。這些樞紐工程建成后，如果仍采用目前的調(diào)度與管理模式
，各發(fā)電公司僅按樞紐各自的任務(wù)進行調(diào)度運用
，勢必會造成對水資源統(tǒng)一調(diào)度的不利，不僅會影響流域梯級水庫整體的綜合利用效益
，而且還會導(dǎo)致生態(tài)與環(huán)境等一系列影響
。例如，如果長江上游干支流水庫同步蓄水
、放水，下游河道水量大幅減少或增加
，將對長江中下游的生態(tài)與環(huán)境產(chǎn)生較嚴(yán)重的影響
。
從三峽水庫調(diào)度運行面臨的問題和沱、岷江流域梯級開發(fā)及水庫調(diào)度存在的主要問題
，可以更加清楚地看到現(xiàn)有水庫調(diào)度方式存在的問題。
�
。ㄒ唬┤龒{水庫調(diào)度運行面臨的問題
三峽水庫首先考慮的是防洪
，其次考慮發(fā)電和航運，壩下游生態(tài)保護和庫區(qū)水環(huán)境保護將面臨許多新的問題
。一方面，在三峽水庫泄水運行過程中
，每年4月底至5月初
，由于三峽水庫壩前存在水溫分層，水庫升溫期下泄水較天然情況的水溫低
，將會使壩下游“四大家魚”的產(chǎn)卵時間推遲約20天；同時
，三峽水庫的削峰作用
，也直接影響“四大家魚”的產(chǎn)卵量，可能導(dǎo)致中下游“四大家魚”的產(chǎn)量下降
；水庫泄洪時，可能使下泄水流中造成氮氣過飽和
，可能使壩下游魚類（尤其是魚苗）發(fā)生“氣泡病”
；水庫的清水下泄，影響和改變了中下游的江湖關(guān)系
，也相應(yīng)的影響了中下游的水生態(tài)環(huán)境。另一方面
，在三峽水庫蓄水運行過程中
，支流回水區(qū)受水庫回水頂托的影響
，在局部緩流區(qū)域可能會出現(xiàn)水體富營養(yǎng)化
，甚至“水華”（如135m蓄水過程中香溪河發(fā)生的“水華”）
；隨著水庫蓄水位抬高，水庫消落帶的利用
，也可能影響水庫水體的水質(zhì)
。
（二）沱江流域水庫調(diào)度存在的問題嚴(yán)峻
沱江干流總長達(dá)600多km
，經(jīng)成都
、資陽、內(nèi)江
、瀘州后注入長江，流域面積約2.7萬km2
。兩岸人口密集
、工業(yè)企業(yè)眾多。由于缺乏有效環(huán)境管理
，沱江接連出現(xiàn)了兩次嚴(yán)重污染事件，污染事件發(fā)生后緊急實施跨流域調(diào)水——通過都江堰和三岔水庫分別調(diào)水5000萬m3和500萬m3為沱江沖污
，調(diào)水流量甚至大于沱江上游來水
。但在調(diào)水沖污過程中，由于對沱江干流的石橋
、沱江
、南津繹等梯級水電站缺乏統(tǒng)一調(diào)度與管理
，污水團下泄緩慢，調(diào)水沖污效果并不理想
。這一事件充分暴露了電調(diào)與水調(diào)的矛盾
，暴露了企業(yè)在處理經(jīng)濟利益與生態(tài)保護中的局限性
，也暴露出管理制度的薄弱
。
（三）岷江流域水庫調(diào)度存在的問題
岷江干流除在建電站紫坪鋪和支流在建獅子坪電站外
，目前干、支流上已建的其他水電站均采用引水式開發(fā)
，各水電站為了獲取最大的發(fā)電效益
，盡量引水發(fā)電
，基本不考慮河道內(nèi)生態(tài)用水，導(dǎo)致干流約80km
、支流約60km的河段出現(xiàn)時段性脫水。銅鐘電站以上的茂縣境內(nèi)
，斷流現(xiàn)象十分突出
，河道干涸，在40km的河段內(nèi)
，干涸河段長17km，占河段長度的42%
。岷江上游干流和主要支流原生的近40種魚類
，包括國家二級保護魚類虎嘉魚，由于河流減水或斷流
，河床萎縮或干涸
，直接影響魚類的繁衍和生存
，魚類數(shù)量和種群急劇下降
，許多河段生物多樣性喪失殆盡。20世紀(jì)80年代以后
，茂縣以下河段虎嘉魚已絕跡，曾是雜古腦河和岷江上游主要經(jīng)濟魚類的重口裂腹魚
，也很少發(fā)現(xiàn)
。此外，在脫水
、斷流河段
，河床大部分甚至全部裸露
，亂石堆積
，兩岸植被萎縮，河床出現(xiàn)沙化
