漢江中下游聯合生態調度方案可行性研究與分析

【摘要】隨著漢江流域社會經濟發展和水資源開發利用程度的提高，漢江中下游的生態環境問題日益突出，尤其是漢江流域梯級水庫群的建成投運，對漢江中下游產漂性卵魚類的繁衍生存帶來巨大影響，漢江中下游魚類資源呈現衰退趨勢。

【關鍵詞】漢江；聯合調度；研究

一、 研究背景

隨著漢江流域社會經濟發展和水資源開發利用程度的提高，漢江中下游的生態環境問題日益突出，尤其是漢江流域梯級水庫群的建成投運，對漢江中下游產漂性卵魚類的繁衍生存帶來巨大影響，漢江中下游魚類資源呈現衰退趨勢。

梯級水庫群的建成投運對產漂性卵魚類的影響主要體現在兩個方面。

（1）梯級水庫群對漢江水文情勢的影響

漢江流域控制性樞紐工程丹江口水庫的建成后，其對徑流蓄豐補枯的調蓄作用，使得漢江中下游徑流過程坦化，汛期漲水幅度下降，產漂流性卵魚類繁殖所需的漲水條件發生較大改變；特別是隨著丹江口水庫加壩擴容和南水北調中線工程的實施，這些生態環境影響進一步加劇。

（2）樞紐建設對魚類洄游阻隔的影響

漢江作為長江中下游最大支流，漢江流域與長江中下游魚類資源具有高度相似性，遷移交流頻繁。一般而言，長江中下游及其湖泊肥育后的魚類上溯至漢江支流索餌繁殖，漢江繁殖的仔幼魚降河至長江中下游及其湖泊中索餌肥育。丹江口水庫建成后，阻斷了漢江上游與漢江中下游及長江的魚類洄游，崔家營的建設，阻斷了壩上漢江、支流唐白河與漢江中下游乃至長江中下游的魚類洄游，興隆樞紐的建設，又進一步阻斷了興隆至崔家營壩址間漢江干流與漢江下游、長江魚類洄游。

二、 研究意義

本項目針對以“四大家魚”為代表的產漂流性卵魚類產卵繁殖需求，開展漢江中下游梯級水庫群的聯合生態補償調度研究和實踐，提出梯級水庫聯合生態調度方案，研究成果可用于指導漢江中下游梯級水庫生態調度的實施，緩解梯級水庫群建設對漢江中下游河段魚類產卵繁殖的影響。同時，研究成果作為漢江中下游碾盤山等規劃建設水庫的生態環境保護非工程措施，可為工程前期論證工作的順利推進提供技術支撐。

三、聯合生態調度損益分析

根據本研究提出的生態調度方案，需通過梯級聯合敞泄恢復魚類洄游產卵通道；敞泄后，水庫上下游水位落差無法滿足電站發電要求，對梯級各電站發電將帶來一定影響。同時，實施生態調度期間，水庫流量、水位可能難以滿足通航要求，會對河段通航帶來一定影響。

（1）對梯級電站發電量的影響

生態調度方案對發電的影響主要體現在梯級水庫放空、敞泄、回蓄過程中，水頭無法滿足電站發電最小水頭造成的。根據生態調度方案，梯級電站放空時間一般為2～3日，敞泄時間5～6日，回蓄時間2～3日，一次生態調度方案實施影響發電的時間約為10～12日左右；每年實施生態調度2次，則總的影響時間大致在20～25日左右。

根據長序列模擬調度結果（1956～2014年每年5～8月），不同情景下生態調度對梯級發電量的影響見表3.1-1所示。

從表3.1-1可以看出，情景1條件下，崔家營、興隆水庫實施生態調度后，汛期發電量分別減少0.08和0.15億kWh，合計0.23億kWh，占梯級多年平均發電量的3.75%；情景2條件下，崔家營、雅口、興隆水庫實施生態調度后，汛期發電量分別減少0.11、0.39和0.18億kWh，合計0.68億kWh，占梯級多年平均發電量的7.84%；情景3條件下，崔家營、碾盤山、興隆水庫實施生態調度后，汛期發電量分別減少0.11、0.51、和0.22億kWh，合計0.84億kWh，占梯級多年平均發電量的6.83%；情景4條件下，崔家營、雅口、碾盤山、興隆水庫實施生態調度后，汛期發電量分別減少0.11、0.39、0.55和0.23億kWh，合計1.28億kWh，占梯級多年平均發電量的8.63%。

從計算結果可以看出，隨著梯級水庫的不斷建成投運，梯級聯合生態調度方案實施后，梯級各庫自身的發電量損失逐步增加，梯級總的發電損失量同樣逐步增加，發電損失占梯級多年平均發電量的比例也由3.75%增加到8.63%，主要原因是由于，梯級水庫的增加，總放空和回蓄庫容增加，增加了梯級水庫放空和回蓄所需時間，從而增加了梯級總發電損失。

（2）對通航保證率的影響

生態調度方案對樞紐航運的影響主要體現在梯級水庫放空、敞泄、回蓄過程中，壩上壩下水位、流量無法滿足通航要求造成的。根據生態調度方案，梯級水庫放空時間一般為2～3日，敞泄時間5～6日，回蓄時間2～3日，一次生態調度方案實施影響航運的時間約為10～12日左右；每年實施生態調度2次，則總的影響時間大致在20～25日左右。

根據長序列模擬調度結果（1956～2014年每年5～8月），不同情景下生態調度對梯級各水庫通航影響時間見表7.1-2所示。

從表3.1-2可以看出，情景1條件下，崔家營、興隆水庫實施生態調度后，通航時間分別減少6天和18天，通航保證率分別降低1.64%和4.93%；情景2條件下，崔家營、雅口、興隆水庫實施生態調度后，通航時間分別減少6天、29天和22天，通航保證率分別降低1.64%、7.95%和6.03%；情景3條件下，崔家營、碾盤山、興隆水庫實施生態調度后，通航時間分別減少6天、27天和27天，通航保證率分別降低1.64%、7.40%和7.40%；情景4條件下，崔家營、雅口、碾盤山、興隆水庫實施生態調度后，通航時間分別減少6天、29天30天和29天，通航保證率分別降低1.64%、7.95%、8.22%和7.95%。

從計算結果可以看出，隨著梯級水庫的不斷建成投運，梯級聯合生態調度方案實施對各水庫通航保證率影響程度也有所增加，其原因同樣是總放空和回蓄庫容的增加，延長了梯級水庫放空和回蓄所需時間，從而對航運影響增大。另外，崔家營水庫航運影響相對較小，這是因為在確定聯合生態調度方案時，對于天然洪水無法滿足魚類產卵所需漲水幅度條件，通過崔家營水庫進行調蓄達到要求，因此，崔家營水庫不必放空，從而減少了其應放空敞泄帶來的航運效益損失。

四、總結

本章依據長序列模擬調度結果，定量分析了不同情景下，實施聯合生態調度方案對梯級發電量和各庫通航保證率的影響，結果表明，隨著梯級水庫的建成投運，梯級放空和回蓄庫容加大，增加了水庫放空或回蓄的時間，從而增加了對梯級發電量和各庫通航保障率的影響。不同情景下，生態聯合調度對梯級年發電量的影響在3.75～8.63%之間，對各庫通航保證率影響時間在20～30天；總體來看，由于生態補償調度需要水庫敞泄，對梯級發電量和通航保證率影響加大，但仍處于可接受范圍，從保護漢江中下游生態環境和魚類資料角度出發，實施聯合生態調度時必要的也是可行的。