浅析现行水库调度方式

摘要：本文简单阐述了我国水资源利用和水电站建设状况，具体介绍了与水库调度相关的一些基本知识，详细说明了我国各种水库现行的水库调度方式所暴露出来的问题，特别是对生态环境的影响。由此引发人们无限的思考，如何才能充分考虑生态需水，建立一个优化的调度方式，符合可持续发展战略。

关键词：水库调度方式；生态需水；防洪调度；兴利调度

一、引沿

我国是一个水资源总量丰富，但人均占有量不足的国家。我国水资源分布十分不均匀，具体表现在在时间上和空间上。在东南沿海地带水资源分布多、年平均降雨量大，在西北部地区水资源分布少。为了拦蓄汛期洪水，提高水资源的供应可靠性和保证率，国家在各大水系修建了水库和水利枢纽工程。水库的修建，是改变水资源时空分布不均的有效手段，是减少洪涝灾害、充分开发利用水资源工程的重要组成部分。随着改革开放的深入发展，各行业对水资源的要求越来越高。因此，合理开发利用水资源，科学地进行水库调度，对流域水资源的开发利用和生态环境的保护，都具有重要意义。

二、水库调度的基本内容

1、水库调度的定义：水库调度即水库控制运用，是对已建水利水电枢纽合理有效的控制运用，达到充分发挥防洪、兴利效益的一种技术措施，属于非工程措施。

2、水库调度的任务：水库具有调节天然径流的作用，它不仅能防洪、灌溉，为城市提供优质水量，为工业提供廉价的电力，为交通提供经济的水运，为渔业提供丰富的水产，而且能为居民创造优美的环境，做到一库多用，充分发挥水资源的综合效益。

3、水库调度的基本原则：在确保水电站大坝工程安全的前提下，分清发电与防洪及其他综合利用任务之间的主次关系，统一调度，使水库综合效益尽可能最大。当大坝安全与满足供电、防洪等要求有矛盾时，应满足大坝安全；当供电的可靠性与经济性有矛盾时，应先满足可靠性［1］。

三、现行的水库调度方式和存在的问题

1、现行的调度方式

目前，我国的水库调度主要是围绕防洪、发电、灌溉、供水、航运等综合利用效益所进行的。依据水库既定的水利任务和要求而制定的蓄泄规则，就是我们通常所说的水库调度方式。现行水库调度方式主要分为两大类，即防洪调度与兴利调度。

（1）防洪调度的主要任务是确保水库大坝安全和处理防洪与兴利的矛盾，利用水库的滞洪、错洪作用，有效地拦蓄洪水，消减洪峰流量，保证汛期下游人民生命财产的安全。对于不承担下游防洪任务的水库而言，防洪调度的主要任务是在确保水库大坝安全的前提下充分发挥水库兴利效益；对承担下游防洪任务的水库，防洪调度的主要任务是在确保水库大坝安全的前提下处理好防洪与兴利之间的矛盾。

（2）兴利调度是指利用水库重新分配天然径流，以达到满足各兴利部门用水需要的目的。兴利调节计算的任务是在已知河川径流过程及用水要求的前提下，对研究时期的各个计算时段内水库的水量供需平衡进行计算，求出供水量、水电站出力、水库水位、蓄水量等水利水能要素的时间过程。一般是在非汛期，按照水库所承担兴利任务的重要程度，合理分配水资源，谋求经济效益最大化的调度方式。

2、现行的调节方式存在的问题

现行水库的管理制度和调度运行模式的主要任务是处理、协调防洪和兴利的矛盾以及兴利任务之间的利益。水库的修建运用虽然在很大程度上实现了防洪兴利的目的，但同时也改变库区及下游河道的水文情势，造成局地生态环境恶化。从河流生态系统保护的角度看，现行调度方式主要存在两方面问题：一是大多数的水库调度方案没有考虑坝下游生态保护和库区水环境保护的要求；二是缺乏对同一流域干支流的水资源统一调度与管理。这是由于我国现行的水库调度方式普遍是依据水库承担的防洪及兴利任务来制定所造成的，对生态要求考虑较少，给库区及下游生态系统造成诸多不利影响［2］。其主要表现在一下几个方面：

