1 湖控工程建設(shè)必要性
生態(tài)是江西省最大的優(yōu)勢,而鄱陽湖“是江西的代名詞,是江西省的名片”,但鄱陽湖區(qū)優(yōu)越的生態(tài)資源長期未得到充分利用。在近年來發(fā)展過程中,人們也已經(jīng)開始意識到,維系良好的湖區(qū)水生態(tài)環(huán)境,是環(huán)鄱陽湖地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保障和支撐,也是實(shí)現(xiàn)人與水及自然全面和諧的前提條件。因此,加強(qiáng)鄱陽湖地區(qū)水土資源利用、水旱災(zāi)害綜合治理和生態(tài)環(huán)境保護(hù),已成為該地區(qū)現(xiàn)階段社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)所需要解決的迫切任務(wù)。為此,江西省提出了環(huán)鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)戰(zhàn)略部署,其中鄱陽湖控制工程是一個重要的環(huán)節(jié),其主要意義和必要性主要體現(xiàn)在如下三點(diǎn):
(1)一是鄱陽湖防汛抗旱統(tǒng)籌的需要。雖然近些來洪澇災(zāi)害壓力有所緩解但威脅仍在,且近期出現(xiàn)的干旱形勢十分嚴(yán)峻。鄱陽湖水位年變幅大,是沿湖居民長期面臨“水多成患,水少則憂”不利局面的直接起因,每年都有輕重不同的水旱災(zāi)害發(fā)生。汛期洪水滿溢,漬澇嚴(yán)重。非汛期湖水泄入長江,湖區(qū)水位大幅降低,導(dǎo)致沿湖水荒嚴(yán)重,航運(yùn)阻塞。近年來受氣候變化影響,鄱陽湖流域內(nèi)的極端降水和干旱事件頻次增加,2003、2004、2006和2007年相繼發(fā)生了嚴(yán)重干旱,湖區(qū)枯水期提前,枯水位大幅下降,不僅加重了湖區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉壓力,而且加大了周邊城鄉(xiāng)取水難度。由于缺乏調(diào)控手段,汛期大量洪水排棄,汛后又無水可用。如果在湖口設(shè)置湖控工程,就可以控制鄱陽湖與長江干流之間的水力聯(lián)系,適度延緩湖水外泄進(jìn)程,從而控制湖區(qū)水位平緩變化,增加枯水期湖水容量,避免出現(xiàn)極端的干旱條件,有利于湖區(qū)水土資源的合理利用。
(2)二是鄱陽湖生態(tài)環(huán)境保護(hù)的需要。鄱陽湖生態(tài)系統(tǒng)呈逐年退化趨勢,尤其是近年來城鎮(zhèn)排污量和人口不斷增加使大量污染物如氮磷等不斷流入,湖區(qū)水質(zhì)日漸下降,富營養(yǎng)化程度增加。由于枯水期水少,水質(zhì)現(xiàn)狀更令人堪憂,據(jù)水質(zhì)監(jiān)測分析,上世紀(jì)90年代,鄱陽湖以I、II類水質(zhì)為主,但如今鄱陽湖出湖III類水質(zhì)的水量占80%,其中10-12月湖盆III類以上水質(zhì)不到30%。另外,由于泥沙淤積、人工圍墾,使湖床淤高,湖面縮小,魚類資源趨向衰退。鄱陽湖濕地較常見的水生、濕生植物種類也正在消失或嚴(yán)重退化。此外,因旱所致的水環(huán)境惡化和水生態(tài)系統(tǒng)退化問題更為嚴(yán)重,由于洲灘濕地提前干涸,土壤板結(jié),餌料生物銳減,候鳥覓食條件惡化,導(dǎo)致候鳥數(shù)量減少。在湖口設(shè)置湖控工程之后,可以適當(dāng)攔蓄汛期或汛末五河洪水留存湖中,適度抬升湖區(qū)枯水位、增加水域面積,將有助于改善水環(huán)境,避免少水年份湖區(qū)洲灘濕地提前干涸,以維系候鳥越冬的基本水生態(tài)環(huán)境。
