第35卷第2期 2013年2月 人民黄河 Vo1.35.No.2 YELLOW RIVER Feb..2013 【水资源・水环境】 黄河三角洲刁口河生态调水实践 司敬玲 ,张月明 (1.垦利黄河河务局,山东垦利257500;2.黄河河口管理局,山东东营257091) 摘6 要:为缓解黄河三角洲国家级自然保护区北区生态环境日益恶化的局面和保护黄河刁口河备用流路,黄委提出了 月,即黄河调水调沙时期利用罗家屋子闸自流引水和扬水船扬水的调水方案。2010、2011年的生态调水试验,已累 “启用刁口河流路,实施生态调水”的战略。通过对生态调水目标和可行性的分析,确定生态调水的最佳时机为每年的 计向自然保护区调水7 238.73万m ,恢复湿地面积近1 350 hm 。两年生态调水的效益分析表明,试验区生态系统退化 的局面得到了改善,新的水禽栖息生境已经形成,生态类型和景观结构得到优化,刁口河沿线土壤盐度下降明显,生态效 益、经济效益和社会效益显著。 关键词:生态调水;湿地修复;刁口河流路;黄河三角洲 中图分类号:TV856;TV882.1 文献标志码:A doi:10.3969/j.issn.1000—1379.2013.02.Ol1 Practice of Ecological Water Dispatching in Diaokouhe Waterway of the Yellow River Delta SI Jing—ling ,ZHANG Yue—ming2 (1.Yellow River Bureau of Kenli County,Kenli 257500,China;2.Yellow River Estumy Authority,Dongying 257091,China) Abstract:To relieve the deteriorating ecological environment situation in the noah part of the Yellow River Delta Nature Reserve and protect the Di- aokouhe reserved waterway of the Yellow River,the Yellow River Conservancy Commission proposed the strategy of reuse of the Diaokouhe reserved wa— terway and the implementation of ecological water diversion.By analyzing the ecological water diversion goals and feasibility,it was determined that the great opportunity was from June to July per year,in other words,in the Yellow River water and sediment regulation period,the diversion solution for use of both Luojiawuzi gate gravity diversion and pumping ship lift water,The ecological water diversion test in 2010 and 201 1 had transferred aceumu— latively 72.3873 million cubic metes water accumulatively into the north part of Yellow River Delta Nature Reserve and rehabilitated wetlnd awith an area of about 1 350 hm .Benefit analysis of two years’ecological