保障河湖生態(tài)環(huán)境需水是維護(hù)江河湖泊健康、生態(tài)文明建設(shè)以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展的客觀要求,而河道生態(tài)水位(流量)的確定是保障河道生態(tài)保護(hù)目標(biāo)、構(gòu)建生態(tài)水位管控策略以及設(shè)計(jì)預(yù)警機(jī)制的基礎(chǔ)。近年來,我國河湖生態(tài)環(huán)境需水量保障工作不斷加強(qiáng),水生態(tài)狀況得到初步改善。但也要看到,受自然稟賦條件限制、不合理開發(fā)利用以及全球氣候變化等影響,部分流域和區(qū)域生活、生產(chǎn)和生態(tài)用水矛盾仍然突出,河湖生態(tài)流量難以保障,河流斷流、湖泊萎縮、生物多樣性受損、生態(tài)服務(wù)功能下降等問題依然嚴(yán)峻。

        本文闡述了宿遷市開展第一批及相關(guān)重要河道生態(tài)水位制定及實(shí)施情況,分析了河道生態(tài)水位管控與預(yù)警機(jī)制方案設(shè)計(jì)等技術(shù)內(nèi)容,以及河道生態(tài)水位管控目標(biāo)保障措施。

        1 河流生態(tài)水位制定背景與方法

        1.1 制定背景

        以往生態(tài)流量保障研究與管理實(shí)踐中,經(jīng)常以“天然優(yōu)先”為管控原則,即保持河流天然的流量過程與水文節(jié)律,認(rèn)為維持河流的天然流量過程及擾動(dòng)模式,是維持河流生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的關(guān)鍵因子。但受氣候變化等影響,在特枯水年遇河流天然來水小于生態(tài)基流指標(biāo)時(shí),水利工程一般按來水流量控制下泄,可能出現(xiàn)突破生態(tài)基流底線的情況[1-4]。當(dāng)前我國河湖生態(tài)保護(hù)以“生態(tài)優(yōu)先”為管控原則,考慮盡量滿足生態(tài)需求,并進(jìn)行有限的干預(yù)修復(fù),更符合生態(tài)文明建設(shè)要求,也有利于河湖最基本生態(tài)功能的保障和修復(fù)。生態(tài)基流是保障河湖最基本生態(tài)功能的底線要求,所以,應(yīng)把握生態(tài)水量保障管控目標(biāo)以“生態(tài)優(yōu)先”為原則,盡全力保障河道生態(tài)基流,根據(jù)河流水文水資源自然規(guī)律特性和生態(tài)環(huán)境功能,合理確定河流生態(tài)水量管理與保護(hù)目標(biāo)[5]。

        因此,科學(xué)合理確定宿遷市域內(nèi)的重要河道的生態(tài)水位目標(biāo)值,對(duì)初步建立起生態(tài)水位(流量)監(jiān)管體系,并設(shè)計(jì)相應(yīng)的河流水位(流量)運(yùn)行調(diào)度策略與預(yù)警機(jī)制方案,以維護(hù)區(qū)域水環(huán)境良好功能和保障河流生態(tài)健康,具有十分重要的意義。

        1.2 制定方法

        宿遷平原河網(wǎng)區(qū)河流具有河面平靜,河道內(nèi)流量、流速較小,河流水動(dòng)力普遍較弱等典型特征。由于各地區(qū)河流流域各具特點(diǎn),匯集水區(qū)情況多樣復(fù)雜,加上研究區(qū)域內(nèi)許多河流的實(shí)時(shí)水文測驗(yàn)數(shù)據(jù)有限,一般都無法選用傳統(tǒng)的河道生態(tài)流量計(jì)算方法[6],因此,可運(yùn)用湖泊生態(tài)水位計(jì)算方法以完成相關(guān)計(jì)算工作;同時(shí)考慮轉(zhuǎn)化傳統(tǒng)河流生態(tài)流量計(jì)算方法中對(duì)流量信息的處理手段,利用區(qū)內(nèi)典型水文站的歷年的水位數(shù)據(jù),來計(jì)算分析相關(guān)河道的生態(tài)水位閾值。

