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1 湖控工程建设必要性
生态是江西省最大的优势,而鄱阳湖“是江西的代名词,是江西省的名片”,但鄱阳湖区优越的生态资源长期未得到充分利用。在近年来发展过程中,人们也已经开始意识到,维系良好的湖区水生态环境,是环鄱阳湖地区经济发展的重要保障和支撑,也是实现人与水及自然全面和谐的前提条件。因此,加强鄱阳湖地区水土资源利用、水旱灾害综合治理和生态环境保护,已成为该地区现阶段社会经济发展和生态文明建设所需要解决的迫切任务。为此,江西省提出了环鄱阳湖生态经济区建设战略部署,其中鄱阳湖控制工程是一个重要的环节,其主要意义和必要性主要体现在如下三点:
(1)一是鄱阳湖防汛抗旱统筹的需要。虽然近些来洪涝灾害压力有所缓解但威胁仍在,且近期出现的干旱形势十分严峻。鄱阳湖水位年变幅大,是沿湖居民长期面临“水多成患,水少则忧”不利局面的直接起因,每年都有轻重不同的水旱灾害发生。汛期洪水满溢,渍涝严重。非汛期湖水泄入长江,湖区水位大幅降低,导致沿湖水荒严重,航运阻塞。近年来受气候变化影响,鄱阳湖流域内的极端降水和干旱事件频次增加,2003、2004、2006和2007年相继发生了严重干旱,湖区枯水期提前,枯水位大幅下降,不仅加重了湖区农业灌溉压力,而且加大了周边城乡取水难度。由于缺乏调控手段,汛期大量洪水排弃,汛后又无水可用。如果在湖口设置湖控工程,就可以控制鄱阳湖与长江干流之间的水力联系,适度延缓湖水外泄进程,从而控制湖区水位平缓变化,增加枯水期湖水容量,避免出现极端的干旱条件,有利于湖区水土资源的合理利用。
(2)二是鄱阳湖生态环境保护的需要。鄱阳湖生态系统呈逐年退化趋势,尤其是近年来城镇排污量和人口不断增加使大量污染物如氮磷等不断流入,湖区水质日渐下降,富营养化程度增加。由于枯水期水少,水质现状更令人堪忧,据水质监测分析,上世纪90年代,鄱阳湖以I、II类水质为主,但如今鄱阳湖出湖III类水质的水量占80%,其中10-12月湖盆III类以上水质不到30%。另外,由于泥沙淤积、人工围垦,使湖床淤高,湖面缩小,鱼类资源趋向衰退。鄱阳湖湿地较常见的水生、湿生植物种类也正在消失或严重退化。此外,因旱所致的水环境恶化和水生态系统退化问题更为严重,由于洲滩湿地提前干涸,土壤板结,饵料生物锐减,候鸟觅食条件恶化,导致候鸟数量减少。在湖口设置湖控工程之后,可以适当拦蓄汛期或汛末五河洪水留存湖中,适度抬升湖区枯水位、增加水域面积,将有助于改善水环境,避免少水年份湖区洲滩湿地提前干涸,以维系候鸟越冬的基本水生态环境。
(3)三是减免三峡工程建成运行带来不利影响的需要。三峡工程建成运行后,在5-6月期间为了腾空防洪库容,下泄流量加大将产生一个明显的增泄流量过程,而此时正好是鄱阳湖五河的主汛期,当增泄流量达到6000m3/s极端条件时,湖口水位将因此最大可能抬升约1.0m,如遇鄱阳湖丰水年,将加重湖区渍涝灾害、加大五河尾闾防洪压力。而在10月左右,三峡水库汛后蓄水,下泄流量减少将产生一个明显的减泄流量过程,而此时正好是鄱阳湖退水之际,当减泄流量达到8000m3/s极端条件时,湖口水位将因此最大可能下降约1.5m,这将加速鄱阳湖水外泄进程,如遇平、枯水年,将导致湖区枯水期提前,枯水位大幅下降,这对湖区水资源利用和生态环境均不利。因此在湖口设置控水工程,能够缓解三峡水库减泄或增泄诱发的湖区水位异常变化带来的不利影响。