，在汛期大水時
，易形成含沙高的洪水
，加劇下游河道的淤積
。
此外，岷江上游地區(qū)比較好的土地多集中于河道兩岸，農(nóng)田灌溉主要依靠抽
、引岷江水灌溉。由于部分河段出現(xiàn)脫流或減水
，使河流兩岸農(nóng)田的灌溉水源無法保證
。
綜上所述，一方面長江流域水資源和水力資源豐富
，目前總體開發(fā)利用程度不高，開發(fā)利用潛力巨大
，隨著我國社會經(jīng)濟發(fā)展對水資源和能源要求的提高
，長江流域的水資源和水力資源的開發(fā)利用，必將進入一個快速發(fā)展階段
。另一方面
，現(xiàn)行的水庫調(diào)度方式主要是處理
、協(xié)調(diào)防洪和興利的矛盾以及興利任務(wù)之間的利益
，對水庫下游生態(tài)保護和庫區(qū)水環(huán)境保護重視不夠，對生態(tài)與環(huán)境造成一定的負(fù)面影響
。這就要求我們把生態(tài)調(diào)度納入水庫調(diào)度統(tǒng)一考慮
，努力提高防洪
、興利與生態(tài)協(xié)調(diào)統(tǒng)一的水庫綜合調(diào)度方式
。
二、完善水庫調(diào)度方式的基本思路和對策措施 完善水庫調(diào)度方式的基本思路是：牢固樹立和認(rèn)真落實以人為本
，全面、協(xié)調(diào)
、可持續(xù)的科學(xué)發(fā)展觀
，以維護健康長江、促進人水和諧為基本宗旨
，統(tǒng)籌防洪、興利與生態(tài)
，運用先進的調(diào)度技術(shù)和手段，在滿足壩下游生態(tài)保護和庫區(qū)水環(huán)境保護要求的基礎(chǔ)上
，充分發(fā)揮水庫的防洪
、發(fā)電、灌溉
、供水
、航運、旅游等各項功能
，使水庫對壩下游生態(tài)和庫區(qū)水環(huán)境造成的負(fù)面影響控制在可承受的范圍內(nèi)
，并逐步修復(fù)生態(tài)與環(huán)境系統(tǒng)
。
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。ㄒ唬┏浞挚紤]下游水生態(tài)及庫區(qū)水環(huán)境保護
水庫的調(diào)度運用對生態(tài)與環(huán)境造成的不利影響不可忽視。根據(jù)目前長江流域水庫的管理和調(diào)度現(xiàn)狀
，研究認(rèn)為
，在現(xiàn)有的調(diào)度方式中
，根據(jù)各水庫的實際情況可以通過下泄合理的生態(tài)基流（最小或適宜生態(tài)需水量）
，運用適當(dāng)?shù)恼{(diào)度方式控制水體富營養(yǎng)化、控制水體理化性狀與水華爆發(fā)
、控制河口咸潮入侵等
，以達(dá)到減少或消除對水庫下游生態(tài)和庫區(qū)水環(huán)境不利影響的目的
。
1.確定合理的生態(tài)基流
生態(tài)基流要根據(jù)壩下游河道的生態(tài)需水確定
。生態(tài)需水是指維系一定環(huán)境功能狀況或目標(biāo)（現(xiàn)狀、恢復(fù)或發(fā)展）下客觀需求的水資源量
。確定河流生態(tài)需水量
，是保護河流生態(tài)系統(tǒng)功能的有效措施
。河流生態(tài)需水量的確定
，應(yīng)根據(jù)河流所在區(qū)域的生態(tài)功能要求，即生物體自身的需水量和生物體賴以生存的環(huán)境需水量來確定
。河流生態(tài)需水量
，不但與河流生態(tài)系統(tǒng)中生物群體結(jié)構(gòu)有關(guān)
，而且還應(yīng)與區(qū)域氣候
、土壤、地質(zhì)和其它環(huán)境條件有關(guān)
。
水資源開發(fā)利用程度的不斷提高
，使得水資源利用與生態(tài)用水的矛盾在全球范圍都很突出
，但生態(tài)流量大小的選取論證
，目前尚缺乏比較完善、成熟的方法。美國
、法國
、澳大利亞等國家都先后開展了許多關(guān)于魚類生長繁殖與河流流量關(guān)系的研究
