肖偉強(qiáng),郎志欽,石寶紅
(1.河北省黃壁莊水庫管理局,050224,石家莊;2.河北省水利廳,050011,石家莊)
滹沱河是海河流域子牙河水系兩大支流之一,發(fā)源于山西省五臺(tái)山北麓,至河北省獻(xiàn)縣樞紐全長587 km,崗南、黃壁莊兩座水庫(以下簡稱崗黃水庫)是滹沱河中下游的兩座梯級(jí)大型水庫,崗黃水庫總庫容29.14億m3,總控制流域面積 2.34萬km2,占滹沱河總流域面積的95%,基本控制了山區(qū)洪水。崗黃水庫聯(lián)合調(diào)度曾抗御了“63·8”和“96·8”兩次特大洪水,發(fā)揮了巨大的防洪作用。崗黃水庫是石家莊市和河北省重要工業(yè)企業(yè)——西柏坡電廠的水源地,還為下游6處灌區(qū)300多萬畝 (20多萬hm2)農(nóng)田提供農(nóng)業(yè)用水,為流域內(nèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展作出了很大貢獻(xiàn)。
崗黃水庫的修建產(chǎn)生了巨大的防洪效益和興利效益,但水庫帶來的生態(tài)影響也引起人們的高度關(guān)注。在20世紀(jì)60年代以前,滹沱河流域地表水和地下水資源都很豐富,河道長年有水,區(qū)域淺層地下水埋深3~5 m,西北部山前平原溢出帶泉水暢流,洼淀、濕地遍布。20世紀(jì)70年代以后,流域生態(tài)環(huán)境發(fā)生了顯著變化。
崗黃水庫修建前,滹沱河河道長年有水,崗黃兩庫均在1958年開始興建,兩庫蓄水后,滹沱河下游逐漸成為一條泄洪河道。20世紀(jì)70年代以前,泄洪量和泄洪次數(shù)較多,70年代僅有4年河道干涸。80年代除1988年泄洪外,其余年份河道無過水。90年代有8年河道干涸。近30年來,滹沱河河道長年斷流,即使河道有水也只是汛期1個(gè)月左右。滹沱河河道長年干涸,河灘裸露,植被稀少,生態(tài)環(huán)境脆弱。近年河道內(nèi)非法采砂、挖砂吸鐵、掘草放牧現(xiàn)象日趨嚴(yán)重,加劇了滹沱河生態(tài)環(huán)境的惡化。
自20世紀(jì)70年代以來,石家莊市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展用水主要依靠超采地下水維持,長期超采引發(fā)區(qū)域性地下水水位下降,形成地下水降落漏斗。隨著地下水開采強(qiáng)度的增大,漏斗不斷擴(kuò)展,現(xiàn)漏斗面積達(dá)400多km2,有關(guān)專家提出,石家莊地下水水位正以每年1 m的速度下降,個(gè)別地點(diǎn)埋深已達(dá)50多m,如果不采取措施,10~20年內(nèi)地下100 m以上含水層將基本被抽干。
從20世紀(jì)60年代初到70年代末,由于水資源過度開發(fā),流域洼淀、濕地來水量明顯減少,而用水量增加,逐步萎縮消失,生態(tài)環(huán)境發(fā)生了很大的變化。許多洼淀干涸多年,大都被開墾為農(nóng)田。
20世紀(jì)70年代,從滹沱河的平山段到藁城段,沿河兩岸種植了十幾萬畝生態(tài)防護(hù)林,形成了木佛林場、小壁林場、滹沱河林場3條大型防護(hù)林帶。由于河道長年斷流,地下水水位下降,加上人為破壞,從20世紀(jì)80年代中期以來,滹沱河沿岸十幾萬畝的生態(tài)防護(hù)林陸續(xù)出現(xiàn)大面積枯死現(xiàn)象,到目前只剩下小壁林場唯一一條防護(hù)林帶。在冬春季節(jié),滹沱河成為市區(qū)風(fēng)沙、粉塵的主要來源。
崗黃水庫是滹沱河上兩座控制性大(1)型水利樞紐工程,崗黃水庫的調(diào)度方式直接影響著下游的水生態(tài)環(huán)境。原有的水庫設(shè)計(jì)運(yùn)用方式,在進(jìn)行防洪和興利調(diào)度的同時(shí),很少考慮對下游生態(tài)和庫區(qū)水環(huán)境的影響,造成下游生態(tài)環(huán)境惡化。這就要求水庫在今后的調(diào)度運(yùn)用時(shí),要把維系良好的生態(tài)環(huán)境作為一項(xiàng)重要的目標(biāo),把生態(tài)調(diào)度納入水庫調(diào)度統(tǒng)一考慮,積極探索水庫防洪、興利與生態(tài)協(xié)調(diào)統(tǒng)一的水庫綜合調(diào)度方式,使水庫對壩下游生態(tài)和庫區(qū)水環(huán)境造成的負(fù)面影響控制在可承受的范圍內(nèi),并逐步修復(fù)生態(tài)與環(huán)境系統(tǒng),充分發(fā)揮水庫作用,不斷提高水庫的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