water dispatching shows that ecosystem has been improved significantly,and the new waterfowls habitats have been formed,ecological types and landscape structure are optimized in the the experimentla zone,and soil salinity decreased sharply along the Diaokouhe waterway,where has achieved good ecological benefit,economic benefit and social benefit. Key words:ecological water dispatching;wetland restoration;Diaokouhe waterway;Yellow River delta 1964年1月黄河神仙沟流路罗家屋子以下河道发生严重 凌汛,造成黄河由神仙沟流路改走刁口河流路,形成黄河三角 然保护区淡水湿地关键需水期为每年3—5月和7—9月上旬, 最小生态需水量为2.8亿m ,该水量可保证自然保护区淡水湿 地稳定发育,鸟类栖息地功能基本发挥,生物多样性得到逐步 恢复;适宜的生态需水量为3.5亿m ,该水量可保证自然保护 区淡水湿地健康稳定,鸟类栖息地功能正常发挥,生物多样性 将逐步增加。 刁口河故道口门附近的自然保护区北区面积为4.85万 洲上第9条黄河入海流路——刁口河流路。刁口河流路位于 现行黄河北大堤桩号9+900以北,全长约55 km,到1976年5 月黄河由刁口河流路改走清水沟流路时,行水年限12 a多,到 2009年该流路已停止行河33 a。在此期间,刁口河故道一直作 为黄河的备用流路,但其地形地貌已发生了较大变化。为了改 善黄河河口地区生态环境,推进黄河三角洲高效生态经济区建 设,并保护黄河人海备用流路,2009年7月,黄委提出“启用刁 口河流路,实施生态调水”的战略。2010年6月,黄委首次实施 了刁口河生态调水,以解决黄河三角洲自然保护区北区湿地水 hm ,占整个自然保护区面积的31.7%,估算其最小生态需水 量为0.89亿nl ,适宜的生态需水量为1.1l亿i'll 。 2010年4月,黄委和山东省人民政府在山东东营召开了 “黄河三角洲生态调水暨刁口河流路恢复过水试验座谈会”,对 调水目标、水量调度等工作进行了安排。该项目首次试验的刁 收稿日期:2012—07—19 作者简介:司敬玲(1965一),女,山东邹平人,经济师,主要从事经济管理和劳 动人事工作。 E—mail:zym1963@sina.con 盐失衡、生态系统退化等问题。 1调水目标 根据《黄河河口综合治理规划》,山东黄河三角洲国家级自 ・30・ 人民黄河口河故道补水面积约为2 330 hm ,自然保护区北区的核心区 和试验区补水面积约为1 330 hm ,生态调水量为3 500万m 。 2013年第2期 水的理想线路。 综上所述,刁口河生态调水的线路:取水口(崔家护滩工 2刁口河流路调水可行性分析 自1976年5月黄河改道清水沟流路以来,刁口河主槽长 程) 竺 窒里三 塑 笙查星罗家屋子引黄闸 笙 河三角洲北部自然保护区。 黄 期作为输水渠、沉沙池和水库使用,河道主槽与刚刚停用时相 比变化较大。其中,位于清水沟流路内的西河口一罗家屋子的 S形弯道段,因长期输水沉沙和滩地进水漫滩而失去了河道的 3调水方案选择 在刁口河现状调水线路上,罗家屋子引黄闸的过流能力控 制着生态调水的规模。相关的研究结果表明 J,黄河利津站流 量为4 000 m /s时,罗家屋子引黄闸最大过流能力为31.19 m /s,黄河利津站流量小于1 500 m /s时,罗家屋子引黄闸不 具备自流引水条件。可见,只有在黄河利津站流量大于或等于 4 000 m /s时,罗家屋子引黄闸的过流能力才能达到设计 要求。 