(3)三是減免三峽工程建成運(yùn)行帶來不利影響的需要。三峽工程建成運(yùn)行后,在5-6月期間為了騰空防洪庫容,下泄流量加大將產(chǎn)生一個明顯的增泄流量過程,而此時正好是鄱陽湖五河的主汛期,當(dāng)增泄流量達(dá)到6000m3/s極端條件時,湖口水位將因此最大可能抬升約1.0m,如遇鄱陽湖豐水年,將加重湖區(qū)漬澇災(zāi)害、加大五河尾閭防洪壓力。而在10月左右,三峽水庫汛后蓄水,下泄流量減少將產(chǎn)生一個明顯的減泄流量過程,而此時正好是鄱陽湖退水之際,當(dāng)減泄流量達(dá)到8000m3/s極端條件時,湖口水位將因此最大可能下降約1.5m,這將加速鄱陽湖水外泄進(jìn)程,如遇平、枯水年,將導(dǎo)致湖區(qū)枯水期提前,枯水位大幅下降,這對湖區(qū)水資源利用和生態(tài)環(huán)境均不利。因此在湖口設(shè)置控水工程,能夠緩解三峽水庫減泄或增泄誘發(fā)的湖區(qū)水位異常變化帶來的不利影響。
2 湖控工程建設(shè)原則
與五河支流興建水庫等措施相比,在湖口設(shè)置控水工程還不為公眾所接受,爭議也比較多,主要擔(dān)憂有兩個:一是工程有可能干擾鄱陽湖與長江干流之間的自然水力聯(lián)系,影響防汛;二是可能會破壞湖區(qū)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng),破壞江湖連通性,不利于魚類洄游。因此在湖口設(shè)置控制工程應(yīng)謹(jǐn)慎對待,且必須遵循以下原則:
(1)不能對湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)造成大的影響,且應(yīng)有助于改善湖區(qū)水質(zhì)和候鳥棲息環(huán)境;
(2)有足夠排泄和調(diào)控能力,既能控制湖水向外排泄,又能順暢地納入江水;
(3)不能割斷江湖之間的水流連續(xù)性,也不能破壞河流與湖泊的貫通性和脈動性;
(4)能允許魚類自由遷徙洄游,且不影響或有利于航運(yùn);
(5)要有利于防洪和防旱的統(tǒng)籌安排,促進(jìn)湖區(qū)水土資源開發(fā)利用;
(6)還要有助于促進(jìn)該地區(qū)水生態(tài)特點(diǎn)的旅游、交通和文化發(fā)展。
3 湖口生態(tài)水利工程方案探討
3.1國內(nèi)外相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)
控水工程設(shè)計(jì)和建設(shè)一定要遵循江湖自然規(guī)律,這是工程成敗的關(guān)鍵。早在2300年前的都江堰工程,就很好地做到了師法于自然,既充分利用河流地勢,筑分水魚嘴、沙石堰、開鑿引水渠,巧妙處理分水、分沙和防洪、灌溉等問題。還有荷蘭鹿特丹附近入海河道的防潮屏障,設(shè)計(jì)成為兩扇可以移動的浮動弧門,平時??吭诎渡?,不影響河流和海運(yùn),只有當(dāng)風(fēng)暴潮到來之時,才啟用滑動到河道上,抵御因風(fēng)暴形成的高位潮水。再例如英國倫敦泰晤士河上的防潮屏障,采用U型閘,平時潛伏河底,不影響河流也無礙航運(yùn),也只有在海潮到來時,才啟用一下。
可以看出,這些工程都是在充分地掌握水流自然規(guī)律之后,通過巧妙構(gòu)思和設(shè)計(jì),發(fā)揮作用的同時又避免對河流干擾和破壞,較常規(guī)筑壩或建閘方式要好得多,值得借鑒學(xué)習(xí)。在鄱陽湖口處建閘對于科學(xué)調(diào)控出入水流、增強(qiáng)防洪調(diào)蓄能力、提高洪水資源資源利用和改善湖區(qū)非澇即旱的不利局面都是非常必要的。但關(guān)鍵在于建什么樣的閘,實(shí)施怎樣的運(yùn)行調(diào)度方式,而不違背上述基本原則,這才是關(guān)系工程成敗的重要因素。