1 湖控工程建設(shè)必要性
生態(tài)是江西省最大的優(yōu)勢(shì),而鄱陽(yáng)湖“是江西的代名詞,是江西省的名片”,但鄱陽(yáng)湖區(qū)優(yōu)越的生態(tài)資源長(zhǎng)期未得到充分利用。在近年來(lái)發(fā)展過(guò)程中,人們也已經(jīng)開(kāi)始意識(shí)到,維系良好的湖區(qū)水生態(tài)環(huán)境,是環(huán)鄱陽(yáng)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(yáng)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(huì)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(yáng)湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)戰(zhàn)略部署,其中鄱陽(yáng)湖控制工程是一個(gè)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(yáng)湖防汛抗旱統(tǒng)籌的需要。雖然近些來(lái)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(shì)十分嚴(yán)峻。鄱陽(yáng)湖水位年變幅大,是沿湖居民長(zhǎng)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(zhǎng)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(lái)受氣候變化影響,鄱陽(yáng)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(wú)水可用。如果在湖口設(shè)置湖控工程,就可以控制鄱陽(yáng)湖與長(zhǎng)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(yáng)湖生態(tài)環(huán)境保護(hù)的需要。鄱陽(yáng)湖生態(tài)系統(tǒng)呈逐年退化趨勢(shì),尤其是近年來(lái)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(yíng)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(cè)分析,上世紀(jì)90年代,鄱陽(yáng)湖以I、II類水質(zhì)為主,但如今鄱陽(yáng)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(yú)類資源趨向衰退。鄱陽(yáng)湖濕地較常見(jiàn)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(wèn)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(niǎo)覓食條件惡化,導(dǎo)致候鳥(niǎo)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(niǎo)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(lái)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(kù)容,下泄流量加大將產(chǎn)生一個(gè)明顯的增泄流量過(guò)程,而此時(shí)正好是鄱陽(yáng)湖五河的主汛期,當(dāng)增泄流量達(dá)到6000m3/s極端條件時(shí),湖口水位將因此最大可能抬升約1.0m,如遇鄱陽(yáng)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(kù)汛后蓄水,下泄流量減少將產(chǎn)生一個(gè)明顯的減泄流量過(guò)程,而此時(shí)正好是鄱陽(yáng)湖退水之際,當(dāng)減泄流量達(dá)到8000m3/s極端條件時(shí),湖口水位將因此最大可能下降約1.5m,這將加速鄱陽(yáng)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(duì)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(kù)減泄或增泄誘發(fā)的湖區(qū)水位異常變化帶來(lái)的不利影響。
2 湖控工程建設(shè)原則
與五河支流興建水庫(kù)等措施相比,在湖口設(shè)置控水工程還不為公眾所接受,爭(zhēng)議也比較多,主要擔(dān)憂有兩個(gè):一是工程有可能干擾鄱陽(yáng)湖與長(zhǎng)江干流之間的自然水力聯(lián)系,影響防汛;二是可能會(huì)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(yú)類洄游。因此在湖口設(shè)置控制工程應(yīng)謹(jǐn)慎對(duì)待,且必須遵循以下原則:
(1)不能對(duì)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(niǎo)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(dòng)性;
(4)能允許魚(yú)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(kāi)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(guó)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(shì),筑分水魚(yú)嘴、沙石堰、開(kāi)鑿引水渠,巧妙處理分水、分沙和防洪、灌溉等問(wèn)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(dòng)的浮動(dòng)弧門,平時(shí)??吭诎渡希挥绊懞恿骱秃_\(yùn),只有當(dāng)風(fēng)暴潮到來(lái)之時(shí),才啟用滑動(dòng)到河道上,抵御因風(fēng)暴形成的高位潮水。