濟寧城區河道生態補水分析

花金祥 史文美 周 冉 鄭言峰

（山東省水利勘測設計院 濟南 250013）

濟寧城區河道生態補水分析

花金祥 史文美 周 冉 鄭言峰

（山東省水利勘測設計院 濟南 250013）

本文以濟寧城區河道為例，探討城區河道內滿足不同功能的最小生態環境需水量，并從蒸發需水、滲漏需水、河流輸沙需水、維持稀釋自凈能力需水、維持河流下游生態地下水位需水、維持水生生物棲息地需水、景觀用水等多方面進行需水量分析計算。

生態 需水 補源

1 生態需水組成與分析計算

河道內生態需水量是生態環境需水的組成部分，是指維系河道生態系統健康所必須的水量,其對河流生態系統的結構、功能、形態的維護具有重要的意義。從結構功能上看，河道生態需水是由多元變量組成的一個有機整體,包含蒸發需水、滲漏需水、河流輸沙需水、維持稀釋自凈能力需水、維持河流下游生態地下水位需水、維持水生生物棲息地需水及景觀用水等各個結構功能需水量。

1.1 水面蒸發需水量

河流的水面蒸發是河流水量消耗的重要方式之一，這需要一定的水量用于維持河流系統正常的環境功能。當水面蒸發高于降雨時，降雨量不能滿足蒸發的需要，水面蒸發量與降雨量差值即為水面蒸發需水量；當降雨量大于蒸發量時，蒸發所需水量可由降雨完全滿足，即水面蒸發需水量為零。

1.2 滲漏需水量

單位河長滲漏量乘以輸水河道長度即為沿程河道輸水滲漏量。根據河道地質條件，選擇采用《灌溉與排水工程設計規范》（GB50288-99）中經驗公式進行單位河長滲漏量估算。

1.3 河流輸沙需水量

水沙平衡主要是指河流中下游的沖淤平衡，為了輸沙排沙，維持沖刷與侵蝕的動態平衡，需要一定的生態環境用水量與之相匹配，這部分水量就稱為輸沙平衡用水量。在一定的輸沙總量要求下，輸沙水量直接取決于水流含沙量的大小。對于城區河流系統而言，汛期的輸沙量約占全年輸沙總量的80%以上，把汛期用于輸沙的水量計算為河流生態環境需水量的一部分。

1.4 維持河流下游生態地下水位所需水量（Wg）

生態地下水位是指在一定的氣候條件，特別是降水條件下，維持某種植物群落壯齡階段穩定生長，而不使優勢植物生長環境被其他植物占據的某一范圍的地下水位。

1.5 維持水生生物棲息地所需水量（Wh）

維持水生生物棲息地所需水量采用濕周法核算方法。濕周隨流量加大而遞增，速率由快變緩時的分界點流量被認為是維持河流生態系統最經濟、最有效的流量。當流量降至常流量的20%時，為維持生態功能底限，一般定為生態基礎流量。

1.6 景觀所需水量（Wj）

河道景觀用水量是發揮期望的景觀、娛樂功能所需要的水量，河流水深要保持一定的深度。

2 河道內最小生態需水量計算方法

河道生態用水量是河道生態系統達到某種生態水平或者維持某種生態系統平衡所需要的水量，或者是發揮期望的生態功能所需要的水量，即在一定水質要求下的合理水量。河道生態用水量要滿足最基本生態用水要求，即要滿足基本生態水深。河道生態需水量計算公式如下：

式中：WZ—河道最小生態需水量；

Ws—輸沙用水量；

Wd—維持稀釋自凈能力所需水量；

Wh—水生生物棲息地所需水量；

Wj—河道景觀需水量；

W1—滲漏需水量；

Wg—維持河流下游生態地下水位所需水量；

We—水面凈蒸發需水量。

3 河道內生態需水量計算成果

濟寧城區涉及河湖主要有洸府河、老運河、越河、府河、王母閣湖、南躍進溝。

根據以上方法及公式對濟寧城區主要河湖生態需水量進行計算，考慮3個方案：

方案一：河道基本生存的最小生態水量；

方案二：保持河道生態良好的最小生態水量；

方案三：保持河道“水活、水清、水美”的最小生態水量。

根據計算結果，方案一、方案二、方案三所需生態水量分別為844萬m3、1689萬m3、2533萬m3，3個方案代表著不同的生態功能所需水量，生態功能逐步變好，考慮濟寧市社會發展的需要及經濟投入的約束，將3個方案作為不同時期的實現目標，方案一為2013～2014年的目標，方案二為2016～2017年的目標，方案三為2020年的目標。

4 結論

根據不同方案的最小生態需水量，綜合考慮距離及現有河道的情況，同時考慮保證程度和運行投資，綜合確定生態補源水源，以氵光氵府河和泗河作為主水源，采用大汶河水作為補充，利用梁濟運河作為備用水源。

通過生態補源實施后，可實現城區河道“水活、水清、水美”的發展目標，將打造濟寧城區健康和諧的城區水系生態網，提升濟寧城區經濟發展活力，促進區域社會、經濟與環境的可持續發展■