（1）库区水体温度呈现垂直分层。由于水体自身的理化性质，水库蓄水运行后，库区水体温度将发生垂向分层，对库区水质及水生生物造成诸多不利影响［3］。影响库区水体温度分层的因素主要包括水库泄洪闸门的操作方式、水库容积的大小、水库的调节方式以及水库所处地带的风力。多数水库都有垂向水温分层现象，但是表现有强弱之分。一般来说，库容大或者多年调节的水库或者库容较大而年来水量相对较小的水库，温度分层现象表现较为明显。

（2）改变水流的天然流态。水库在调节放水过程中，受水库下泄水流冲击的影响，河流的形态将发生较大的改变。特别是在水库的下游近坝河段，由于水库泄水方式及泄水过程有别于天然径流，坝下地区将出现水体温度过低、水流大量掺气、水体紊动严重、水气雾化等问题［4］，对坝下生态造成严重影响，甚至直接引起物种死亡。在远离坝体的河段，水体的温差也会影响生物的繁衍生息。通常从水库深处放出来的水，在夏天比河水冷，在冬天比河水热，而从水库顶部附近的出口放出来的水，一年到头都比河水热。给天然的河水加温或冷却都会影响水中所含的被溶解的氧气及悬浮固体物的数量，会影响水中的化学反应，进而影响水生生物。

（3）影响下游河段的生态环境。水库修建后改变了下游河道的流量过程，从而对周围环境造成影响。水库不仅存蓄了汛期洪水，而且还截留了非汛期的基流，往往会使下游河道的水位大幅度下降甚至断流，并引起周围地下水位的下降，从而带来一系列生态环境问题。主要表现在：下游天然湖泊或池塘断绝水的来源而干涸；因河流流量的减少，使得河流自净能力降低等，严重威胁到生物的生存环境。

（4）库区泥沙淤积。水库蓄水运行后，由于水位升高、过水面积加大，致使水体流速减缓，再加上库尾回水的影响，使得河流挟沙能力降低，造成书库泥沙淤积，其中库尾及坝前泥沙淤积尤为严重。另外，水库蓄水后其周边岸坡在水位升降和风浪冲蚀作用下，常常会引起库岸滑塌，这也加重了库底的淤积。水库淤积不仅关系到水库寿命和工程效益的发挥，同时还会引起库区生态环境的恶化，若不及时清淤还将缩短水库寿命。

（4）水体污染和富营养化。水库一般都具有一定的调节周期，多年调节水库的调节周期达数年之久。在水库的一个调节周期中，一些有机物质在水库其输入量大于输出量，当其滞留量超过生态系统的自我调节能力时，库区水文情势就会发生变化，营养物质富集，对库区生态造成显著影响［5］。另外，闸坝调度运用不当也会加剧河流污染。例如，为保证灌溉等用水，大多数闸坝在整个枯水期基本封闭，致使排入河道的工业废水和生活污水在闸坝前大量聚集，当汛期首次开闸泄洪时，这些高浓度污水集中下泄，极易造成突发性污染事故。

四、结语

总体看来，我国现行的水库调度方式中还存在着很多问题，但在未来一定时期内，水库生态与环境调度必将成为我国部分水库调度工作的重点。把生态调度纳入水库调度统一考虑，逐步形成防洪、兴利与生态协调统一的水库综合调度方式，将是可持续发展战略下科学的水库调度原则。（作者单位：郑州大学 水利与环境学院）

参考文献：

［1］ 刘兴武 王小莹 王殿贵.大中型水库现行调度方式的问题初探.农业与技术.2009.29(2)

［2］ 哲仁 孙东亚 赵进勇．水库多目标生态调度口］．水利水电技术.2007.38(1)

［3］ 陈庆伟 刘兰芬 刘昌明．筑坝对河流生态系统的影响及水库生态调度研究［J］．北京师范大学学报(自然科学版).2007.43(5)

［4］ 钰铃 王从峰 刘德福．水库建设及生态系统和谐［J］．节水灌溉.2007.8

［5］ 张晟 李崇明 魏世强．三峡库区富营养化评价方法探讨［J］．西南农业大学学报(自然科学版).2004.26(3)