渭河生态基流分析及其保障问题探讨西安理工大学周孝德

渭河生态基流分析及其保障问题探讨 西安理工大学周孝德 1、渭河概况及其存在问题 2、渭河宝鸡段生态基流 3、渭河宝鸡段生态基流盈亏分析 4、渭河关中段生态基流保障措施研究 5、结语及展望

1、渭河概况及其存在问题 1.1 渭河概况渭河是黄河的第一大支流，是中华民族最重要的发祥地之一，也是陕西的母亲河。渭河两岸分布着甘肃的天水、陕西的宝鸡、咸阳、西安、铜川、渭南六个大中城市，是大关中经济圈的核心区域，被国家确定为在西部大开发中优先发展和重点发展的三大板块之一。改革开放30年来，过度的开发和严重的污染，已明显制约着关中——天水经济区的健康发展，污染和生态基流保障已经到了非解决不可的地步。

1.2 渭河存在的主要问题 渭河关中段水环境存在的问题，用当地百姓的话说，叫“上游水干了、中游水脏了、下游塞满了”。即缺水、污染、淤积。主要表现在于：（1）水量严重不足，生态环境用水得不到保障；（2）水质恶化，河段水体功能无法满足，危及人体健康，影响经济、社会安全；（3）水土保持不容乐观，水沙流失严重。

1.3 渭河水环境问题的原因 （1）资源性缺水（2）浪费严重（3）产业结构不合理且治理设施不足（4）管理薄弱渭河是我国西部经济欠发达地区水资源缺乏、污染严重、多泥沙河流的典型代表。渭河问题是黄河问题的缩影，治理渭河在黄河流域具有典型性和示范性。因此，国家重大科技水专项专门设立了“渭河水专项”课题。

2、渭河宝鸡段生态基流 2.1 生态基流概念对于一条常年性河流，具有流动的足够的水量是维持河流生态环境功能的最基本条件，如果发生河道断流，原有的水生环境遭受到严重的破坏，即使再次复水，河流系统也很难恢复到原来的水生生态系统，甚至一些本地特有的物种将从此灭绝。因此，为了防止渭河河道萎缩或断流，维持河流基本的生态环境功能，河道中常年都应保持一定比例的基本流量。河道生态基流的概念是基于此而提出。河道生态基流量，是生态环境需水的一个组成部分。关于此概念，至今国内外没有形成一个明确统一的定义。很多学者根据自己的理解，在实际应用时，考虑研究区域的具体状况，从不同的角度进行了界定，并赋予其不同的含义。我们认为生态基流是为维持区域生态系统基本功能健康发展或改善生态环境质量所需要的一定水质要求下的适宜水量。在实际工作中，往往确定的是最小流量。

2.2 渭河宝鸡段生态基流计算 从20世纪70年代至80年代末期，陆续出现了许多河道生态基流量的计算方法。最初根据水文历史资料提出了一些基于水文学的方法，如7Q10法、Tenant法等；后来水力学家根据河道断面参数判断河流所需流量，形成了基于水力学的方法，如湿周法、R2CROSS法等；再后来又将水力分析与生境评价相结合，提出了基于生境适宜性评价和模拟的方法，如IFIM法等。20世纪90年代之后，随着河流连续统等思想的提出，河道生态环境需水理论开始完善，又出现了一些注重对河流生态系统整体考虑的新方法，如BBM法、澳大利亚的整体法等。国外河道最小生态需水计算方法很多。但由于生态系统的复杂性，没有一种被公认的通用方法。多数计算方法为经验的和半经验的方法。由于我国生态资料缺乏，一些计算方法无法使用。因此，研究适合我国河流生态特性和资料条件的计算方法成为生态需水研究的重要问题。

基于以上考虑，并结合现有的资料情况，选择流速法、最小月平均流量法与Tennant法分别对渭河的生态基流进行计算。然后通过对不同方法的计算结果与相关规划进行合理性分析，最终确定渭河生态基流量的大小，为未来水资源的开发利用和生态城市建设提供依据。以宝鸡段为例：基于以上考虑，并结合现有的资料情况，选择流速法、最小月平均流量法与Tennant法分别对渭河的生态基流进行计算。然后通过对不同方法的计算结果与相关规划进行合理性分析，最终确定渭河生态基流量的大小，为未来水资源的开发利用和生态城市建设提供依据。以宝鸡段为例：渭河宝鸡段的生态基流量计算根据以上各种计算结果，考虑到宝鸡段水资源利用现状，初步考虑该断面的生态基流量可定为10 m3/s，下面按此数据进行盈亏分析。