        具體的制定方法原則可采用如下步驟:(1)摸清現(xiàn)狀,掌握研究對(duì)象特點(diǎn):為確??茖W(xué)合理制定河道生態(tài)水位,必須對(duì)河流的基本情況進(jìn)行摸排,包括河流的天然形態(tài)、連通情況、河流的社會(huì)服務(wù)功能、人工調(diào)度情況、水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀、水文站點(diǎn)、水生態(tài)現(xiàn)狀等,充分分析河道水流特點(diǎn)及生態(tài)水位現(xiàn)狀特征;(2)選擇控制斷面,確定生態(tài)水位閾值:根據(jù)河道水系連通特點(diǎn),已有監(jiān)測斷面的位置分布等,選取具有代表性且便于監(jiān)管的斷面作為生態(tài)監(jiān)測控制斷面;根據(jù)各河流的水動(dòng)力特點(diǎn),結(jié)合其社會(huì)服務(wù)功能、水生態(tài)需求等因素合理確定河流生態(tài)水位,并針對(duì)性地制定河道生態(tài)水位控制目標(biāo)(閾值)。

        鑒于宿遷市域范圍內(nèi)河道水流特征,并借鑒相關(guān)平原河流生態(tài)水位(流量)分析文獻(xiàn)中有關(guān)計(jì)算方法,本文綜合運(yùn)用90%年最低水位法、最小月平均水位法、改進(jìn)的年內(nèi)展布法、濕周法、水生生物最小生存水深以及適當(dāng)考慮河道水文季節(jié)性變化等技術(shù)方法[7],合理分析確定各重要河道控制斷面生態(tài)水位閾值。

        2 宿遷市重要河道生態(tài)水位

        宿遷市水利局制定了古黃河、總六塘河等9 條河道在內(nèi)的全市第一批和重要河道生態(tài)水位(試行),如圖1 所示。要求在思想上,要充分認(rèn)識(shí)到生態(tài)水位是水資源管控和優(yōu)化調(diào)配、河流生態(tài)保護(hù)修復(fù),以及地區(qū)間涉水事務(wù)協(xié)調(diào)的基本依據(jù)之一;保障河道生態(tài)水位,事關(guān)河道健康、生態(tài)文明建設(shè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展;各地要高度重視生態(tài)水位管理工作,加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo),落實(shí)工作責(zé)任,做好組織實(shí)施,確保生態(tài)水位目標(biāo)得到落實(shí)和保障。在調(diào)度管理上,各地要把保障生態(tài)水位目標(biāo)作為硬約束,嚴(yán)控河道取水總量,提高用水效率,加強(qiáng)河湖水資源統(tǒng)一調(diào)度,強(qiáng)化水量分配,制定并優(yōu)化重要水利工程調(diào)度方案和調(diào)度計(jì)劃,保障河湖生態(tài)用水需求。在監(jiān)測考核上,各地要根據(jù)生態(tài)水位管理需要,按照管理權(quán)限,建設(shè)生態(tài)水位控制斷面的監(jiān)測設(shè)施,對(duì)河道生態(tài)水位保障情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測,并按要求接入有關(guān)監(jiān)管平臺(tái),積極推進(jìn)跨行政區(qū)域上下游之間的生態(tài)流量(水位)信息共享機(jī)制,并定期對(duì)實(shí)施情況進(jìn)行考核評(píng)估。

        圖1 宿遷市主要河道生態(tài)水位(高程及水位以廢黃河口為基面)

        3 河道生態(tài)水位管控預(yù)警機(jī)制

        3.1 預(yù)警參數(shù)值設(shè)計(jì)