，提出了河流最小生態(tài)（或生物）流量的概念和計算方法
，如濕周法、河道內(nèi)流量增加法
、Montana法等
。對于最小河流生態(tài)用水
，有些國家干脆做出強制性規(guī)定
，例如，法國規(guī)定最小河流生態(tài)用水流量不應(yīng)小于多年平均流量的1/10
，對多年平均流量大于80m3/s的河流
，最低流量的下限也不得低于多年平均流量的1/20
。我國根據(jù)河流所處的地區(qū)
，也提出了確定河流生態(tài)流量的不同方法。根據(jù)長江流域水資源綜合規(guī)劃的要求
，長江流域河道生態(tài)基流可根據(jù)多年徑流量資料，一般采用90%或95%保證率的最枯月河流平均流量
。
根據(jù)生態(tài)基流控制水庫下泄流量的措施多種多樣
，最經(jīng)濟的方法是設(shè)定在一定的發(fā)電水頭下的電站最低出力值。通過電站引水閘的調(diào)節(jié)
，使發(fā)電最低下泄流量不小于所需的河道生態(tài)基流
，以維持壩下游生態(tài)用水
。
2.控制水體富營養(yǎng)化
水庫局部緩流區(qū)域水體富營養(yǎng)化的控制
，可通過改變水庫調(diào)度運行方式，在一定的時段內(nèi)降低壩前蓄水位
，使緩流區(qū)域水體的流速加大
，破壞水體富營養(yǎng)化的形成條件
；或通過在一定的時段內(nèi)增加水庫下泄流量
，帶動水庫水體的流速加大，達(dá)到消除水庫局部水體富營養(yǎng)化的目的
。另外，對水庫下游河段也可通過在一定的時段內(nèi)加大水庫下泄量，破壞河流水體富營養(yǎng)化的形成條件
；或采取引水方式（如漢江下游的“引江濟漢”工程），增加河流的流量
，消除河流水體的富營養(yǎng)化
。
3.控制“水華”爆發(fā)
可通過不同的調(diào)度方式，充分運用水動力學(xué)原理
，改變污染物在水庫中的輸移和擴散規(guī)律以及營養(yǎng)物濃度場的分布，從而影響生物群落的演替和生物自凈作用的變化
�
？衫盟畮煺{(diào)度對水資源配置的功能，蓄豐泄枯
，增加枯水期水庫泄放量
，從而顯著提高下游河道環(huán)境容量
，改善水質(zhì)
。目前，漢江下游枯水期2月份前后頻繁爆發(fā)水華
，隨著丹江口水庫大壩加高
，調(diào)蓄能力增強
，以及引江濟漢聯(lián)合調(diào)度，可增加漢江下游2月份前后的河道流量
，從而有效緩解漢江下游水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象
，控制藍(lán)藻“水華”的爆發(fā)。
4.控制咸潮入侵
長江口屬于受上游來水和口外咸潮入侵雙重影響的敏感水域
，上游來水和咸潮入侵直接關(guān)系到這一水域的生態(tài)安全
。長江口鹽水入侵是因潮汐活動所致的
、長期存在的自然現(xiàn)象
，一般發(fā)生在枯季11月至次年4月，其距離因各汊道斷面形態(tài)
、徑流分流量和潮汐特性不同而存在較大差異
。南支河段有兩個鹽水入侵源
，即外海鹽水經(jīng)南北港直接入侵和北支向南支倒灌
，北支倒灌是南支上段水域鹽水入侵的主要來源
。
三峽工程是長江干流上骨干水利樞紐工程，水庫具有較大的調(diào)節(jié)庫容
，按設(shè)計的調(diào)度運用方式，可增加長江中下游干流枯季流量1000～2000m3/s
，對改善長江口枯季咸潮入侵的作用明顯
。但在三峽水庫蓄水期，有一定的不利影響
。水庫調(diào)度在滿足原定防洪
、發(fā)電、航運等基本要求的前提下
，可適當(dāng)改變調(diào)度運行方式，以減少在10月份三峽工程蓄水期對咸潮入侵的不利影響
。通過初步研究
，可以考慮在不影響重慶河段輸沙的條件下，適當(dāng)延長三峽水庫蓄水期
，則可減少10月份的蓄水量，對長江口的影響便可明顯減輕
。在此基礎(chǔ)上
，還可以研究應(yīng)急調(diào)度運用方式，如果長江出現(xiàn)了特枯水
，長江口咸潮入侵形勢特別嚴(yán)峻時