行水功能。根据工程现状,将该S形弯道用崔家护滩控导至罗 家屋子闸间的输水渠道代替,可将取水口设在崔家护滩控导 工程。 刁口河故道现状与刚停河时相比虽然有较大的变化,但是 故道的大部分河段滩槽差仍然比较明显,有的河段还在一直输 水运用。相关研究结果表明 ,刁口河主槽的最小过流能力 为82 m /s,穿越主河槽桥涵的最小过流能力为30 m /s,因此 黄河刁口河流路是自现行黄河人海流路向北部自然保护区调 3.1引水条件分析 2006--2009年全年及调水调沙期间各流量级天数见表1。 d 表1 2006--2009年全年及调水调沙期各流量级天数由表1可知,2006--2009年,罗家屋子引黄闸满足设计过 流能力的引水天数为2 d,罗家屋子闸能自流引水的年均天数 式中: 为第 月利滓站流量大于1 500 m。/s的频率;∑N 为 E=l 为21 d。经计算,能自流引水的水量为2 000万m 。 为完成3 500万m 的生态调水任务,应采用调水调沙期间 自流引水和提水方案,即在调水调沙生产运行期间实施刁口河 第 月利津站流量大于1 500 m3/s的频数之和;∑M 为第 月 ‘=l 利津站所测流量的全部频数之和。 表2 2006--2008年利津站流量大于1 500 m /s频率 % 生态调水,同时把刁口河生态补水作为调水调沙运行的一个控 制指标。当罗家屋子闸不能自流引水时,利用扬水设施扬水调 水。根据目前刁口河流路取水口的现状,需要对崔家护滩22 坝的扬水船进行整修。该船是胜利油田1999年为给刁口河下 游水库送水而建的,2003年胜利油田停用罗家屋子水源工程后 交由当地政府管理。该船的设计扬水能力为30 m /s,扬水泵 共12组,通过输水渠和罗家屋子引黄闸贯通。 通过2010年、201 1年的生态调水试验表明,在目前的黄河 黄河现行流路利津站流量大于1 500 m /s的天数年平均 为21 d,调水调沙期间占16 d,而流量大于2 000 m /s的情况 全部出现在调水调沙期间。因此,满足罗家屋子闸自流的刁口 河生态调水的最佳时机为每年6—7月的黄河调水调沙期,该 时段与自然保护区淡水湿地关键需水期基本吻合。 清水沟流路和刁口河故道取水工程条件下,调水调沙时期可利 用罗家屋子闸自流引水;当黄河利津站流量小于1 500 m /s 时,可利用扬水船调水。该方案是经济可行的。 3.3调水对现行流路的影响 自20世纪80年代以来,黄河下游频繁断流,以黄河水为 淡水资源的黄河口湿地生态系统受到严重破坏,湿地面积萎 缩,动植物种类和数量显著减少,生态环境恶化。自1998年黄 委对黄河水资源统一调度以来,河口地区生态环境恶化的形势 得到了遏制。经过近几年黄河对河口地区的生态补水,其生态 环境得到了较大改善。 3.2调水时机分析 为分析黄河刁口河故道生态调水的最佳时机,对2006— 2008年黄河利津站流量大于1 500 m /s的来水情况进行统计, 结果见表2。 某日大于某一流量的频率为 ∑Ⅳ ∑M 刁口河生态调水除最大限度满足生态调水目标外,还要把 对现行流路人海流量的影响控制在可接受的范围。现行流路 黄河河口地区的每月生态流量 J,见表3。 ・31・ 人民黄河表3现行流路黄河河口地区每月生态流量 i'll /s 2013年第2期 之间新建节制闸,其引水能力为31.19 m /s。 (3)当罗家屋子闸不能自流引水时,可开启扬水船提水,其 提水能力为30 ril' /s。 (4)拦河建筑物的建设。自罗家屋子引黄闸至刁口河人海 注:Q 是在相应时期或河段河流的社会功能与自然生态功能能够 取得平衡;() 是可接受的瞬时最小流量。 口约52 km,河道分布有5条穿河公路,分别为东港高速公路、 孤罗路、西崔路、孤河路和桩埕路,有4道拦河坝,分别为九分 厂西路(第一道拦河坝)、第二道拦河坝、第三道拦河坝和自然 保护区路(第四道拦河坝)。5条公路上相应主槽位置均设有 交通桥,其过流能力应能满足调水31.19 m /s的要求。 