        預(yù)警方案中的參數(shù)值主要包括河道生態(tài)水位閾值(H閾)、實(shí)時(shí)觀測水位(Ht,采用08 時(shí)至次日08時(shí)的日平均水位)、預(yù)警水位第一階變幅(Δh1)、預(yù)警水位第二階變幅(Δh2)等。根據(jù)宿遷市河道水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其生態(tài)需水特征,以及不同等級(jí)河道水深的范圍,在本地區(qū)河道生態(tài)水位管控預(yù)警方案實(shí)際操作中,預(yù)警水位第一階變幅Δh1一般取值0.1~0.15 m,預(yù)警水位第二階變幅Δh2一般取值0.2~0.3 m。

        3.2 預(yù)警發(fā)布

        宿遷市水行政主管部門指導(dǎo)全市生態(tài)水位預(yù)警工作,負(fù)責(zé)發(fā)布各重要河流生態(tài)水位的預(yù)警。(1)當(dāng)生態(tài)水位監(jiān)測控制站實(shí)際水位(Ht)低于啟動(dòng)預(yù)警方案的控制值(H閾)且之差不超過預(yù)警水位第一階變幅(Δh1),經(jīng)綜合分析研判,視情況發(fā)布低警度(或藍(lán)色)預(yù)警;(2)當(dāng)生態(tài)水位監(jiān)測控制站實(shí)際水位(Ht)低于啟動(dòng)預(yù)警方案的控制值(H閾)且之差不超過預(yù)警水位第二階變幅(Δh2),經(jīng)綜合分析研判,視情況發(fā)布中警度(或橙色)預(yù)警;(3)當(dāng)生態(tài)水位監(jiān)測控制站實(shí)際水位低于啟動(dòng)預(yù)警方案的控制值且之差超過預(yù)警水位第二階變幅(Δh2)的上限值(一般取0.3 m),經(jīng)綜合分析研判,視情況發(fā)布重警度(或紅色)預(yù)警。

        河道生態(tài)水位管控預(yù)警等級(jí)及相應(yīng)判斷標(biāo)準(zhǔn)(預(yù)警架構(gòu)),如圖2所示。

        圖2 河道生態(tài)水位管控預(yù)警架構(gòu)方案

        3.3 預(yù)警解除

        宿遷市水行政主管部門負(fù)責(zé)各重要河道生態(tài)水位的預(yù)警解除。結(jié)合流域、區(qū)域雨水情綜合研判,預(yù)警由重級(jí)向低級(jí)解除或直接解除。重警度預(yù)警觸發(fā)后,當(dāng)生態(tài)水位監(jiān)測控制站實(shí)際水位低于啟動(dòng)預(yù)警方案的控制值且之差降至不超過第二階變幅(Δh2)的上限值,降級(jí)為中警度預(yù)警;中警度預(yù)警觸發(fā)后,當(dāng)生態(tài)水位監(jiān)測控制站實(shí)際水位低于啟動(dòng)預(yù)警方案的控制值且之差降至不超過預(yù)警水位第一階變幅(Δh1),且預(yù)報(bào)水位將繼續(xù)抬升時(shí),降級(jí)為低警度預(yù)警;低警度預(yù)警觸發(fā)后,當(dāng)生態(tài)水位監(jiān)測控制站實(shí)際水位低于啟動(dòng)預(yù)警方案的控制值且之差降至不超過0 m,且預(yù)報(bào)水位將繼續(xù)抬升時(shí),預(yù)警解除。

        4 河道生態(tài)水位管控目標(biāo)保障措施

        4.1 生態(tài)水位目標(biāo)管理措施

        (1)工程調(diào)度原則。充分考慮各河道及其支流與區(qū)域范圍內(nèi)水系結(jié)構(gòu)的水力時(shí)空關(guān)系,以水系連通為基礎(chǔ),科學(xué)運(yùn)用河道上下游、左右岸的水量調(diào)節(jié)控制運(yùn)用策略。重視閘壩站控制運(yùn)用對(duì)河道生態(tài)水位的調(diào)節(jié)作用,為抵御和減輕閘壩工程造成的水生態(tài)系統(tǒng)退化程度,需要科學(xué)調(diào)度閘壩運(yùn)行,明確閘壩的管理權(quán)責(zé),加大協(xié)調(diào)與約束力度。