，可視必要加大發(fā)電流量
，以緩解這一關(guān)系到長江口地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的重大問題
。
（二）充分考慮水生生物及魚類資源保護
水庫形成后
，一方面產(chǎn)生了一些有利于部分水生生物繁衍生息的條件
，其種類和數(shù)量會大幅度增加
，生產(chǎn)力將提高
。另一方面，水庫對徑流的調(diào)節(jié)作用
，使庫區(qū)及壩下河流水文情勢和水體物理特性發(fā)生變化
，對水生生物的繁衍和魚類的生長
、發(fā)育
、繁殖
、索餌、越冬等均會產(chǎn)生不同程度的影響
，如：庫區(qū)原有的急流生境萎縮或消失
，一些適宜流水性環(huán)境生存和繁殖的魚類
，因條件惡化或喪失，種群數(shù)量下降
，個別分布區(qū)域狹窄
、對環(huán)境條件要求苛刻的種類甚至消失；大壩阻隔作用使生境片段化
，影響水生生物遷移交流，導(dǎo)致種群遺傳多樣性下降
；水庫低溫水的下泄
，對壩下游水生動物的產(chǎn)卵、繁殖具有不利影響
；由于水庫泄洪水流中進入了大量的氮氣
，使下泄水體中氮氣過飽和
，可能導(dǎo)致壩下游魚類（尤其是魚苗）發(fā)生“氣泡病”
。對這些不利影響，可采用以下調(diào)度措施減小或消除
。
1.采取人造洪峰調(diào)度方式
水庫的徑流調(diào)節(jié)使壩下河流自然漲落過程弱化
，一些對水位漲落過程要求較高的漂流性產(chǎn)卵魚類繁殖受到影響。根據(jù)魚類繁殖生物學(xué)習(xí)性
，結(jié)合壩下游水文情勢的變化，通過合理控制水庫下泄流量和時間
，人為制造洪峰過程
，可為這些魚類創(chuàng)造產(chǎn)卵繁殖的適宜生態(tài)條件。鑒于三峽工程對長江荊江段“四大家魚”產(chǎn)卵場的不利影響
，目前正著手進行“人造洪峰”誘導(dǎo)魚類繁殖技術(shù)的研究與實踐。
2.根據(jù)水生生物的生活繁衍習(xí)性靈活調(diào)度
水庫及壩下江段水位漲落頻繁
，對沿岸帶水生維管束植物
、底棲動物和著生藻類等繁衍不利。特別是產(chǎn)粘性卵魚類繁殖季節(jié)
，水位的頻繁漲落會導(dǎo)致魚類卵苗擱淺死亡
。因此
，水庫調(diào)度時，應(yīng)充分考慮這些影響
，尤其是產(chǎn)粘性卵魚類繁殖季節(jié)，應(yīng)盡量保持水位的穩(wěn)定
。我國很多漁業(yè)生產(chǎn)水平比較高的水庫
，在水庫調(diào)度中都采取了兼顧漁業(yè)生產(chǎn)的生態(tài)調(diào)度措施。如黑龍江省龍鳳山水庫在調(diào)度上采取春汛多蓄
，提前加大供水量的方式
，然后在魚類產(chǎn)卵期內(nèi)按供水下限供水，使水庫水位盡可能平穩(wěn)
，取得了較好的效果。
3.控制低溫水下泄
水庫低溫水的下泄嚴(yán)重影響壩下游水生動物的產(chǎn)卵
、繁殖和生長
。可根據(jù)水庫水溫垂直分布結(jié)構(gòu)
，結(jié)合取水用途和下游河段水生生物生物學(xué)特性
，利用分層取水設(shè)施，通過下泄方式的調(diào)整
，如增加表孔泄流等措施
，以提高下泄水的水溫，滿足壩下游水生動物產(chǎn)卵
、繁殖的需求
。
4.控制下泄水體氣體過飽和
高壩水庫泄水，尤其是表孔和中孔泄洪
，需考慮消能易導(dǎo)致氣體過飽和
，對水生生物、魚類產(chǎn)生不利影響
，特別是魚類繁殖期
，對仔幼魚危害較大
，仔幼魚死亡率高
。水庫調(diào)度可考慮在保證防洪安全的前提下，適當(dāng)延長溢流時間
，降低下泄的最大流量
；如有多層泄洪設(shè)備，可研究各種泄流量所應(yīng)采用的合理的泄洪設(shè)備組合
，做到消能與防止氣體過飽和的平衡
，盡量減輕氣體過飽和現(xiàn)象的發(fā)生。此外
，氣體過飽和在河道內(nèi)自然消減較為緩慢
，需要水流匯入以快速緩解，可以通過流域干支流的聯(lián)合調(diào)度