2 湖控工程建设原则
与五河支流兴建水库等措施相比,在湖口设置控水工程还不为公众所接受,争议也比较多,主要担忧有两个:一是工程有可能干扰鄱阳湖与长江干流之间的自然水力联系,影响防汛;二是可能会破坏湖区生态环境系统,破坏江湖连通性,不利于鱼类洄游。因此在湖口设置控制工程应谨慎对待,且必须遵循以下原则:
(1)不能对湖区生态系统造成大的影响,且应有助于改善湖区水质和候鸟栖息环境;
(2)有足够排泄和调控能力,既能控制湖水向外排泄,又能顺畅地纳入江水;
(3)不能割断江湖之间的水流连续性,也不能破坏河流与湖泊的贯通性和脉动性;
(4)能允许鱼类自由迁徙洄游,且不影响或有利于航运;
(5)要有利于防洪和防旱的统筹安排,促进湖区水土资源开发利用;
(6)还要有助于促进该地区水生态特点的旅游、交通和文化发展。
3 湖口生态水利工程方案探讨
3.1国内外相关工程经验
控水工程设计和建设一定要遵循江湖自然规律,这是工程成败的关键。早在2300年前的都江堰工程,就很好地做到了师法于自然,既充分利用河流地势,筑分水鱼嘴、沙石堰、开凿引水渠,巧妙处理分水、分沙和防洪、灌溉等问题。还有荷兰鹿特丹附近入海河道的防潮屏障,设计成为两扇可以移动的浮动弧门,平时停靠在岸上,不影响河流和海运,只有当风暴潮到来之时,才启用滑动到河道上,抵御因风暴形成的高位潮水。再例如英国伦敦泰晤士河上的防潮屏障,采用U型闸,平时潜伏河底,不影响河流也无碍航运,也只有在海潮到来时,才启用一下。
可以看出,这些工程都是在充分地掌握水流自然规律之后,通过巧妙构思和设计,发挥作用的同时又避免对河流干扰和破坏,较常规筑坝或建闸方式要好得多,值得借鉴学习。在鄱阳湖口处建闸对于科学调控出入水流、增强防洪调蓄能力、提高洪水资源资源利用和改善湖区非涝即旱的不利局面都是非常必要的。但关键在于建什么样的闸,实施怎样的运行调度方式,而不违背上述基本原则,这才是关系工程成败的重要因素。游中琼(2006)对湖口建闸控制后的防洪作用与影响进行了初步探讨,认为湖控工程建成后对防洪有利有弊,对长江干流和鄱阳湖区各自的防洪作用及影响,取决于工程的调度运行方式[10]。胡广熙(2007)建议在湖口处建开敞式U型闸蓄水,并强调建闸后对该地区水资源开发利用、水力发电、改善航行条件、增加水产、消灭钉螺、提高沿湖土地利用和发展旅游等方面均具有显著的工程效益。
3.2湖口生态水利工程概念设计
考虑鄱阳湖生态环境保护的需要,本研究提出了一个“仿都江堰式生态水利工程”概念设计方案。其主要的出发点,是以生态保护为主、兼具防汛抗旱功能,同时促进旅游发展、兼顾交通。该方案没有设置发电厂房,其主要原因是考虑到湖区水头差毕竟有限,若为了提高发电效益而抬高水头,不仅淹没范围大,对生态环境的破坏更大,并且发电产生的直接经济效益非常有限,反而顾此失彼。另外也考虑到,通过长时间提高湖区水位来淹死钉螺而消灭血吸虫,不仅钉螺被淹死了,湖区的大部分苔草类洲滩植被同样也会被淹死或发育差,而且一些浅水生活的底栖水生动物也将减少,这对候鸟觅食将会产生极大的不利影响,反而得不偿失。
因此,这里考虑的“仿都江堰式生态水利工程”设计方案比较谨慎,只是为了适度控制湖区水位变化,以避免出现对生态环境或经济发展不利的极端情况。同时也是为促进当地旅游和交通的发展,尤其是在旅游方面,如果将此工程所带来的水生态旅游,与星子县渊明故里和庐山风景区结合起来,所带来的经济和文化价值,将远大于发电所带来的效益。
