肖偉強,石寶紅
(河北省黃壁莊水庫管理局,石家莊 050224)
滹沱河是海河流域子牙河水系兩大支流之一,發(fā)源于山西省五臺山北麓,至河北省獻縣樞紐全長587km,總控制流域面積24690km2,崗南、黃壁莊兩座水庫(以下簡稱崗黃)是滹沱河上中下游的兩座梯級大型水庫,崗黃水庫總庫容29.14億m3,總控制流域面積23400km2,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。崗黃水庫是省會石家莊市和河北省重要工業(yè)西柏坡電廠的水源地,還為下游6條灌區(qū)20萬hm2農(nóng)田提供農(nóng)業(yè)用水,崗黃水庫為流域內(nèi)經(jīng)濟社會的發(fā)展做出了很大貢獻。
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。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,河道常年有水,區(qū)域淺層地下水埋深3~5m,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,滹沱河河道常年有水,崗黃兩庫均在1958年開始興建,崗黃蓄水后,滹沱河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,70~80年代曾有4a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8a河道干涸。近30a來,河道常年斷流,即使河道有水,也只在汛期1個月的時間內(nèi),其他時間河道仍是常年干涸。由于滹沱河河道常年干涸,河灘裸露,植被稀少,生態(tài)環(huán)境脆弱。近年來河道內(nèi)非法采砂、挖砂吸鐵、掘草放牧現(xiàn)象日趨嚴(yán)重,更加劇了滹沱河生態(tài)環(huán)境的惡化。
自20世紀(jì)70年代以來,石家莊市經(jīng)濟社會發(fā)展用水,主要依靠超采地下水維持,由于長期處于超采狀態(tài),引發(fā)區(qū)域性地下水下降,形成地下水降落漏斗,隨著地下水開采強度的增大,漏斗不斷擴展,現(xiàn)漏斗面積達400多km2,有關(guān)專家提出,石家莊地下水正以每年1m的速度下降,個別地點埋深已達50m,如果不采取措施,10~20a內(nèi)地下100m以上含水層基本抽干。
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,洼淀、濕地遍布。從20世紀(jì)60年代初到70年代末,由于水資源過渡開發(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)生了很大變化。許多洼淀由于干涸多年,大都被辟為農(nóng)田。
20世紀(jì)70年代,從滹沱河的平山段到藁城段,沿河岸兩側(cè)種植了十幾萬畝的生態(tài)防護林,形成了木佛林場、小壁林場、滹沱河林場3個大型防護林帶。由于河道常年斷流,地下水位下降,以及人為破壞,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座防護林,在冬春季節(jié),滹沱河成為市區(qū)風(fēng)沙、粉塵的主要污染源。
崗黃水庫是滹沱河上兩座控制性大(I)型水利樞紐工程,總控制流域面積占滹沱河總流域面積的95%,總庫容近30億m3,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。而原有的水庫設(shè)計運用方式,在進行防洪和興利調(diào)度的同時,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)度運用上要把維系良好的生態(tài)環(huán)境作為一項重要的目標(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、經(jīng)濟和環(huán)境效益。
崗黃水庫位于水資源開發(fā)程度最高的海河流域。海河流域處于干旱半干旱地區(qū),水資源短缺,水資源開發(fā)率高達96%,如果再從中取出一定量的生態(tài)用水,處理興利用水與生態(tài)環(huán)境用水的矛盾,合理開展水庫的生態(tài)調(diào)度。難度可想而知。由于滹沱河中下游常年斷流,崗黃生態(tài)補償調(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解決城市河道斷流問題,南水北調(diào)通水后使河道斷流時間和長度繼續(xù)得到減少,并逐步恢復(fù)到70年代初期河流徑流狀態(tài)。
2.2.1向石家莊市生態(tài)引水工程——民心河供水
崗黃水庫從1998年開始向石家莊市生態(tài)引水工程——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56.9km,水面平均寬20m,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、游園。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,現(xiàn)民心河沿岸已成為石市百姓健身、娛樂、游玩的好去處,是石家莊市一道亮麗的風(fēng)景線。
