黃河下游生態調度效果評估研究

婁廣艷 葛雷 黃玉芳 馬紅亮 周子俊 單凱

摘 要：黃河流域生態保護和高質量發展已上升為國家重大戰略。從生態系統保護和河流健康維護角度，分析評估了黃河下游生態調度效果，結果顯示：下游重要斷面的生態基流、敏感期生態流量、生態廊道功能維持及濕地生態流量得到全面滿足;與2009—2010年相比，2020年河南段、山東段監測到的魚類分別增加了16、12種;2020年下游河道濕地面積比2019年增加了7.2%;2020年河口地區代表性濕地蘆葦沼澤濕地面積達到1.73萬hm2，超過20世紀90年代初自然保護區建立時1.4萬hm2的水平，生態調度在下游及黃河三角洲生態系統的保護和修護中發揮了重要作用。同時指出，生態保護與修復是一個長期過程，要繼續深化黃河下游生態調度和加強生態調度效果評估。

關鍵詞：生態調度;水生態保護;生態效果評估;黃河下游

中圖分類號：TV882.1;TV68 文獻標志碼：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2021.07.019

引用格式：婁廣艷，葛雷，黃玉芳，等.黃河下游生態調度效果評估研究[J].人民黃河，2021，43（7）：100-103.

Abstract： Ecological protection and high-quality development of the Yellow River basin has become a major national strategy. From the perspective of ecosystem protection and river health maintenance， this paper analyzed and evaluated the effect of ecological management in the lower Yellow River. The results show that the ecological base flow， the ecological flow in the sensitive period， the functional maintenance of the ecological corridor and the wetland ecological flow in the important sections of the lower reaches are fully satisfied. Compared with the period of 2009-2010， the number of fish species detected in Henan section and Shandong section has been increased by 16 and 12 respectively. The wetland area of the downstream river has been increased by 7.2% compared with that of 2019. The representative wetland area of reed marsh in estuarine area reaches to 17，300 hectares， exceeding the level of 14，000 hectares when the nature reserve was established in the early 1990s， playing an important role in the protection and restoration of the ecosystem of the lower reaches and the Yellow River delta. At the same time， it also points out that ecological protection and restoration are a long-term process and puts forward some suggestions on deepening ecological regulation in the lower reaches of the Yellow River and strengthening effect evaluation.

Key words： ecological regulation; water ecological protection and restoration; ecological effect assessment; Lower Yellow River

為統籌考慮防洪、減淤、協調水沙關系、水資源合理配置和高效利用、河道水生態保護等要求，《黃河流域綜合規劃》提出構建以干流上的龍羊峽、劉家峽、黑山峽、磧口、古賢、三門峽、小浪底等骨干水利樞紐為主體，以干流上的海勃灣、萬家寨水庫及支流上的陸渾、故縣、河口村、東莊等控制性水庫為補充的黃河水沙調控工程體系[1]。龍羊峽、劉家峽、三門峽、小浪底等大型水利樞紐充分發揮作用，為黃河水量統一調度提供了條件。目前，已邁入大尺度生態調度研究與實踐的新時期，水庫調度已從“各自為戰”、將“生態目標”嵌入興利調度的簡單調控，轉變為全流域、大尺度生態調度的綜合調控，生態調度在河流生態保護與修復方面發揮了積極作用，已成為生態恢復和保護最有效的措施之一[2]。1999年以來，黃河水利委員會實施了黃河水量統一調度、調水調沙及生態調度等調水實踐，黃河水量調度工作經歷了“防止斷流”“確保不斷流、協調生態環境用水”“確保不斷流，逐步實現功能性不斷流”3個階段[3]，在促進黃河下游生態系統健康，提高生物多樣性方面發揮了重要作用。2019年9月18日，習近平總書記在黃河流域生態保護和高質量發展座談會上提出，下游的黃河三角洲是我國暖溫帶最完整的濕地生態系統，要做好保護工作，促進河流生態系統健康，提高生物多樣性[4]。因此，深入研究黃河下游生態調度，對于下游及黃河三角洲生態系統的保護與修復具有重大意義。

