泰安市基于河湖最低水量的水生態監測與治理研究

王文民

泰安市水文中心 山東 泰安 271000

伴隨著人民生活質量的不斷提高，生產生活等對水量特別是水質的要求也不斷提高，造成現今水資源短缺與社會發展對水資源保障要求形成較尖銳矛盾，人們對水資源的過度開發利用，超出了地表水資源地下水資源的更新速度及承載能力，容易造成河流斷流、濕地萎縮、地下水形成超采、水生態修復功能退化等一系列水生態問題。水生態監測指標包括生物指標和生境指標，生物指標包括浮游動植物、底棲動物、魚類及其它水生生物，生境指標包括水文指標（水位、流量、水量）、水質指標、氣象指標、河湖連通狀態、重要濕地狀態及與水生生物棲息相關的其它指標。加強水生態環境監測與治理，修復受損的水生態環境，促進水資源可持續利用、水生態環境良性循環[1]。

1 泰安市水生態情況

1.1 泰安市的河流情況

泰安市境內的主要河流為大汶河，大汶河發源于鋼城區黃莊鎮臺子村臺子水庫，迂回西流，途經萊蕪區、鋼城區、泰安市、汶上縣，于東平縣馬口村流入東平湖，經陳山口和清河門閘出東平湖，經小清河進入黃河。大汶河全長208km，自然落差362m，總流域面積9069km2，其中泰安市境內6093km2。

大汶河流域水系復雜，支流眾多，長5km以上的支流266條，其中一級支流56條，大汶河汶口壩以上為上游，是大汶河的主要集水區，分南北兩大支流。北支稱牟汶河，流域面積3712km2，其中泰安境內1572km2，主要有瀛汶河、石汶河和泮汶河。南支柴汶河，柴汶河起源于沂源縣西南的石柱水庫一帶，全長116km，其中泰安市境內102km，流域面積1948km2。柴汶河劃定為柴汶河源頭水保護區、柴汶河開發利用區。柴汶河源頭保護區起始斷面為柴汶河源頭，終止斷面為東周水庫大壩，河長21.6km，水質目標為Ⅱ類，代表斷面為東周水庫壩前；柴汶河開發利用區，起始斷面為東周水庫壩下，終止斷面為入大汶河口，河長80.0km。柴汶河流域沿途有平陽河、光明河、羊流河、禹村河匯入。大汶河汶口壩至戴村壩為中游。大汶河戴村壩以下至東平湖為下游，又稱大清河，中下游主要有漕濁河和匯河匯入。

1.2 泰安市的水庫湖泊情況

目前泰安市有大型水庫一座光明水庫，光明水庫位于新泰市小協鎮，柴汶河支流光明河上，是一座集防洪、農業灌溉、城市供水、水產養殖等綜合利用的大（二）型水庫。光明水庫流域面積132km2，水庫流域為淺山區和丘陵區，總庫容1.001億m3，興利庫容5003萬m3。

除大型水庫外，泰安市現有中型水庫一共15座。岱岳區有7座，分別為黃前水庫、大河水庫、山陽水庫、小安門水庫、角峪水庫、彩山水庫、勝利水庫；新泰市有4座，分別為東周水庫、金斗水庫、葦池水庫、田村水庫；肥城市有1座，為尚莊爐水庫；寧陽縣有3座，分別為直界水庫、賢村水庫、月牙河水庫。

泰安市重要湖泊為東平湖，是山東省內第二大湖泊，也是黃河下游的重要的洪水滯洪調洪用湖泊，位于東平縣西部。東平湖水面面積約有119km2，東平湖水量主要來自大汶河，湖內水質肥沃，水源充沛，具有豐富的漁業資源，是重要的淡水漁業生產基地。

1.3 泰安市水功能區劃及監測

1.3.1 水功能區劃情況

近年來不同量級的洪澇災害頻發，旱澇災害交替出現，水環境不同程度惡化，水生態問題日益突出。為開發利用好水資源，根據水資源的開發利用的現狀與經濟社會發展，確定泰安市重要水域的主要功能，對水功能區進行科學有效化劃分。水功能區劃的目的是實現水資源合理開發利用，是強化水資源管理，水生態環境保護，水污染防治的重要保障措施。

泰安市主要水功能區劃分是在全國重要江河湖泊水功能區劃、山東省水功能區劃的有效銜接的基礎上進行的細分。水功能區劃主要是劃分水功能一級區和水功能二級區。一級區劃主要作用是從宏觀上協調水資源開發利用與保護的關系，滿足居民生活和工農業用水的前提下，最大限度維持水資源的可持續發展能力和生態環境對水的需求。二級區劃主要作用是協調用水部門之間的關系，實現水資源利用的合理優化配置，滿足各個方面對水資源的量和質的需求。