，降低下泄氣體中過飽和水體流量的比重，減輕氣體過飽和對下游河段水生生物的影響
。
�
。ㄈ┏浞挚紤]泥沙調(diào)控問題
長江是一條泥沙總量大的河流，在長江上修建水庫
，庫區(qū)泥沙淤積與壩下游河床沖刷的調(diào)整，以及由此帶來一系列的問題
，是建庫后的自然現(xiàn)象，無法避免
。泥沙沖淤對防洪
、發(fā)電、航運
、生態(tài)等影響
，是檢驗水利樞紐工程泥沙問題處理得成功與否的一個重要標(biāo)志
。水庫的泥沙調(diào)度
，須結(jié)合水庫的綜合利用、目的和水庫本身的具體情況
，全面考慮
，慎重對待。
長江流域的河流一般水大沙多
，且來水來沙量多集中在汛期，為減小庫區(qū)泥沙淤積
，長期保留水庫大部分的有效庫容
，充分發(fā)揮工程的綜合效益，一般采用汛期結(jié)合防洪降低庫水位以排沙
，非汛期蓄水抬高水位以興利的“蓄清排渾”的水庫調(diào)度方式運用
，通過這種調(diào)度措施可在很大程度上減少泥沙沖淤帶來的不利影響
。
水庫泥沙淤積將直接造成庫容的損失
、庫尾段的淤積
，會引起庫尾水位的明顯抬高、變動回水區(qū)航道與港口的運行安全等問題
。通過采用“蓄清排渾”
、調(diào)整運行水位以及底孔排沙等調(diào)度方式，可有效減少泥沙淤積和改善變動回水區(qū)的航運條件
。如長江三峽水庫屬于河道型水庫
，灘庫容相對較小，來水來沙量集中在汛期
，大量水量需要下泄
，水庫正常調(diào)度采用175m-145m-155m方案
，在水庫運行100年后
，庫區(qū)泥沙淤積基本平衡，但可仍保留防洪庫容約86%
，保留興利調(diào)節(jié)庫容約92%
。而采用“蓄清排渾”的調(diào)度方式運用，可有效的減少泥沙在庫尾段的淤積
，水庫運用100年后，長壽以上的淤積量只約占總淤積量的3.6%左右
。
水庫的調(diào)蓄改變了天然河流的年徑流分配和泥沙的時空分布
，汛期洪峰削減，枯季流量增大
，大量泥沙在庫區(qū)淤積
。壩下游河道將發(fā)生沿程沖刷
，同時因流量過程調(diào)整
，下泄沙量減少，河勢將發(fā)生不同程度的調(diào)整
。河床沖刷及河勢調(diào)整對防洪與航運帶來一定程度的影響
。河床沖深，降低洪水位
，增加河槽的泄洪能力；年內(nèi)徑流分配的調(diào)整
，有利于淺灘航槽的改善
。但在河勢調(diào)整過程中，可能危及防洪大堤與護岸工程的安全，也可能出現(xiàn)局部淺灘惡化
。水庫可按“蓄清排渾”
、調(diào)整泄流方式以及控制下泄流量等方式
，通過調(diào)整出庫水流的含沙量和流量過程
，盡量降低下游河道沖刷強度，減少常規(guī)調(diào)度情況出庫水流對下游河道沖刷范圍并延緩其進程
，以減小不利影響
。
（四）充分考慮濕地保護需要
長江中下游為我國淡水湖泊濕地的集中分布區(qū)
，河口地區(qū)在海陸交界處分布有大面積的灘涂濕地。長江流域水資源和水力資源開發(fā)利用
，將會引起長江中下游及河口水文泥沙條件的變化
，進而對洞庭湖、鄱陽湖和河口等濕地結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生一定影響
。 水庫對濕地的影響產(chǎn)生的根本原因
，是水庫改變了天然河流水沙特性，造成天然濕地水沙補給規(guī)律的改變。因此
，水庫的調(diào)度應(yīng)根據(jù)長江中下游濕地的特點
，從保護濕地的角度，可通過對水庫下泄流量和含沙量作季節(jié)性調(diào)整等措施
，將水庫對濕地的影響減小
。
（本文系作者在2005年12月1日召開的改進水庫調(diào)度修復(fù)河流下游生態(tài)系統(tǒng)研討會上的發(fā)言
。研討會由中國水利水電科學(xué)研究院、美國自然遺產(chǎn)研究所
、全球水伙伴（中國）發(fā)起
，旨在探討通過改進水庫調(diào)度和水利設(shè)施管理以修復(fù)河流下游生態(tài)系統(tǒng)和改善人類生活的可行性。）
來源：長江水利網(wǎng) 2006年2月8日