崗黃水庫位于我國水資源開發(fā)程度最高的海河流域,水資源開發(fā)率高達(dá)96%,再取出一定量的生態(tài)用水,難度可想而知。滹沱河中下游長年斷流,崗黃水庫生態(tài)補(bǔ)償調(diào)度不可能一步做到維持河流基本生態(tài)流量。崗黃水庫生態(tài)調(diào)度應(yīng)結(jié)合滹沱河的綜合整治工程,在近期重點(diǎn)解決城市河道斷流問題;南水北調(diào)工程通水后,使河道斷流時(shí)間和長度繼續(xù)減少,并逐步恢復(fù)到70年代初期河流徑流狀態(tài)。近期崗黃水庫的生態(tài)調(diào)度可以考慮以下幾種方式:
①向石家莊市生態(tài)引水工程——民心河供水。崗黃水庫從1998年開始向民心河供水,崗黃水庫年均供水2000萬m3,大大改善了城市的生態(tài)環(huán)境。民心河全長56.9 km,水面平均寬20 m,分為東西南北中5條環(huán)城區(qū)河道,在河道兩岸新建、修建22座公園。民心河的建成,使城市新增水面面積近250萬m2,新增綠化面積140萬m2,民心河沿岸已成為石家莊市居民健身、娛樂、游玩的好去處。
②結(jié)合滹沱河的綜合整治,給滹沱河部分河段補(bǔ)水。滹沱河是石家莊市重要的水源地和生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。滹沱河綜合整治工程已于2007年11月正式開工,工期為3年,規(guī)劃治理范圍為黃壁莊水庫以下70km河段。工程完工后,全市將新增水面500萬m2,綠地600萬m2,崗黃水庫可適時(shí)向河道進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)水,全市生態(tài)環(huán)境和人居環(huán)境將得到進(jìn)一步改善。
③對地下水進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)償。滹沱河斷流和超采地下水,使滹沱河兩岸和石家莊市漏斗區(qū)形成一個(gè)良好的地下調(diào)蓄空間。黃壁莊下游河道入滲條件較好,利用崗黃水庫棄水和汛期雨洪資源,在適宜地點(diǎn)建設(shè)地下水入滲場,將有效遏制地下水水位持續(xù)下降的趨勢,不斷涵養(yǎng)地下水源,明顯改善石家莊市地下水生態(tài)環(huán)境。
④對流域濕地補(bǔ)水。滹沱河綜合整治工程在水庫至張石高速、塔子口至藁城東界部分河段,種植濕地植物、濕地花卉,營造濕地生態(tài)系統(tǒng),形成1000萬m2左右以溪流、水面、水生植物、鳥類棲息地為特色的濕地景觀,崗黃水庫可結(jié)合濕地的建設(shè)對滹沱河進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)水。濕地的建成,會(huì)引發(fā)一系列生態(tài)改變,許多消失的生物,會(huì)重新回來,石家莊春季多風(fēng)沙、夏季悶熱、冬季干燥的氣候也將得到明顯改善。
在水庫洪水資源調(diào)度過程中,要統(tǒng)籌兼顧,科學(xué)防控,妥善處理防洪、興利及生態(tài)調(diào)度的關(guān)系。要密切關(guān)注天氣變化,深入研究水旱災(zāi)害規(guī)律,充分利用水庫雨水情測報(bào)系統(tǒng)、洪水調(diào)度系統(tǒng)及小尺度降雨預(yù)報(bào)系統(tǒng)等科技手段,綜合權(quán)衡效益、損失和風(fēng)險(xiǎn),制定科學(xué)合理的調(diào)度方案,果斷決策,有效調(diào)控洪水。還要加強(qiáng)水庫與堤防、蓄滯洪區(qū)聯(lián)合調(diào)度、水庫自身優(yōu)化調(diào)度、崗黃水庫群聯(lián)合調(diào)度等方面的探索與研究,可以利用汛期棄水和雨洪資源進(jìn)行地下水回灌,對外水系來水少的濕地、湖泊進(jìn)行補(bǔ)水,充分發(fā)揮包括水庫在內(nèi)的整個(gè)水利與防洪工程體系的防洪減災(zāi)、興利和生態(tài)功能。
