淺析東莞市石馬河河道生態流量的確定

李澤鋒

（東莞市水務局，廣東 東莞 523000）

1 流域概況

1.1 河流水系

石馬河流域位于廣東省東莞市東部，東鄰惠州，南接深圳，西鄰寒溪河流域，北鄰東莞東江干流，主要跨越深圳、東莞、惠州3市。作為東江干流重要的一級支流， 石馬河承擔東莞市大部分主要鎮區的防洪排澇等重要任務，連通眾多支流，流經7個鎮總面積719.8km2，河流全長73.5km，是東莞水系的重要組成部分，對東莞經濟社會發展起著舉足輕重的作用。

1.2 水文氣象

石馬河流域地處亞熱帶，高溫多雨，具有雨量充沛、濕度大、夏季長、熱量豐富的特點。降雨以南北冷暖氣團交綏的鋒面雨為主，多發生在4—6月。其次是臺風雨，多發生在7—9月。 降水年內分配不均，冬春干旱，夏秋洪澇，4—9月降水量占全年總降水量80%以上。 多年平均降水量1772.2mm， 最大年降水量2394.9mm （1981年）， 最小年降水量972.2mm（1963年），24h最大雨量367.8mm（1981年7月1日），降雨活躍，降水范圍較小、歷時較短、強度較大。

1.3 工程分布

東深供水工程是石馬河流域大型調水工程，沿線布置八級提水泵站， 供水工程從起點的東江渠口到終點深圳水庫，將水向上提升了46m，形成一個由泵站、渡槽、隧洞、水庫和專用涵管組成的全長68km的封閉供水系統；石馬河作為東江的一級支流，東莞市境內現有大小水庫共52座， 總庫容達1.25億m3，總集雨面積212.58km2； 石馬河干流堤防東莞段防洪標準為抵御東江100年一遇的洪水， 總長度28.10km；石馬河流域共有水閘45座，干流水閘4座，分別為大和水閘、馬灘水閘、旗嶺水閘、河口水閘；石馬河流域共有排澇泵站22個， 共涉及街道5個， 排澇規模117.37m3/s；石馬河流域共計排污管網4440.92km，涉及謝崗、樟木頭、鳳崗等7鎮街；石馬河東莞境內排污口共計29個，主要集中在樟木頭鎮及塘廈鎮，排污口類型主要為市政排污口。

2 水資源開發利用

2.1 水資源數量

根據廣東省水資源徑流相關等值線圖， 查得流域平均徑流深為956mm， 即多年平均徑流量為7.22億m3（不包括潼湖流域494km2集雨面積）。 東莞市水資源總量特征值如表1。

表1 東莞市水資源總量特征值

2.2 水資源質量

根據《東莞市生態環境公報》并結合年度實測水質數據，河道水質上，2016—2019年旗嶺（國考斷面）斷面水質不穩定， 但是總體來說水質有較大改善，2020年水質從2019年V類變成IV， 水質得到改善；水庫水質上，石馬河流域內雁田水庫為V類水，主要超標的為總氮。 簕竹排、契爺石、茅輋、石鼓、官井頭等主要水庫水質為Ⅲ類，其中簕竹排、契爺石、茅輋除去總磷總氮，其他指標基本可達II類水；地下水水質上，東莞市地下水水質穩定，影響地下水水質的主要成分有pH、低價鐵和銨離子等。東莞市東部和中部的中低山、丘陵淡水區及沿海沙堤和山澗（谷）地的基巖裂隙水，地下水水質屬Ⅲ類水，可直接作為飲用水。

2.3 水功能劃分

根據《東莞市地表水功能區劃》，石馬河及其主要支流共劃定河道水功能區7個，分別為石馬河干流景觀農業用水區和雁田水、觀瀾河、契爺石水、清溪水、官倉水及潼湖水景觀用水區。石馬河流域共劃定水庫水功能區4個，分別為雁田水庫、契爺石水庫、茅輂水庫及蝦公巖水庫飲用農業用水區。

2.4 開發利用

2.4.1 常規水利用

根據《東莞市城鎮供水專項規劃（2015—2030）》，涉及到石馬河流域水廠共32座， 設計總規模186.45萬m3/d，涉及到石馬河流域7個鎮街供水量3.53億m3，占全市總供水量18.0%， 石馬河流域內人均用水量187m3，萬元GDP用水量20.91m3，城鎮居民日均用水量為184L/d，城鎮公共人均用水量99L/d，農村居民人均用水量164L/d，萬元工業增加值用水量14.26m3，農田灌溉用水量9165m3/hm2。

2.4.2 非常規水利用

東莞市本地水資源短缺，較為重視非常規水資源的利用，主要是對再生水的利用。 石馬河東莞市境內共有污水處理廠10座，設計總規模為65.5萬m3/d，實際出水60.57萬m3/d，分散式處理設施18座，總規模0.9萬m3/d。