1 研究區概況

黃河發源于青藏高原巴顏喀拉山北麓海拔4 500 m的約古宗列盆地，干流河道全長5 464 km，其中桃花峪以下為黃河下游，干流河道長786 km，流域面積2.3萬km2。受黃河水少沙多、水沙異源、水沙關系不協調的自然特點影響，入黃泥沙長期在下游河床大量淤積，現狀河床高出背河地面4～6 m，比兩岸平原高出更多，成為淮河和海河流域的分水嶺，是舉世聞名的“地上懸河”。從桃花峪至河口，除南岸東平湖至濟南區間為低山丘陵外，其余全靠堤防擋水，歷史上堤防決口頻繁，目前懸河、洪水依然嚴重威脅著黃淮海平原地區的安全。

黃河下游河段河勢游蕩多變，主流擺動頻繁，形成了以河流水面和河漫灘為主河道的濕地生態系統，是黃河干流三大河道濕地生態系統（寧蒙河段、小北干流河段及下游河段）集中分布區之一，為鳥類覓食、魚類產卵等提供了場所。下游河道內呈帶狀分布5處國家級、省級濕地自然保護區，2處國家級水產種質資源保護區。黃河河口處于海陸生態交錯區，獨特的黃河水沙情況和河口較弱的海洋動力，使河口長期處于淤積、延伸、擺動、改道的變化狀態，濕地自然資源豐富，生物多樣性較高，是我國暖溫帶最廣闊、最完整的原生濕地生態系統，也是亞洲東北內陸和環西太平洋鳥類遷徙的重要“中轉站”及越冬、棲息和繁殖地[5]。

2 黃河下游生態調度方案

2.1 生態調度目標

塑造維持下游河道生態廊道功能的流量過程，修復黃河下游代表物種棲息地和洄游通道等水生生態系統;為河口淡水濕地補充水源，滿足河口近海區域淡鹽水生境需求，促進黃河下游河道、河口三角洲及附近海域生態系統的自然修復。

2.2 生態調度期及調度過程擬定

（1）生態調度期。黃河下游是黃河鯉及平原性過河口魚類的重要棲息地和洄游通道，是黃淮海地區魚類生物多樣性較豐富河段，該河段魚類產卵繁殖及棲息地保護需水的關鍵期為4月至6月。綜合考慮下游魚類及濕地生態習性、生態用水情況、農業部關于禁漁期要求及下游春灌用水等因素，確定4月至6月為黃河下游生態調度期。

（2）可調水量分析。2020年4月1日小浪底水庫蓄水量為70億m3，比2019年同期多8億m3，到7月1日，如果小浪底水庫水位按235 m控制，那么蓄水量為15億m3，即4月至6月小浪底水庫可補水55億m3。根據《2019年7月至2020年6月黃河可供耗水量分配及非汛期水量調度計劃》，4月至6月小浪底水庫入庫水量為76億m3，因此4月至6月小浪底水庫可下泄水量為131億m3。

（3）生態調度指標及過程擬定。根據生態調度期可調水量、生態需水過程及灌溉用水情況，兼顧小浪底水庫發電需求，2020年4月至6月小浪底水庫泄流過程：4月平均流量按1 000 m3/s控泄，5月上旬平均流量按1 200 m3/s控泄，5月中旬至6月21日平均流量按1 800 m3/s控泄，6月22日、23日分別按 2 600、3 500 m3/s控泄，6月24日至30日平均流量按4 000 m3/s控泄，2 600～4000 m3/s流量過程維持9 d。

2.3 2020年夏季大洪水演練

結合汛前騰庫迎汛，黃河水利委員會防御大洪水實戰演練從2020年6月24日開始，為期17 d，6月28日小浪底水庫以峰值流量5 500 m3/s（小浪底水庫投入運用以來的最大下泄流量）下泄12 h，分別在下游花園口、夾河灘、高村、孫口水文斷面形成5 520、5 360、5 120、5 020 m3/s的洪峰流量。大洪水演練期間，黃河利津水文站流量從6月25日開始增大，流量為1 270 m3/s，7月3日流量達到4 460 m3/s，之后整體呈下降趨勢，見圖1。含沙量和流量表現出不同步的特征，6月28日含沙量增加到12.6 kg/ m3，6月30日下降到9.11 kg/m3，7月1日含沙量達到14.2 kg/ m3，之后整體呈先下降后上升趨勢。