再例如英國(guó)倫敦泰晤士河上的防潮屏障,采用U型閘,平時(shí)潛伏河底,不影響河流也無(wú)礙航運(yùn),也只有在海潮到來(lái)時(shí),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(guò)巧妙構(gòu)思和設(shè)計(jì),發(fā)揮作用的同時(shí)又避免對(duì)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(yáng)湖口處建閘對(duì)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(duì)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(duì)防洪有利有弊,對(duì)長(zhǎng)江干流和鄱陽(yáng)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(kāi)敞式U型閘蓄水,并強(qiáng)調(diào)建閘后對(duì)該地區(qū)水資源開(kāi)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(yáng)湖生態(tài)環(huán)境保護(hù)的需要,本研究提出了一個(gè)“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(shí)促進(jìn)旅游發(fā)展、兼顧交通。該方案沒(méi)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(méi)范圍大,對(duì)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(guò)長(zhǎng)時(shí)間提高湖區(qū)水位來(lái)淹死釘螺而消滅血吸蟲(chóng),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(huì)被淹死或發(fā)育差,而且一些淺水生活的底棲水生動(dòng)物也將減少,這對(duì)候鳥(niǎo)覓食將會(huì)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(duì)生態(tài)環(huán)境或經(jīng)濟(jì)發(fā)展不利的極端情況。同時(shí)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(lái)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(lái),所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)和文化價(jià)值,將遠(yuǎn)大于發(fā)電所帶來(lái)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(yáng)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(dòng)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(kāi)半啟,在安全行洪的原則下,適當(dāng)調(diào)控長(zhǎng)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(dòng)魚(yú)嘴和多級(jí)平底斜面橡膠堰組成,一則通過(guò)活動(dòng)魚(yú)嘴,調(diào)節(jié)下泄寬度、控制下泄流量;二則通過(guò)多級(jí)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(yú)類洄游。
由一個(gè)白鰭豚式的魚(yú)形島將內(nèi)外江分開(kāi),該魚(yú)形島可以利用主體工程施工開(kāi)挖和河道疏浚棄料來(lái)填筑,高程在12-23m之間,從魚(yú)尾向魚(yú)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(cuò)落有致的臺(tái)階式親水平臺(tái)。在低水位時(shí)魚(yú)身全部顯現(xiàn),高水位時(shí)僅魚(yú)頭出露。在此魚(yú)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(lái)布設(shè)各種各樣的旅游、娛樂(lè)和餐飲(如沖浪、滑水和特色魚(yú)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(lái)帶動(dòng)整個(gè)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(yáng)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(yáng)湖“一湖清水”和保障該地區(qū)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展,而且能夠減免三峽工程建成運(yùn)行后帶來(lái)的不利影響。
(2)考慮到鄱陽(yáng)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(chóng))而長(zhǎng)時(shí)間保持高水位運(yùn)行,那樣對(duì)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(duì)鄱陽(yáng)湖自然水文過(guò)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(duì)生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不利環(huán)境,同時(shí)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(lái),從而帶動(dòng)整個(gè)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(yáng)湖與長(zhǎng)江干流的水力關(guān)系密切,湖區(qū)生態(tài)環(huán)境長(zhǎng)期演變規(guī)律復(fù)雜,包括五河支流水庫(kù)和三峽工程等大中型水利工程對(duì)鄱陽(yáng)湖影響是一個(gè)長(zhǎng)期累積和逐漸顯現(xiàn)的過(guò)程。此前關(guān)注的不夠,已經(jīng)開(kāi)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(wèn)題給出明確的答復(fù),很多問(wèn)題目前只能是定性地判斷??紤]到當(dāng)前鄱陽(yáng)湖地區(qū)在國(guó)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(wèn)題答疑解惑,而且能為環(huán)鄱陽(yáng)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(cè)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(yáng)湖極端水旱災(zāi)害特征及其對(duì)策研究;3)加強(qiáng)鄱陽(yáng)湖口沖淤規(guī)律和江湖關(guān)系研究;4)加強(qiáng)長(zhǎng)江干流和五河水利工程等人類活動(dòng)對(duì)鄱陽(yáng)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(zhǎng)江科學(xué)院)