2.2.2 結(jié)合滹沱河的綜合整治對滹沱河部分河段補水
滹沱河是石家莊市的母親河,也是省會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3a,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,崗黃水庫可適時向河道進行生態(tài)補水,全市生態(tài)環(huán)境和人居環(huán)境將得到進一步改善。
2.2.3 對地下水進行生態(tài)補償
由于滹沱河斷流和超采地下水,滹沱河兩岸和石家莊市漏斗區(qū)形成一個良好的地下調(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,在適宜地點建設(shè)地下水入滲場,將有效遏制地下水位持續(xù)下降趨勢,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。
2.2.4 對流域濕地補水
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)對滹沱河進行生態(tài)補水。濕地的建成,會引發(fā)一系列生態(tài)改變,許多消失的生物,會重新回來,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。
我國水資源70%~80%集中產(chǎn)生于汛期,每年洪水入??偭扛哌_1.6萬億m3,占全國水資源總量的63%,其中絕大部分以“排洪”的名義“入海為安”了。1996年海河大水,流域各省全力以赴把洪水安全送入大海。緊接著10a來,海河流域來水偏枯,人們開始意識到對于北方長期干旱地區(qū)。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系統(tǒng)、洪水調(diào)度系統(tǒng)及小尺度降雨預(yù)報系統(tǒng)等科技手段,綜合權(quán)衡效益、損失和風(fēng)險,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行地下水回灌,對外水系來水少的濕地、湖泊進行補水,充分發(fā)揮包括水庫在內(nèi)的整個水利與防洪工程體系的防洪減災(zāi)、興利和生態(tài)功能。
水庫汛限水位動態(tài)控制是指水庫在汛期,根據(jù)實時雨水情,利用預(yù)報結(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態(tài)控制方案確定的控制范圍對汛限水位進行浮動的調(diào)度過程。國家防總自2002年起開始開展水庫汛限水位設(shè)計與運用專題研究,基礎(chǔ)理論專題和試點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,崗黃梯級水庫汛限水位動態(tài)控制課題在2006年正式立項研究,此項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)計及建成后的調(diào)度運行資料,運用當(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)濟發(fā)展服務(wù)。
崗黃水庫共有6條灌區(qū),全部為大水漫灌,多年平均供水量為7億m3,渠道平均利用系數(shù)僅為0.46,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達國家的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;城市生活用水浪費現(xiàn)象隨著水價的調(diào)整及公民節(jié)水意識的提高,已有所好轉(zhuǎn),但我國節(jié)水器具使用率普遍低下,城市家庭用水重復(fù)利用率還很低,城市節(jié)水仍有潛力可挖。通過強化節(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)約的水可以用到生態(tài)環(huán)境治理上。
崗黃兩庫自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,水庫一直是Ⅱ類和Ⅲ類水質(zhì),今年1月份和4月份還達到Ⅰ類水質(zhì),達到了國家地表水飲用水標(biāo)準(zhǔn)。但是水質(zhì)狀況與繁重的供水任務(wù)相比,庫區(qū)水環(huán)境形勢還相當(dāng)嚴(yán)峻,在加強水源地水污染應(yīng)急措施的同時,還要下大力度采取標(biāo)本兼治的水資源保護措施。近年來國內(nèi)開始進行水庫生態(tài)環(huán)境修復(fù)技術(shù)研究,其中一些技術(shù)和措施得到廣泛應(yīng)用,效果很好,例如在水庫上游適宜地區(qū)建設(shè)人工濕地系統(tǒng),實施庫濱生態(tài)林帶建設(shè)和上游水土保持綜合治理,利用大自然修復(fù)能力,控制面源污染,還可以起到涵養(yǎng)水源、過濾水質(zhì)、水土保持等綜合生態(tài)功能。水庫可以根據(jù)情況合理采納以上水資源保護措施,以改善水庫庫區(qū)生態(tài)環(huán)境,確保水庫供水安全。
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