3 黃河下游生態調度效益監測方案

根據黃河下游和河口三角洲水生態特點、生態調度的目標，分別選取生態流量、下游典型河段水生生態、下游及黃河三角洲濕地、河口區陸生植被及土壤環境等因素進行調查、監測及分析評價，監測方案見表1。

4 黃河下游生態調度效果評估

4.1 生態流量及滿足程度分析

根據《水利部關于印發第一批重點河湖生態流量保障目標的函》（水資管函〔2020〕43號）、《黃河下游生態流量試點工作實施方案》和《黃河水利委員會關于印發2020年黃河生態調度實施方案的通知》（黃水調〔2020〕57號）等文件要求，分別對黃河下游重要控制斷面的生態基流、敏感期生態流量和生態廊道功能維持及濕地生態流量3個指標進行評價。

非汛期黃河下游重要控制斷面花園口、利津等生態基流分別為200、50 m3/s;黃河下游主要斷面為花園口和利津，其中：花園口非汛期敏感生態流量300～1 000 m3/s持續15 d以上;利津非汛期敏感生態流量75～1 000 m3/s;黃河下游生態廊道功能維持流量和濕地生態流量2 600～4 000 m3/s持續7 d以上[6-7]。

采用2020年同期實測流量超過生態基流、敏感期生態流量、生態廊道功能維持及濕地生態流量的天數與總時長的比值評價生態流量滿足程度，評價結果顯示，生態基流滿足程度均為100%，滿足生態基流要求。非汛期敏感期（4月至6月）花園口斷面平均流量為1 651 m3/s，最小流量為865 m3/s（2020年4月5日）;利津斷面平均流量為880 m3/s，最小流量為398 m3/s（2020年4月7日），黃河下游控制斷面非汛期敏感期生態流量得到全面滿足。4月至10月花園口、利津斷面最大日均流量分別為5 170、4 460 m3/s，大于2 600 m3/s的日均流量分別有55、37 d，日均流量為2 600～4 000 m3/s的天數分別有26、27 d，滿足黃河下游生態廊道功能維持流量和濕地生態流量2 600～4 000 m3/s持續7 d以上的要求。

生態調度使得黃河下游主要控制斷面的生態基流、敏感期生態流量、生態廊道功能維持及濕地生態流量得到全面滿足，下游河段主要斷面生態基流保障程度由20世紀90年代的56%左右提高到現在的100%。

4.2 黃河下游魚類及重要生境恢復情況

黃河魚類種類數20世紀五六十年代河南段、山東段分別為103、118種，受人類開發活動影響，魚類種類減少，近年來種類數增加。據調查2009—2010年，黃河干流河南段、山東段魚類種類數分別為36、41種;2013—2017年黃河干流河南段魚類有54種，山東段魚類有48種;2018—2020年黃河干流河南段監測到魚類62種，山東段監測到魚類53種。

受下泄低溫水影響，下游河段黏性魚類產卵期有所延遲。根據魚類的繁殖時間，魚類性腺成熟后期的5月6日至20日和仔稚魚期（孵化后可自由攝食，開始出現鱗片）的6月15日至26日對監測河段典型斷面和產卵場的水溫進行監測。結果顯示，5月上旬，未受低溫水影響的伊洛河入黃口河段水溫為21.6～22.6 ℃，平均溫度為22.2 ℃，達到鯉魚繁殖產卵溫度。受低溫水影響的下游河段，河南段主河道水溫為12.2～17.3 ℃，平均溫度為15.5 ℃，低于鯉魚產卵的最低溫度18.0 ℃;山東段主河道水溫為21.0～25.3 ℃，平均水溫為22.6 ℃，達到鯉魚繁殖產卵溫度。說明受低溫水影響范圍主要在河南段，山東段幾乎不受影響。2020年水溫較2018年、2019年同期高1.0～1.9 ℃。5月水溫升高，低溫水對魚類性腺發育和繁殖的影響減小，根據2019年的監測結果，影響范圍減小260 km，產卵時間提前4～5 d。2008—2011年黃河鞏義河段產卵期比伊洛河河口段推遲了30 d左右[8]，2019—2020年黃河鞏義河段產卵期比伊洛河河口段推遲了12～13 d，低溫水下泄引起的產卵期推遲現象有所改善，但5月低溫水依然是影響河南段產卵期延遲的主要因素。