游中瓊(2006)對湖口建閘控制后的防洪作用與影響進(jìn)行了初步探討,認(rèn)為湖控工程建成后對防洪有利有弊,對長江干流和鄱陽湖區(qū)各自的防洪作用及影響,取決于工程的調(diào)度運(yùn)行方式[10]。胡廣熙(2007)建議在湖口處建開敞式U型閘蓄水,并強(qiáng)調(diào)建閘后對該地區(qū)水資源開發(fā)利用、水力發(fā)電、改善航行條件、增加水產(chǎn)、消滅釘螺、提高沿湖土地利用和發(fā)展旅游等方面均具有顯著的工程效益。
3.2湖口生態(tài)水利工程概念設(shè)計(jì)
考慮鄱陽湖生態(tài)環(huán)境保護(hù)的需要,本研究提出了一個“仿都江堰式生態(tài)水利工程”概念設(shè)計(jì)方案。其主要的出發(fā)點(diǎn),是以生態(tài)保護(hù)為主、兼具防汛抗旱功能,同時促進(jìn)旅游發(fā)展、兼顧交通。該方案沒有設(shè)置發(fā)電廠房,其主要原因是考慮到湖區(qū)水頭差畢竟有限,若為了提高發(fā)電效益而抬高水頭,不僅淹沒范圍大,對生態(tài)環(huán)境的破壞更大,并且發(fā)電產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益非常有限,反而顧此失彼。另外也考慮到,通過長時間提高湖區(qū)水位來淹死釘螺而消滅血吸蟲,不僅釘螺被淹死了,湖區(qū)的大部分苔草類洲灘植被同樣也會被淹死或發(fā)育差,而且一些淺水生活的底棲水生動物也將減少,這對候鳥覓食將會產(chǎn)生極大的不利影響,反而得不償失。
因此,這里考慮的“仿都江堰式生態(tài)水利工程”設(shè)計(jì)方案比較謹(jǐn)慎,只是為了適度控制湖區(qū)水位變化,以避免出現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境或經(jīng)濟(jì)發(fā)展不利的極端情況。同時也是為促進(jìn)當(dāng)?shù)芈糜魏徒煌ǖ陌l(fā)展,尤其是在旅游方面,如果將此工程所帶來的水生態(tài)旅游,與星子縣淵明故里和廬山風(fēng)景區(qū)結(jié)合起來,所帶來的經(jīng)濟(jì)和文化價值,將遠(yuǎn)大于發(fā)電所帶來的效益。
“仿都江堰式生態(tài)水利工程”位于屏峰山附近的鄱陽湖出口處。采用類似于都江堰的內(nèi)外江形式,外江行洪、內(nèi)江行船。外江由潛伏式U型活動閘(或橡膠堰)組成,U型水閘(或橡膠堰)只在汛末啟用,攔蓄洪水抬高湖水位,保證湖區(qū)灌溉和供水,汛期則根據(jù)江湖水位關(guān)系,或潛伏于底或半開半啟,在安全行洪的原則下,適當(dāng)調(diào)控長江干流與湖區(qū)洪水之間的關(guān)系,避免出現(xiàn)相互頂托現(xiàn)象。內(nèi)江則由活動魚嘴和多級平底斜面橡膠堰組成,一則通過活動魚嘴,調(diào)節(jié)下泄寬度、控制下泄流量;二則通過多級橡膠堰調(diào)節(jié)上下游水位差,保持平緩水流自堰坡流下,以保證枯水期水流連續(xù)性,便于行船和魚類洄游。
由一個白鰭豚式的魚形島將內(nèi)外江分開,該魚形島可以利用主體工程施工開挖和河道疏浚棄料來填筑,高程在12-23m之間,從魚尾向魚頭處逐漸抬升,四周采用樁和灌籠做好護(hù)岸防護(hù),并形成錯落有致的臺階式親水平臺。在低水位時魚身全部顯現(xiàn),高水位時僅魚頭出露。在此魚形島上,不僅可以建設(shè)水利工程調(diào)度控制中心,而且為將來布設(shè)各種各樣的旅游、娛樂和餐飲(如沖浪、滑水和特色魚文化等)備有足夠發(fā)展空間。這樣就可以借助于該項(xiàng)水利工程的生態(tài)特色,來帶動整個地區(qū)的旅游文化產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
