水库生态调度研究综述.doc

水库生态调度研究综述 范嘉炜 （天津大学 建筑工程学院，天津市，邮编5HS2） 摘要■水库在为人类带來经济与社会效益的同时?也对河流生态系统产生了一定的胁迫。针对传统水库 调度对生态环境重视不够的问题?提出开展水库生态调度是减少筑坝带来的不利影响■维护河流健康. 促进人水和谐.维持水资源的可持续发展的有效措施。在系统地分析了国内外大戢水库生态调度实践 的基础上.对水库生态调度的内涵及其硏究状况进行了较全面的叙述和总结■并结合国内外生态调度 的理论与实践.分析研究了水库水量、泥沙、水质的生态调度方式?为进一步开展水库生态调度研究提 供参考。 关键词■水库调度■生态调度询I：究方法 中图分类号dMl D 文献标识码 I研究背景 水利工稈是确保人民生命财产安全，促进社会经济可持续发展的重要保障。但我们在亭 受着水利T稈带来的经济与社会效益的同时，河流生态系统却承受着前所未有的压力。到目 前为止，我国共修建备种规模的水库已超过9万座。这些水库的调度方式主要是防洪调度和 兴利调度（如以防洪、发电、供水、航运等为主要目标），在发挥水库社会经济功能方面起 着巨大的作用。但是，传统的调度方式注重发挥水库的社会经济功能，却忽视了水库下游及库 区的生态系统需求,导致一系列严重的生态环境问题。同时，如果反对建设水库大坝，一味强调 生态环境重要性，主张拆除现有大坝的观点则与社会经济发展的现实需求不符。因此通过改 变现有水库调度方式，补偿水库对河流生态系统的不利影响，保护流域生态系统健康,实现水 库社会经济效益与生态效益的最大化，受到各国重视。 从国内外学术界的定义看来，所谓“生态调度”是指兼顾生态的水库综合调度方式。 Griphin111在文献屮提到生态调度是水库既要满足人类对水资源需求乂要尽量满足生态系统 的需水要求。汪恕诚⑺认为生态调度是水库在发挥各种经济效益、社会效益的同时发挥最优 的生态效益，它是针对宋观的水资源配置和调度屮的生态问题而言的。董哲仁孙东亚⑶更是 提出了 “水库多目标生态调度”即水库在实现防洪、发电、供水、灌溉、航运等社会经济多 种目标的前提下，兼顾河流生态系统需求的调度方式。然而，水库的生态效益往往与其社会经 济效益相制约。因此,生态调度是一定时期生态环境利益与社会经济利益相互优化平衡的产 物。在当前形势下，我们应该统筹防洪、兴利与生态,在实现社会发展和防洪安全的同时，减小 水库的负血影响，逐步修复生态系统;在保障河流生态健朋的条件下,合理开发利用，促进人水 和谐，实现资源环境的可持续发展。预计在不久的将来，水库生态调度将是以防洪作为约束, 以河流健康作为目标，通过协调各兴利因了达到目标的一个均衡优化调度问题。 2研究现状 20批纪30年代，美国陆军T程兵团在哥伦比亚河及斯内克河下游修建了 8座梯级水电 站，通过各种工程措施维持鱼类池I游通道。20世纪40年代，美国开始强调河川径流作为生态 因了的重要性⑷。到20世纪70年代国外学者开展了关于水库对生态与环境不利影响的全面、 系统研究。1971年schlueter⑸首先提出水利工稈在满足人类对河流利用要求的同时要维护或 创造河溪的生态多样性。1982年Junk第一次提出了生态洪水脉冲的概念⑹。随后,Petts⑺硏 究了生态需水量以及水生物生长、緊殖与河流流量关系。DA Hughe凶建立了满足生态需水 的水库调度模型等。国外对水库生态调度实证性研究可以划分为2个方面［9］：一是对调度方 式优化以及配套技术设施的研究，如田纳西河流域水库的生态调度方式;二是评估实施这些技 术方法对生态与环境的影响，从而在保证改善效果的同时不至于对生态系统产生明显扰动。 如澳大利亚“水依赖的生态系统”的评价方案等。 我国水利工作者在发挥水库的生态功能，减轻水库对生态环境的不利影响方面也进行了 一定的探索。在20世纪80年代国内学者就开始研究各种鱼类的最适生长温度，并关注水库 水温分层现象对生态的影响。近年来，余文公、夏自强［⑼提出水库为了保持河流适宜流最要 建立生态库容，并计算了新疆大西海了水库的生态库容;钮新强山1对三峡工程生态调度进行 了探讨；陈端氏I对基于遗传算法的水库生态调度进行了探讨；顾然M基于RVA框架对水库 生态调度进行了研究；康玲［⑷从河流生态需水量、生态洪水角度论述了水库生态调度；王 煜对优化屮华伺产卵生境的水库生态调度进行了研究。国内学者还针对特定的水库建立了生 态调度模型。这些调度模型一般采取2种形式，一种是将生态目标作为水库多目标问题其中 的一个目标考虑;另一种是将生态因索作为模型约束条件来考虑，此约束一般是水库下游河流 的生态需水。 3国内外牛态调度分析 到目前为」匕北美I、欧洲⑺、澳洲、非洲⑴以及国内开展了许多生态调度实践研究。 如美国大古力水坝 和哥伦比亚流域水库以充分满