第11.3节视频 水库多目标生态调度技术在线视频

同学们好

本节课我们学习水库多目标生态调度技术

水库多目标生态调度

是指在实现防洪

发电

供水

灌溉

航运

等社会经济多种目标的前提下

兼顾河流生态系统需求的水库调度方法

传统的水库调度方式主要有两大类

即防洪调度和兴利调度

我国的大多数水库都具有

防洪、发电、供水、灌溉等多种功能

传统水库调度方式的主要缺陷是注重发挥水库的社会经济效益

力求经济效益最大化

但往往忽略了水库下游及库区生态系统本身的需求

主要表现在以下几个方面

第一

忽略河流生态需水量的需求

以发电供水为主要功能的水库

在调度运行时往往忽视下游河流廊道的生态需求

下泄流量无法满足最低生态需水量的需求

造成下游河道断流干涸

对下游沿河植被、水生生物的生存环境造成严重的破坏

第二

水文情势的改变

对生物的生存繁衍造成严重的影响

天然河流随着降雨的年内变化

形成径流量丰枯周期变化的水文模式

水文周期过程是众多植物鱼类

和无脊椎动物的生命活动的重要驱动力

成为生物的生命节律信号

比如自1965年以来多年调查资料显示

每年5到8月水温升高到

十八摄氏度以上的时候

如逢长江发生洪水

长江的4大家鱼

青鱼

草鱼

鲢鱼

鳙鱼

便集中在重庆及江西彭泽的三十八处产卵场

集中繁殖

产卵规模与涨水过程的流量增量

和洪水持续时间有关

家鱼往往在涨水第一天开始产卵

如果水位不再继续上涨或者涨幅很小

产卵活动即告终止

水库传统的调度方式

使下游河道水文过程趋于均一化

改变了自然河流丰枯周期变化的水文模式

使得大量水生生物依据洪水过程

相应进行的繁殖、育肥、生长的规律遭到了破坏

第三

大坝多采取底层取水

使下游河道的水温

与原天然河道的水温相比偏低

导致鱼类繁殖季节推迟

幼鱼生长期缩短

生长速度减缓、个体变小等问题的发生

以三峡工程为例

据测算

三峡蓄水后

水体出现明显的水温温度分层现象

到4月下旬上下层水温温差高达7.4摄氏度

在长江中游段

5到6月是长江四大家鱼的主要繁殖季节

由于下泄水流的水温低于建坝前的状态

这使得大坝下游的四大家鱼的产卵期推迟20天

除此以外

传统的水库调度方式还会导致河流入海口区域生态环境遭到破坏

比如造成咸潮入侵

面积萎缩、土地盐碱化等

造成库区泥沙淤积和水体富营养化的现象

针对上述现行水库调度方法的不足

采用多目标生态调度技术

在实现水利工程、防洪、发电、供水、航运等社会经济目标的前提下

对于河流实行生态补偿

主要措施包括以下几个方面

第一

以法律和法规的形式

建立权衡经济社会效益

与生态效益之间关系的评估方法和指标体系

完善政府部门的执法监督

建立水库上下游以及梯级水库群之间的协调机制

建立

防洪

发电

灌溉

供水

航运

渔业

旅游等各个部门利益相关者的协调机制

第二

综合确定保证水库下游维持河道基本功能的蓄水量

包括维持河流冲沙输沙能力的水量

保持河流一定自净能力的水量

防止河流断流和河道萎缩的水量

维持河流水生生物繁衍生存的必需水量

维持河口生态以及防止咸潮入侵所需要的水量等

例如法国做出强制性的规定

河流生态用水量不应小于河流多年平均流量的10%

对于多年平均流量大于80立方米每秒的河流

不应小于河流多年平均流量的5%

我国长江流域河道生态基流根据多年径流量资料

一般采用具有90%或95%保证率的最枯月平均流量

第三

模拟自然水文情势的水库泄流方式

形成季节性洪水峰谷形态

研究洪水来水时间和长短等因子

对于鱼类和其他生物的产卵、育肥、生长、洄游等生命过程的关系

根据鱼类的繁殖生物学习性

结合来水的水文情势

形成有利于鱼类生长的人造洪峰

为河流重要生物繁殖、产卵和生长提供适宜的水文学和水力学条件

第四

通过蓄清排浑

利用底孔排沙等措施

降低水库泥沙淤积

延长水库寿命

通过一定时期降低坝前蓄水位

加大水库下泄流量

带动库区水体流动

破坏水体富营养化的条件

第五

针对冷水下泄影响鱼类产卵繁殖的问题

可采取增加表口泄水的机会

降低温度分层的影响

满足水库下游生态的需求

下面我们看几个水库生态调度的典型案例

第一

三峡水库生态调度

2011年6月

三峡水利枢纽按照长江防总下达的调度令

实施了首个生态调度

在青鱼、草鱼、鲢鱼、鳙鱼等四大家鱼集中产卵时期

增大下泄流量

尝试形成人造洪峰

为三峡大坝下游

经济鱼类产卵营造良好的环境

第二

小浪底水库生态调度

黄河小浪底工程自投入运行以来

在人水和谐的治水思路指导下

针对黄河下游日益严重的断流、淤积、污染、生态恶化等问题

逐步调整水库的调度目标开展的一系列生态调度尝试

对修复和改善黄河生态系统

延长水库淤沙库容的使用寿命

发挥了重要的作用

作为控制黄河下游水沙的关键工程

小浪底水库严格执行黄河水量统一调度指令

将确保黄河不断流作为水库调度的重要目标

从2002年起

每年都进行调水、调沙调度

利用洪水期水库蓄水

制造人造洪峰

冲刷下游河道

下游河道最大过流能力

从2002年的1800立方米每秒提高到目前的接近4000立方米每秒

有效遏制了黄河下游河床淤积河道萎缩的局面

为保障天津、青岛两城市供水安全以及河北白洋淀生态环境

黄委会适时实施了

引黄济津

引黄济青

引黄济白洋淀的跨流域生态调水工程

当黄河下游水质污染超标时

小浪底水库及时加大下泄流量

稀释污染的水体

改善下游的水质

第三

塔里木河生态调度

位于新疆的塔里木河

是我国最大的内陆河

流域面积99.6万平方公里

多年平均径流量398亿立方米

由于多年降水稀少

导致塔里木河下游近400公里的河道断流

下游末端台特玛湖干涸

沿河大片胡杨林死亡

河道东西两侧库鲁克沙漠和塔克拉玛干沙漠呈现紧逼合拢的态势

生态系统严重受损

从两千年开始

新疆自治区水利管理部门已连续

19次从上游博斯腾湖向塔里木河下游河道应急生态输水

累计生态输水愈81亿立方米

有效缓解了塔里木河下游流域生态严重退化的局面

下游植被恢复和改善面积达到2285平方公里

其中新增植被覆盖面积达362平方公里

沙地面积减少854平方公里

植物物种由12种

增加到46种

下游河流生态系统得到了有效的改善

好

本节课就到这里

谢谢大家