4 結(jié)論與建議
(1)按照江西省環(huán)鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)的戰(zhàn)略部署,在湖口設(shè)置控水工程是十分必要的,在一定程度上可以約束湖區(qū)水位的大幅變化,避免湖區(qū)出現(xiàn)極端水旱災(zāi)害條件,這不僅有利于湖區(qū)防汛抗旱統(tǒng)籌,更有助于維系湖區(qū)良好生態(tài)環(huán)境、保護(hù)好鄱陽湖“一湖清水”和保障該地區(qū)經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展,而且能夠減免三峽工程建成運(yùn)行后帶來的不利影響。
(2)考慮到鄱陽湖生態(tài)環(huán)境的重要性,湖控工程建設(shè)應(yīng)慎之又慎,在湖口建設(shè)控水工程,必須遵循河流湖泊自然規(guī)律,必須定位于生態(tài)水利工程,且必須在生態(tài)環(huán)境保護(hù)的大前提條件下,考慮工程其它綜合效益,不應(yīng)該為了發(fā)電和淹死釘螺(消滅血吸蟲)而長時間保持高水位運(yùn)行,那樣對湖區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響太大,反而顧此失彼、得不償失。采用“仿都江堰式生態(tài)水利工程”方案,能夠在不對鄱陽湖自然水文過程產(chǎn)生較大影響的前提條件下,達(dá)到適度控制湖區(qū)水位變化、避免出現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不利環(huán)境,同時可以借助于該項(xiàng)生態(tài)水利工程特色,與星子縣淵明故里和廬山風(fēng)景區(qū)結(jié)合起來,從而帶動整個地區(qū)的生態(tài)旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展。該工程充分了體現(xiàn)人與自然和諧相處,充分體現(xiàn)了生態(tài)文明和經(jīng)濟(jì)文明的融合。
(3)鄱陽湖與長江干流的水力關(guān)系密切,湖區(qū)生態(tài)環(huán)境長期演變規(guī)律復(fù)雜,包括五河支流水庫和三峽工程等大中型水利工程對鄱陽湖影響是一個長期累積和逐漸顯現(xiàn)的過程。此前關(guān)注的不夠,已經(jīng)開展的相關(guān)基礎(chǔ)研究工作還不多,尚不能就公眾和政府關(guān)注的問題給出明確的答復(fù),很多問題目前只能是定性地判斷??紤]到當(dāng)前鄱陽湖地區(qū)在國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)中的重要地位,建議加強(qiáng)相關(guān)的基礎(chǔ)研究,這不僅可以就大家關(guān)注的問題答疑解惑,而且能為環(huán)鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐,這其中包括:1)加強(qiáng)湖區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測和濕地演變規(guī)律研究;2)加強(qiáng)全球氣候變暖條件下的鄱陽湖極端水旱災(zāi)害特征及其對策研究;3)加強(qiáng)鄱陽湖口沖淤規(guī)律和江湖關(guān)系研究;4)加強(qiáng)長江干流和五河水利工程等人類活動對鄱陽湖區(qū)的疊加累積影響;5)加強(qiáng)湖口生態(tài)水利工程前期論證和方案比選等研究工作。
許繼軍 (長江科學(xué)院)