水功能區要達到的目標是：實現地下水水資源采補基本平衡；由于地下水污染和超采造成的地面沉降等環境地質災害趨勢得到遏制并有所恢復；各種水體功能區水質能夠達到國家規定的水質標準；實現水資源合理利用，水生態系治理修復。水功能區劃是開展水生態監測、治理、保護的基礎。

1.3.2 水功能區水質水生態監測

同一湖泊、水庫劃分為兩種或兩種以上水功能區的，應根據不同類型水功能區特點布設監測斷面。河湖水功能區，根據區界內河網分布狀況、水域污染狀況和流動規律等，在上、下游區界內分別布設監測斷面。每一水功能區監測斷面布設不得少于一個，并根據影響水質水生態的主要因素與分布狀況等增設監測斷面。相鄰水功能區界間水質水生態變化較大或區間有爭議的站，按影響的主要因素增設監測斷面。按水功能區的管理要求布設監測斷面，水功能區具有多種功能的，按主導功能要求布設監測斷面。水功能區內有較大支流匯入時，在匯入點支流的河口上游處及充分混合后的干流下游處分別布設監測斷面。

1.4 泰安市水文氣象及水生植物特點

1.4.1 水文氣象條件

泰安市的多年年平均氣溫12.9℃，極端最低氣溫為-22.6℃，極端最高氣溫為42.5℃。最低月平均氣溫出現在1月份，為-2.6℃，最高月平均氣溫出現在7月份為26.4℃。

泰安市降水量的年際變化比較明顯，豐、枯年份一般3-4年交替出現。不同年份、不同季節降水量相差懸殊，一年中降雨主要集中在6-9月，暴雨洪水又往往集中在7-8月。泰安市多年平均年降水量為728 mm。

由于受海洋水汽輸送、地形因素的影響，多年平均降水量由東部的750mm遞減到西部平原丘陵區的610mm左右，有自東向西遞減的變化規律。又由于泰山山脈影響，城市熱島效應影響，泰山附近及泰山區降雨偏多，容易發生暴雨洪水，并產生一定程度的泥石流現象。

1.4.2 主要水生植物

泰安市河湖的主要水生植物，大致可分為沉水植物帶、挺水植物帶、浮葉植物帶。沉水植物帶主要植物種類有眼子菜等，一般分布在水深1m以上的水域中。挺水植物帶主要植物種類為蓼、蘆葦等，分布在不超過0.5m水深的區域。浮葉植物主要植物種類有荇菜、蓮和兩棲蓼等，浮葉植物帶大部分和沉水植物混生在一起。

2 泰安市河湖水生態環境需水量

2.1 河湖水生態需水量計算方法

根據國內外研究成果和調查評價有關成果，采用的河湖生態環境需水量計算方法為水文綜合分析法。在充分分析河湖長系列河川徑流資料、深入分析生態用水狀況及變化趨勢的基礎上，計算泰安市范圍內河湖生態環境需水量。

生態基流指為避免河湖水體生物群落遭到無法恢復的破壞，防止河道斷流，保持水體一定自凈能力的最小水量或流量。生態基流可按非汛期、汛期分別確定，非汛期生態基流不低于多年平均天然徑流量的10%；汛期生態基流按多年平均天然徑流量20-30%確定。斷面生態環境最小需水量是指維持河流湖泊水生生物較好的棲息地而需要保留的最小水量或流量。

2.2 河湖水生態需水量

泰安市河湖控制斷面運用水文綜合分析法計算的生態需水量。

表1 主要控制斷面生態需水量[1]

表2 河湖生態環境需水量[1]

河湖的水量要要首先保證基本生態用水，遵照生態優先、綜合平衡城鄉用水的原則對河湖水量進行合理配置，這樣才能保證在枯水期生態環境用水的最低要求。

3 泰安市河湖水生態治理工程措施

根據不同的水功能區對水生態的要求，重點保障河湖水生態最小蓄水量或流量，統籌規劃各種用水量，依法控制入河排污口數量和污染物排放量。可采取修復工程措施為：

3.1 采取多種形式的地表水攔蓄措施

經過多年的水利投資建設，泰安市政府部門在大汶河修建了泉林壩、顏張壩、汶口1號壩、汶口2號壩、顏謝壩、唐莊壩等多個梯級橡膠壩，利用汛期有利時機充分有效攔蓄地表洪水資源，增加地表蓄水量，提升水生態環境，水體生物鏈不斷恢復，增強了水體自凈能力。