        (2)河道內(nèi)用水管控。各縣區(qū)水行政主管部門嚴(yán)格按照生態(tài)水位保障要求,加強(qiáng)河道內(nèi)用水管控。

        (3)河道外用水管控。預(yù)測無法滿足河道控制斷面生態(tài)水位要求時(shí),應(yīng)根據(jù)應(yīng)急調(diào)度方案,嚴(yán)格執(zhí)行水量調(diào)度計(jì)劃或指令,加強(qiáng)取用水管控。干旱期間,在區(qū)域供水量不能完全滿足用水量的情況下,優(yōu)先滿足城鄉(xiāng)居民生活用水,統(tǒng)籌考慮生產(chǎn)用水和生態(tài)用水,加強(qiáng)取用水管控,優(yōu)化用水空間配置和時(shí)間次序,必要時(shí)采取限制用水措施。

        (4)應(yīng)急調(diào)度方案。發(fā)布低警度(或藍(lán)色)預(yù)警時(shí),根據(jù)水情預(yù)報(bào)分析發(fā)展趨勢,利用區(qū)域河湖水系連通工程及其調(diào)度機(jī)制,進(jìn)行河渠水量互調(diào)互擠,以抬高河道水位;增加沿岸區(qū)域內(nèi)再生水用于河道生態(tài)環(huán)境補(bǔ)水分配;利用河道上閘壩工程,分段控制地面雨水徑流,以滿足相關(guān)河段的生態(tài)功能和環(huán)境景觀需水要求;充分?jǐn)r蓄灌區(qū)灌溉回歸水,并適當(dāng)限制臨近灌區(qū)的灌溉引水。

        發(fā)布中警度(橙色)預(yù)警時(shí),在恰當(dāng)運(yùn)用上述低級(jí)預(yù)警情景對(duì)策的基礎(chǔ)上,利用區(qū)域河湖水系連通工程及其調(diào)度機(jī)制,從可行水源進(jìn)行生態(tài)引流,以補(bǔ)充河道的生態(tài)環(huán)境用水。

        發(fā)布重警度(紅色)預(yù)警時(shí),應(yīng)由水主管部門會(huì)商政府其他有關(guān)職能部門,共同決策采取特殊狀態(tài)應(yīng)急方案。出現(xiàn)嚴(yán)重或持續(xù)干旱情況、河道干支流主要水利工程運(yùn)行故障、重大水污染事故等緊急情況,可能造成供水和河流生態(tài)環(huán)境危機(jī)時(shí),宿遷市水利局及授權(quán)機(jī)構(gòu)組織實(shí)施應(yīng)急調(diào)度,向相關(guān)區(qū)域的縣水行政主管部門和灌溉管理單位發(fā)布應(yīng)急調(diào)度指令,必要時(shí),可以直接向其他主要蓄引提水工程管理單位發(fā)布應(yīng)急調(diào)度指令,并通知其上級(jí)主管部門。出現(xiàn)閘、壩、站運(yùn)行故障、重大水污染事故等緊急情況時(shí),各相關(guān)單位按照權(quán)限和職責(zé),及時(shí)采取壓減取水量直至關(guān)閉取水口、實(shí)施應(yīng)急泄流方案、加強(qiáng)水文監(jiān)測等措施,相關(guān)區(qū)域的市、縣、區(qū)水行政主管部門和蓄引提水工程管理單位,按照應(yīng)急要求,合理安排用水計(jì)劃,確??刂茢嗝媪髁糠弦?guī)定的控制指標(biāo)。