2.4.3 再生水水質

根據《城鎮污水處理廠污染物排放標準》對石馬河流域東莞市污水處理廠的水質進行分析，選取影響尾水水質排放的CODcr、BOD、TN、TP、SS、NH3-N等6項指標為主要指標進行分析，各污水處理廠水質基本滿足GB/T18921—2019《城市污水再生利用景觀環境用水水質》標準，出水水質達到一級A的占污水處理廠總數的61%，水質為一級B的主要超標指標為TP、TN。

3 生態流量確定

3.1 控制斷面

生態流量主要控制斷面分為考核斷面和管理斷面，控制斷面確定以代表性、可行性、綜合性原則，考核斷面確定以可監測、可調度、可管控為原則。 根據河道控制斷面確定原則，選擇石馬河（東莞境內）干流主要斷面企坪（界河斷面）、旗嶺水閘、馬灘水閘3個斷面作為研究斷面，水閘斷面均為閘下。選擇旗嶺水閘斷面（國考斷面）作為生態流量考核斷面，馬灘水閘斷面作為管理斷面， 企坪斷面作為深莞交界斷面邊界。 斷面情況統計如表2。

表2 石馬河干流研究斷面統計

3.2 生態需水量計算

河道生態流量是指為了維系河流水生態系統的結構和功能， 需要保留在河道內符合水質要求的流量（水量、水位），其確定應以保障河湖生態保護對象用水需求為出發點，根據SL/Z 712—2014《河湖生態環境需水量計算規范》，結合水文資料現狀，采用Qp法、近10年最枯月平均流量（水位）法和Tennant法進行河道內基本生態流量計算。

按照Qp法、 近10年最枯月平均流量法和Tennant法計算方法和計算原則， 計算得各斷面的生態流量如表3。根據表3可知：旗嶺斷面Tennant法汛期計算結果是非汛期的3倍，是QP法的4.1倍，是近10年最枯月平均流量的3.5倍；馬灘斷面Tennant法汛期計算結果是非汛期的3倍，是QP法的4.6倍，是近10年最枯月平均流量的3.5倍。 綜上，考慮到石馬河生態敏感性較差，試點期間，按照“先粗后細，先易后難”的原則，推薦采用Qp法計算成果，基本生態流量取1.5m3/s。

表3 各斷面基本生態流量計算成果 單位：m3/s

4 生態流量控制

4.1 控制目標

根據石馬河的水資源條件、 結合流域水量調度管理要求， 主要控制值斷面生態流量管控目標的設計保證率取90%，得到石馬河干流旗嶺、馬灘水閘斷面生態流量如表4。水質管控目標為V類水，水功能和景觀方面均有提升。

表4 主要斷面生態流量與調度控制

4.2 調度控制

4.2.1 調污工程控制

調污工程調度控制東莞市運河治理中心、 惠州市潼湖水利工程管理中心、 廣東粵港供水有限公司管理的節制閘、泵站、管涵等工程，各工程均制定了正常情況與非正常情況下工程調度原則， 明確調度主體職責，具體調度原則如表5～表6。

表5 石馬河調污工程控制條件

表6 調度原則

4.2.2 其他水閘泵站控制

旗嶺水閘的調度方案為當旗嶺水閘水位高于10.5m時，開閘泄洪，小于10.5m時，根據下游河段防洪能力和河口水閘水位情況實施控泄。馬灘水閘的調度方案為水位高于15.5m時，開閘泄洪，小于15.5m時，根據下游河段防洪能力和下游旗嶺水閘水位實施控泄。常橋排站常平、橋頭澇區排澇站位于東莞市橋頭鎮徑聯村境內，起排水位為5.0m，最高控制內水位6.75m。設計排澇標準采用10年一遇24h暴雨量1d排干，24h的設計雨量225mm，P=10%的排澇流量為32.2m3/s。

4.2.3 水庫控制

石馬河東莞市境內有4座中型水庫，分別為蝦公巖水庫、雁田水庫、契爺石水庫、茅峯水庫，每座水庫均編制了水庫調度規程， 基本原則為有供水任務的情況下，以供水為主，在滿足防洪的前提上，要求水庫盡量蓄水。 在汛期、非汛期的不同月份，控制防洪限制水位和興利庫容， 滿足水庫安全和生態用水的目的。 其他小型水庫僅作為備用補水水源。

4.3 滿足度分析

通過對東莞市石馬河流域污水處理廠尾水量、分散式污水處理設施尾水、 水庫補水量等綜合計算分析，無論是否考慮深圳來水，石馬河旗嶺與河口斷面補水量均大于基本生態需水量，90%來水年份河道生態流量滿足率大于等于99%，生態流量滿足率較高。

5 結語

東莞市石馬河生態流量通過細致調查分析，科學確定生態流量控制參數，在制度、組織、監測、預警等方面給予充分保障，取得了階段成果。 然而，河道生態流量控制是一項長期的基礎工作，受地區工農業發展、景觀與旅游需求等影響較大，許多不確定因素尚未完全掌握，對生態流量的動態控制管理機制還不完善，流域統一調度管理仍要加強，需要不斷總結經驗，完善控制措施，維系生態系統的持續健康發展。