3.2 建設維護河湖濕地

我國學者認為，濕地概念為陸緣含60%以上的濕生植物的植被覆蓋區，枯水時期水深2m以下的自然的或人工的、淡水的或咸水的所有富水區域。

河湖濕地可以使可溶性有機物在濕地中通過生物代謝過程中分解或通過植物根系生物膜的吸收去除，不溶性有機物可通過濕地的過濾和沉淀作用，截留下來后被微生物降解利用[1]。泰安市有效地維護或多建設河湖濕地可以有效地凈化河湖水質。

3.3 減少富營養化

河湖富營養化會在水體表面形成綠色浮渣，造成水的透明度降低，陽光難以穿透水層，從而影響水中植物的光合作用，水下的藻類會因得不到陽光照射而呼吸水內氧氣，對水生動物有害，造成魚類大量死亡。同時底層堆積的有機物質在厭氧條件分解產生的有害氣體，富營養化水體含有亞硝酸鹽和硝酸鹽，人畜長期飲用也會導致中毒致病[2]。

減少河湖水體富營養化，首先是在上游居民集中居住區域，建設生活污水處理設施，減少生活污水對河湖水質的影響。其次是河湖底泥具有累積性和滯后性,要阻止河湖沉積物中污染物的釋放,需要清除污染沉積物。第三是人工恢復河湖生態,從培養湖岸浮葉植物帶、挺水植物著手,逐步建立發展植物群落,建立起水生生物多樣性的水生態系統。

4 泰安市河湖水生態保護對策

水生態環境良好以尊重自然為前提，以人與自然和諧共處為宗旨。維護良好的河湖水生態環境，應科學合理的開發利用水資源，減少污染水體的行為，遏制河湖濕地萎縮和退化趨勢。

科學合理分配水資源，開源與節流并重，提高污水處理和利用率，保障在不同時空條件下河湖最低生態系統對水的需求。落實最嚴格的水資源管理制度，實行水資源集約節約利用。實行用水總量控制，堅持以水定城、以水定地、以水定人、以水定產，統籌安排好生活生產和生態用水。既要滿足人民生活生產對水資源的需求，也要滿足河湖生態對水的基本需求，推進河湖水生態文明建設[3]。

加強大汶河流域河湖聯合調度，使大汶河干流在滿足河道生態用水的前提下，各攔蓄引水工程需進一步科學合理的配置水資源。嚴格控制入河排污口的數量和污染物排放量，從源頭上控制由于污染對河湖生態造成的影響。

健全水生態監測體系，開展全面的水生態監測。對水功能區、省市縣界、飲用水水源地、國控水質監測、河（湖）長制、美麗河湖等監測斷面實現全面水生態監測監控；同時水生態監測實驗室實現達標建設，監測能力要滿足水生態監測工作需求。

充分利用電視、網絡、報紙等傳統媒體以及自媒體，開展多種形式的保護水生態宣傳，提升對水資源保護的認知和認可，提高人民群眾對水生態保護自覺性。

適時加強對水生態監測的研究。水生態監測是實現人與自然和諧相處，維護河湖生態健康的重要基礎工作，只有不斷提升水生態監測的能力，才能有效地保護水生態環境，保障用水安全，促進泰安市的水生態文明建設。

5 結束語

現階段，我國正處于城鎮化、工業化高質量發展的時期，解決經濟社會高質量發展過程中遇到的水生態問題，加快推進水生態文明建設，實現水生態環境與經濟社會高發展相適應，樹立水生態文明思想，踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念，尊重自然發展規律，實現人與自然和諧相處。首先，要保障泰安市河湖最低水生態流量及水量。制定并執行泰安市河湖水生態流量和水量指標及最低預警閥值，強化泰安市大汶河干流及流域內主要水庫及閘壩的統一調度，科學調度不同時期（特別是枯水時期）的水庫及閘壩運行管理，保證泰安市重要河湖最低生態流量及水量，防止出現河湖干涸，維護河湖水生態平衡。其次，強化對重要河湖水量、流量、水生態的監測，提高監測的頻率和精度，并及時將監測數據上報，為水生態的科學調度提供實時的水文數據支撐。第三，加強對河湖水生態的監測與治理研究，推進泰安市水生態系統的治理與修復，定期開展河湖健康評估。采取調水引流、培育河湖濕地、減少富營養化等有效措施，促進河湖的水量交換和水體流動，推進河湖特別是河湖脆弱段的的水生態修復，推動河湖水生態的持續改善和健康發展。

實現水生態健康發展，提升水生態文明建設，是保障和改善民生，提高人民福祉的必然要求。