4.3 下游河漫灘濕地恢復情況

2020年汛期進入下游水量豐沛，流量大且持續時間長，對下游河道濕地的補給較為有利。通過漫灘、出汊等方式，使河道濕地面積有較大幅度增加。在流量為4 970 m3/s條件下，水面面積達到46 157 hm2，而汛期全河段河道濕地面積達到47 216.7 hm2。非汛期河道濕地面積42 821.1 hm2，汛期和非汛期相比，河道濕地面積增加了10.3%。與2019年同期相比，2020年河道濕地面積增加了7.2%，灘地面積增加了20.7%。總體上，黃河下游河流濕地面積與流量大小密切相關，大洪水演練對下游河道濕地進行了充分補給，河道濕地面積明顯增加。

4.4 河口三角洲濕地恢復狀況

大流量洪水下泄進一步打開了黃河下游的生態調度空間，為河口三角洲和近海地區生態環境帶來“輸血型”改善。至2020年7月17日，黃河三角洲國家自然保護區累計補水1.15億m3，補水量創歷史新高。2008年以來，為修復黃河三角洲自然保護區受損淡水濕地生態系統，黃河水利委員會實施了生態補水，2008—2020年，累計向黃河三角洲淡水濕地恢復區補水5.79億m3，基本實現了河口三角洲核心淡水濕地人工生態修復，尤其是刁口河流路恢復過水及尾閭濕地補水對黃河三角洲退化濕地具有積極修復作用。2020年河口地區代表性濕地蘆葦沼澤濕地面積達到1.73萬hm2，超過20世紀90年代初自然保護區建立時1.4萬hm2的水平。東方白鸛2003年開始在自然保護區筑巢繁殖，數量逐年增加，2016年達到67巢、繁殖幼鳥196只，2020年達到115巢、繁殖幼鳥315只，黃河三角洲濕地成為東方白鸛全國最大繁殖地。

5 建 議

（1）深化黃河下游生態調度實踐。1999年以來，黃河開展了水量統一調度，實現了22 a黃河不斷流，對于緩解下游和河口因水資源失衡所產生的生態惡化趨勢，促進黃河下游及河口三角洲、渤海黃河口水域等受損生境和環境的修復發揮了重要作用。習近平總書記在黃河流域生態保護和高質量發展座談會上肯定了黃河水資源管理和調度取得的巨大成績，同時指出了黃河生態流量偏低的問題，提出要保護黃河下游河口三角洲生物多樣性，維持河流生態系統健康。生態流量是保證河流生態系統完整的主要控制因素和重要抓手，在生態調度取得成功經驗的基礎上，繼續開展黃河下游生態調度對維護黃河健康生命具有重要意義。

（2）加強生態調度效果評估。生態調度的效益研究需要長期的生態監測和后評估工作做支撐，只有通過長期的對比分析，研究黃河下游及黃河三角洲生態系統長期變化和規律，才能揭示生態調度的影響和效益。應進一步加強水生態調查監測和效果評估，不斷檢驗生態流量指標和生態調度方案的科學性，為黃河水資源優化配置及生態調度效益充分發揮提出科學合理的意見與措施建議，并根據管理需要，建立全河生態流量監測體系及信息化平臺，實現監測數據實時報送，提升生態流量監測的自動化與信息化水平。

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【責任編輯 呂艷梅】