“仿都江堰式生态水利工程”位于屏峰山附近的鄱阳湖出口处。采用类似于都江堰的内外江形式,外江行洪、内江行船。外江由潜伏式U型活动闸(或橡胶堰)组成,U型水闸(或橡胶堰)只在汛末启用,拦蓄洪水抬高湖水位,保证湖区灌溉和供水,汛期则根据江湖水位关系,或潜伏于底或半开半启,在安全行洪的原则下,适当调控长江干流与湖区洪水之间的关系,避免出现相互顶托现象。内江则由活动鱼嘴和多级平底斜面橡胶堰组成,一则通过活动鱼嘴,调节下泄宽度、控制下泄流量;二则通过多级橡胶堰调节上下游水位差,保持平缓水流自堰坡流下,以保证枯水期水流连续性,便于行船和鱼类洄游。
由一个白鳍豚式的鱼形岛将内外江分开,该鱼形岛可以利用主体工程施工开挖和河道疏浚弃料来填筑,高程在12-23m之间,从鱼尾向鱼头处逐渐抬升,四周采用桩和灌笼做好护岸防护,并形成错落有致的台阶式亲水平台。在低水位时鱼身全部显现,高水位时仅鱼头出露。在此鱼形岛上,不仅可以建设水利工程调度控制中心,而且为将来布设各种各样的旅游、娱乐和餐饮(如冲浪、滑水和特色鱼文化等)备有足够发展空间。这样就可以借助于该项水利工程的生态特色,来带动整个地区的旅游文化产业发展。
4 结论与建议
(1)按照江西省环鄱阳湖生态经济区建设的战略部署,在湖口设置控水工程是十分必要的,在一定程度上可以约束湖区水位的大幅变化,避免湖区出现极端水旱灾害条件,这不仅有利于湖区防汛抗旱统筹,更有助于维系湖区良好生态环境、保护好鄱阳湖“一湖清水”和保障该地区经济与社会发展,而且能够减免三峡工程建成运行后带来的不利影响。
(2)考虑到鄱阳湖生态环境的重要性,湖控工程建设应慎之又慎,在湖口建设控水工程,必须遵循河流湖泊自然规律,必须定位于生态水利工程,且必须在生态环境保护的大前提条件下,考虑工程其它综合效益,不应该为了发电和淹死钉螺(消灭血吸虫)而长时间保持高水位运行,那样对湖区生态环境的影响太大,反而顾此失彼、得不偿失。采用“仿都江堰式生态水利工程”方案,能够在不对鄱阳湖自然水文过程产生较大影响的前提条件下,达到适度控制湖区水位变化、避免出现对生态环境和经济发展的不利环境,同时可以借助于该项生态水利工程特色,与星子县渊明故里和庐山风景区结合起来,从而带动整个地区的生态旅游产业发展。该工程充分了体现人与自然和谐相处,充分体现了生态文明和经济文明的融合。
(3)鄱阳湖与长江干流的水力关系密切,湖区生态环境长期演变规律复杂,包括五河支流水库和三峡工程等大中型水利工程对鄱阳湖影响是一个长期累积和逐渐显现的过程。此前关注的不够,已经开展的相关基础研究工作还不多,尚不能就公众和政府关注的问题给出明确的答复,很多问题目前只能是定性地判断。考虑到当前鄱阳湖地区在国内经济发展和生态文明建设中的重要地位,建议加强相关的基础研究,这不仅可以就大家关注的问题答疑解惑,而且能为环鄱阳湖生态经济区建设提供科学依据和技术支撑,这其中包括:1)加强湖区生态环境监测和湿地演变规律研究;2)加强全球气候变暖条件下的鄱阳湖极端水旱灾害特征及其对策研究;3)加强鄱阳湖口冲淤规律和江湖关系研究;4)加强长江干流和五河水利工程等人类活动对鄱阳湖区的叠加累积影响;5)加强湖口生态水利工程前期论证和方案比选等研究工作。
来源:鄱湖人家 |
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