3、渭河宝鸡段生态基流盈亏分析 对于管理决策者来说关心的是生态基流的盈缺过程，尤其是生态流量缺口的大小、缺口量在时间和空间上的分布以及如何进行调配水量才能满足河道生态基流的要求，使河道生态环境健康发展等。对渭河宝鸡段生态基流的盈缺情况进行评价并分析造成生态基流缺失的影响因素，以便为研究区段水资源合理配置和水生态保护提供参考。渭河宝鸡段年平均实测流量基本上都能满足河道生态基流量的要求，特别是1994年之前几本没有不满足的年份。而1994—2004年的实测多年平均流量只有9.04m3/s，这11年中有9年不能满足河道生态基流量的要求，连续多年出现生态基流缺水与该时期气候干旱，天然径流量减小，加之林家村上游渠道引水等原因有关。

对1972-2006年林家村宝鸡峡渠首引水前后的河道生态基流量情况进行了分析，结果表明：引水前河道基本满足生态基流要求，而引水后、特别是1994-2002年生态基流的满足程度明显降低。渠首35年间年平均引水量占到河道径流量的33%，由此可见灌区引水对河道生态基流量影响较大。魏家堡水电站的引水发电对渭河宝鸡市区段生态基流的缺失也有一定影响。因此，我们需要在考虑渭河宝鸡市区段生态基流的基础上，来进行水资源的合理利用，通过有效调度来达到资源最优化。对1972-2006年林家村宝鸡峡渠首引水前后的河道生态基流量情况进行了分析，结果表明：引水前河道基本满足生态基流要求，而引水后、特别是1994-2002年生态基流的满足程度明显降低。渠首35年间年平均引水量占到河道径流量的33%，由此可见灌区引水对河道生态基流量影响较大。魏家堡水电站的引水发电对渭河宝鸡市区段生态基流的缺失也有一定影响。因此，我们需要在考虑渭河宝鸡市区段生态基流的基础上，来进行水资源的合理利用，通过有效调度来达到资源最优化。此外支流补给虽对生态基流缺水有缓解作用。目前我们正在研发渭河关中段生态基流保障与水质改善多目标调控模型，为渭河关中段水资源的综合调控与基流保障服务。

4、渭河关中段生态基流保障措施研究 我省正在大力推进的引汉济渭等南水北调工程对解决关中水资源短缺及渭河生态用水问题意义重大，但要从根本上解决渭河的生态用水问题，必须立足现实，着眼长远，前瞻性考虑。 4.1 水资源合理利用与节约渭河由于流域干旱少雨，生态环境脆弱，水资源开发利用受多种条件制约。由于渭河天然来水量的减小，非汛期河道流量锐减甚至断流，无法保证河道生态基流量。为了增加渭河生态基流量，改善渭河生态环境，促进水资源可持续利用，必须强调水资源的合理利用与节约。渭河流域达到节水灌溉标准的节灌溉面积仅占有效灌溉面积的20%，农业灌溉节水潜力巨大。工业用水是城市用水重要组成部分，一般占城市总用水量的40％－60％，工业节水是城市节水的重点。城市生活节水以及城镇污水资源化也可以有效减少向河道的排污量，改善生态环境质量，而且还可以弥补水资源的短缺，节约宝贵的清水资源，解决生态环境用水不足。

4.2 建立水市场 水市场的建立是实现水资源优化配置的前提条件。只有建立水市场，水才能作为商品在市场中进行交易，这样，不仅可以起到提高效率、降低成本等作用，还可以用价格杠杆的作用来抑制水的过度消费，实现水资源的优化配置。 4.3 管理与政策建立有效的科学的水资源管理，直接影响生活、生产和生态用水的相互协调，影响水资源合理开发、科学配置、优化调度、高效利用。用市场配置水资源，必须首先解决区域内分部门管理的制度性摩擦问题，降低制度性成本，改变管理体制，兼顾上下游、左右岸不同行业以及生态环境的各种权益，最终实现水资源的优化配置。

4.4 外流域调水 渭河生态基流缺水已经是不争的事实，我们在合理配置水资源以及加强进行综合治理的同时，为改善河道的生态环境以及保证该流域经济的可持续发展，应从水资源丰富的流域调引适当的水量，向渭河补水。按照“先节水后调水，先治污后通水，先环保后用水”的原则，在考虑节水、治污措施之后，根据有关前期工作，提出调水方案。目前提出的调水方案主要包括：引汉（江）济渭（河）、引乾（佑河）济石（砭峪水库）、引红（岩河）济石（头河）、引洮（河）入渭（河）、利用引洮一期工程向渭河补水、南水北调西线工程向渭河补水。

5、结语及展望 通过渭河流域重点治理规划的实施、渭河水专项的深入开展，以及渭河流域水资源综合运用和合理调度，渭河的水问题有望得到有效的解决，从而实现经济发展与水环境的双赢。从长远看，通过水资源的合理配置及合理拦蓄以丰补枯，使生态环境和国民经济用水得到合理安排，提高河道水体的自净能力，改善区域生态环境，改善水沙运行状况，对保持渭河生态系统平衡，缓解渭河下游防洪形势，加快渭河流域综合治理，最终实现再造一个“生态渭河、健康渭河”的目标。

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