        4.2 生態(tài)水位管理責(zé)任主體及考核要求

        4.2.1 相關(guān)責(zé)任主體

        相關(guān)縣(區(qū))人民政府為轄區(qū)內(nèi)河道生態(tài)水位保障工作的保障責(zé)任主體,負(fù)責(zé)河道生態(tài)水位保障工作;相應(yīng)縣(區(qū))水行政主管部門負(fù)責(zé)管轄范圍內(nèi)相應(yīng)水利工程的運(yùn)用調(diào)度,加強(qiáng)轄區(qū)內(nèi)用水總量控制,嚴(yán)格取用水管控,確保河道生態(tài)水位達(dá)到規(guī)定指標(biāo)要求,并將控制運(yùn)用情況及時(shí)報(bào)送宿遷市水利局。

        宿遷市水利局是河道生態(tài)水位保障的監(jiān)管責(zé)任主體,負(fù)責(zé)重要河道生態(tài)水位的監(jiān)管檢查,定期或不定期開展現(xiàn)場檢查,必要時(shí)與相關(guān)縣(區(qū))水行政主管部門組成聯(lián)合督查組實(shí)施重點(diǎn)督查。發(fā)生生態(tài)水位預(yù)警時(shí),組織實(shí)施統(tǒng)一調(diào)度,負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)市內(nèi)輸配水管理、涉水工程維護(hù)。同時(shí)負(fù)責(zé)跨市調(diào)水申請(qǐng),協(xié)調(diào)江蘇省水利廳工作部署。

        4.2.2 考核辦法

        考核指標(biāo)為河流生態(tài)水位的保證程度,評(píng)價(jià)時(shí)長為日。全年生態(tài)水位的保證程度達(dá)到90%以上,則考核為合格,不滿足則考核為不合格。如遇地震、特殊干旱、突發(fā)事件及其他不可抗力因素,啟動(dòng)應(yīng)急響應(yīng),生態(tài)水位目標(biāo)得不到滿足的天數(shù),可不納入考核評(píng)價(jià)樣本。

        生態(tài)水位保障考核工作,由宿遷市水利局按照江蘇省水利廳有關(guān)要求,對(duì)域內(nèi)重要河道生態(tài)水位保障目標(biāo)情況進(jìn)行考核,考核結(jié)果納入最嚴(yán)格水資源管理制度和河長制考核。宿遷市水利局組織開展生態(tài)水位監(jiān)測評(píng)估工作。

        4.3 河流生態(tài)水位目標(biāo)管控保障措施

        (1)加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)。根據(jù)生態(tài)水位保障工作目標(biāo)和任務(wù),各縣區(qū)人民政府應(yīng)分解落實(shí)相關(guān)河道生態(tài)水位保障工作的主體責(zé)任,并將生態(tài)水位保障情況納入最嚴(yán)格水資源管理制度和河長制考核。各縣區(qū)水行政主管部門應(yīng)建立健全生態(tài)水位保障責(zé)任制,完善聯(lián)合督查工作機(jī)制,強(qiáng)化考核結(jié)果的分析運(yùn)用。

        (2)加強(qiáng)監(jiān)測監(jiān)控。充分利用現(xiàn)有水文站,結(jié)合水情綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)、水資源管理信息系統(tǒng)等平臺(tái),完善河道控制斷面的監(jiān)控能力建設(shè),對(duì)主要進(jìn)出河道、重要水利工程及沿河重要取用水口門推進(jìn)在線監(jiān)測,全方位提高信息采集、傳輸、存儲(chǔ)能力,逐步實(shí)現(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和預(yù)警信息的實(shí)時(shí)報(bào)送和發(fā)布。

        (3)強(qiáng)化監(jiān)督檢查。各縣區(qū)人民政府及水行政主管部門定期或不定期組織開展生態(tài)水位監(jiān)督檢查,組織實(shí)施本轄區(qū)內(nèi)重要河道生態(tài)水位保障考核評(píng)估,考核結(jié)果作為最嚴(yán)格水資源管理制度和河長制考核的重要依據(jù),對(duì)生態(tài)水位保障不力的按相關(guān)規(guī)定追究責(zé)任。

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