第一道、第二道拦河坝前为某生产基地水库,为满足水库 在生态凋水后的蓄水功能,在两道拦河坝上各修建1座节制 把黄河利津站的流量作为刁口河生态调水的控制流量,刁 口河生态调水应遵循以下原则: (1)利津站的来水量在现行流路人海和刁口河生态调水的 分配上,应尽量减轻刁口河调水对现行流路社会功能与自然生 态功能的影响,不能因刁口河生态调水而使现行流路人海流量 低于Q 。 (2)在现行流路人海流量有保障的前提下,应最大限度地 满足刁口河生态调水的需求。 设利津站的流量为q 律,现行清水沟流路的入海流量为 Q ,刁口河的可能调水流量为Q 。根据以上原则和水量平衡 原理,Q 、Q 、Q:三者关系为Q 滓=Q +Q ,其约束条件为 Ql≥Q保障,Q2>0。 分析2006--2008年黄河利津站的来水量,在现行流路人 海流量满足Q保障的条件下,刁口河可能的调水流量和黄河利津 站流量之间的关系见表4。 表4 刁口河可调水流量与黄河利津站流量的关系 由表4数据可预测,在3_5月实施刁口河生态调水,可能 造成现行清水沟流路的人海流量满足不了河口地区的应保障 流量,像2007年4月、5月,2008年4月。而在有些年份,刁口 河调水流量应予以控制,像2006年4月、2008年的3月,其调 水流量(月平均流量)应不大于16 m /s和27 m /s。3—5月现 行清水沟流路流量大于1 500 m /s的概率为零,罗家屋子闸不 能自流过水,要全部由扬水船扬水,调水运行费用较高。6_7 月调水对现行流路的人海流量没有任何影响。由表4可知, 2006--2008年黄河利津站6._7月的流量,在满足现行流路的 保障流量后,完全满足罗家屋子闸按过流能力引水。 4调水项目实施的措施 凋水方案以罗家屋子闸的过流能力为控制,须对刁口河流 路和崔家护滩控导工程至刁口河2+600的输水渠道进行适当 整治,达到以下调水条件要求。 (1)罗家屋子引黄闸的过流能力达到31.19 i'/1 /s。 (2)取水口节制闸位于崔家护滩,距罗家屋子闸约2 500 m。为防止黄河泥沙淤积输水渠道,在崔家护滩2O 坝与21 坝 ・32・ 闸,设计过闸流量为31.19 m /s。同时,为满足两岸交通要求, 闸上按4级乡村公路标准设交通桥。第三道拦河坝在主槽位 置破口,平均宽度为35 m,边坡为1:1.5。自然保护区路位于 刁口河河道末端,其两孔防潮闸设计过闸流量为10 m /s,闸上 设交通桥。刁口河两岸的缺口、串沟在通水前必须堵复。 5效益分析 5.1经济效益 2010年刁口河生态调水工程建设和运行费为1 047.79万 元,共计引水3 620万m ,引水费用为0.29元/m ,恢复湿地面 积1 400 hm 。2011年建设和运行费为491.04万元,共计引水 3 618.73万m ,引水费用为0.14 Yr./m ,恢复湿地面积近1 350 hm 。刁口河沿岸1 100 m范围内的地下水水位得到抬升,沿 岸550 m范围内地下水水位升高明显,最大抬升幅度为65 cm; 刁口河沿线土壤盐度明显下降,平均下降48%。含盐量的降低 和黄河水携带的大量氮磷钾营养物明显地改善了刁口河丽岸 的土壤品质,其地租平均提高1 500元/hm 左右。同时,淡水 人海后,刁口河河口海域水温升高,盐度降低,饵料丰富,有利 于刁口河河口的鱼类生长。 5.2生态效益。。 生态补水区形成了新的水禽栖息生境。2010年和201 1年 水禽数量分别增加一T 11 180只和36 798只。珍稀濒危鸟类保 护成效尤其显著,2010年和2011年国家一级重点保护鸟类丹 顶鹤分别增加了11只和19只,2011年首次发现白鹤,种群l4 只,东方白鹳两年分别增加了18只和149只,黑鹳分别增加了 14只和4只。201 1年东方白鹳出现152只大群迁徙种群。 生态补水区的生态类型和景观结构得到优化。主要表现 为地势较低的盐渍化光板地形成了新的水域,低矮的一年生、 多年生盐生植被演变为芦苇沼泽生态类型;地势较高处的柽柳 群落和草甸群落也有向芦苇群落演替的趋势。在湿地补水过 程中,伴随着土壤的脱盐过程,芦苇将成为适应此生态环境的 优势群落。