水庫汛限水位動(dòng)態(tài)控制是指水庫在汛期,根據(jù)實(shí)時(shí)雨情水情,利用預(yù)報(bào)結(jié)果,在不降低水庫防洪標(biāo)準(zhǔn),確保水庫、上下游地區(qū)防洪安全前提下,按照經(jīng)科學(xué)論證并經(jīng)有關(guān)部門審批的水庫汛限水位動(dòng)態(tài)控制方案確定的控制范圍對汛限水位進(jìn)行浮動(dòng)的調(diào)度過程。國家防總自2002年起開始開展水庫汛限水位設(shè)計(jì)與運(yùn)用專題研究,基礎(chǔ)理論專題和試點(diǎn)水庫研究工作基本結(jié)束,現(xiàn)在正開展成果的推廣應(yīng)用。在多方面的努力下,崗黃梯級(jí)水庫汛限水位動(dòng)態(tài)控制課題在2006年正式立項(xiàng),此項(xiàng)工作在不降低水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)的前提下,根據(jù)水庫設(shè)計(jì)及建成后的調(diào)度運(yùn)行資料,運(yùn)用當(dāng)代比較成熟的理論和技術(shù)手段,全面分析水庫汛限水位等主要特征值合理性,依據(jù)研究成果提出水庫汛限水位調(diào)整和崗黃聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用方案,從而提高水庫蓄水能力和雨洪利用率,改善區(qū)域水資源承載能力,使水庫更好地為下游經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。
目前區(qū)域一方面水資源短缺,一方面用水浪費(fèi),用水效率低下,科學(xué)用水、節(jié)約用水做得還很不夠。如第一用水大戶農(nóng)業(yè),浪費(fèi)嚴(yán)重。崗黃水庫共有6處灌區(qū),灌溉方式全部為大水漫灌,多年平均供水量為7億多m3,平均渠系水利用系數(shù)為0.46,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家的0.7~0.8,在灌區(qū)大力推行農(nóng)業(yè)節(jié)水措施,實(shí)施噴灌、滴灌、中水回用等,節(jié)水潛力巨大;城市生活用水浪費(fèi)現(xiàn)象隨著水價(jià)的調(diào)整以及公民節(jié)水意識(shí)的增強(qiáng),已有所好轉(zhuǎn),但我國節(jié)水器具使用率普遍低下,城市家庭水重復(fù)利用率還很低,城市節(jié)水仍有潛力可挖。通過強(qiáng)化節(jié)約用水,可減少污水排放量,減輕污水處理負(fù)擔(dān)及環(huán)境污染,也可減輕區(qū)域供水壓力,節(jié)約的水量可以用到生態(tài)環(huán)境的修復(fù)上。
隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、人民生活水平的提高,人們對水的需求不僅表現(xiàn)在水量的增加上,而且對水質(zhì)的要求也越來越高。崗黃水庫自1997年向石家莊市供水以來,在水污染防治和水資源保護(hù)方面做了大量卓有成效的工作,水庫水質(zhì)明顯改善,從2006年至今,水庫達(dá)到了國家地表水飲用水標(biāo)準(zhǔn)。
[1]蔡其華.充分考慮河流生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)因素 完善水庫調(diào)度方式[J].中國水利,2006(2).
[2]費(fèi)宇紅,陳樹娥,劉克巖.滹沱河斷流區(qū)水環(huán)境劣變特征與地下調(diào)蓄潛力[J].水利學(xué)報(bào),2001(11).