在长期覆水或保持此生态环境不变的情况下,芦苇 沼泽生境将是湿地恢复区群落演替的最终优势群落。 该区生态退化情况得到有效遏制,生态系统向良性发展。 有效的淡水补给,从根本上改变了该区土壤基质的理化性质, 降低了土壤盐渍化程度和土壤含盐量,为生态系统发育和演替 提供了驱动力,为生态系统正序演替创造了条件,保证了生态 系统向生物多样性丰富的方向发展、演替。 (下转第35页) 人民黄河表5黄河干流各水功能区纳污量评价结果 2013年第2期 水功能区 } 5结论与建议 5.1结论 (1)黄河小浪底以下河段入河排污口以明渠、常年排放方 式为主,排放废水主要为工业废水、生活污水为主的混合废水, 废污水人黄量主要分布在500万m /a量级以上的排污口,大 多数排污口能做到达标排放。 (2)黄河小浪底以下河段(含支流)主要污染物接纳总量 为64 422.01 t/a,其中来自干流排污口3 355.79∥a、支流口 61 066.22 t/a。该河段纳污以支流口输人为主,污染物人黄量 主要分布在黄河焦作饮用农业用水区。 (3)黄河小浪底以下河段各水功能区COD和氨氮纳污量 在水功能区的纳污能力范围内,各水功能区全年、枯水期和丰 水期水质均达标。 5.2建议 (1)加强人河排污口水质水量在线监控设施建设,以实时 4.3水功能区水质状况 根据201 1年黄河流域水功能区水质评价结果,黄河小浪 底以下河段各水功能区全年、枯水期、丰水期的水质状况见表 6。由表6可以看出,无论是全年还是不同水期,2011年黄河小 浪底以下河段各水功能区水质均达标。 表6 2011年黄河小浪底以下河段水质状况 一监控入河排污口的排污状况,为全面掌握黄河流域水功能区纳 污状况、严格控制人河排污总量等提供数据支撑,同时也有利 于督促企业做到长期稳定达标排放、及时发现水污染事故。 (2)加强对污染严重支流的综合整治,尽可能减少对干流 水质污染以及因水质恶化而引发的水污染事故 。 (3)建立黄河小浪底以下河段污染源信息档案,为污染事 件防范提供科学依据。 参考文献: [1]刘晨,伍丽萍.珠江流域人河排污口调查与评价[J].人民珠江,1996(1): 49—51. [2]任立新,冯亚楠,王雁.黄河于流青甘段排污口调查及评价[J].人民黄河, 2005,27(1):47—48. [3] 吴纪宏,薛玉杰,张军献.黄河干流水污染事件成因分析及对策研究[G]∥ 黄河流域水资源保护局.黄河水资源保护科技成果与沦文选编郑州:黄河 水利出版社,2005:340—343. 【责任编辑◆ +-◆-◆一◆_.-◆_◆_+一■ ---●・ +_◆一◆_.-¨-.-・● 一◆一◆-.-.-. 。● ◆-._◆一◆-—-● -.马广州】 _._.・ (上接第32页) 河,2010,32(12):1l2—113. 5.3社会效益 刁口河流路生态调水的试验成功,不仅有效地缓解了自然 保护区湿地面积的萎缩,而且对保护刁口河故道及其工程设施 起到了积极的作用,还为启用刁口河备用流路积累了经验。刁 口河流路生态调水使补水区及其周边寸草不生的盐碱地变为 绿色成片、鱼鸟共存、人与自然和谐相处的乐园。补水区周围 [2]李士国,王春华,刘金友,等.刁口河流路情况调查及过洪能力分析[R].东 营:黄河河口研究院,2004. [3]杨晓阳,管春城,张月明,等.刁口河故道现状调查报告[R]东营:黄河河 口管理局,2009. [4] 王德波,杜瑞香,廖展强,等.刁口河流路生态调水工程实施方案[R].济 南:山东黄河勘测设计研究院,2009. [5]王建中,王道席.黄河河口地区生态流量调度初步研究[G]//第三届黄河 国际论坛论文集.郑州:黄河水利出版社,2007:3—8 环境的改善也明显减轻了干热风及风沙危害,环境品质得到明 显改善。 [6]单凯,王新功.刁口河尾闾自然保护区生态补水效果评估报告[R]东营: 山东黄河三角洲国家级自然保护区管理局,2011. 参考文献: [1]孙莉,司晓磊,廖展强.黄河三角洲北区湿地生态需水量研究[J].人民黄 【责任编辑赵宏伟】 ・35・