申幸志 姜恒
摘 要:洞庭湖是长江流域生态安全的重要屏障,对防洪、粮食安全、区域经济发展具有重要的作用。针对2022年洞庭湖主汛期出现历史最低水位的现象,从“四水”来水、四口分流变化分析其原因,探讨了低水位对水资源、水环境和水生态带来的不利影响,提出“引、蓄、调、拦”等综合治理对策建议,为加快复苏洞庭湖综合功能提供参考。
关键词:洞庭湖;
低水位;
来水;
综合治理
中图分类号:TV212 文献标志码:A
洞庭湖位于长江中游以南,接纳湖南湘资沅澧“四水”,长江水从松滋口、太平口、藕池口、调弦口(1958年已堵闭)“四口”分流入湖,湖水又经城陵矶进入长江,被称为“长江之肾”,在调蓄长江洪水、维持生态平衡、保护生物多样性等方面具有特殊重要作用[1]。保护与治理好洞庭湖,不仅关系到沿湖上千万群众安全和民生福祉,而且关系到长江中下游防洪安全、用水安全、生态安全,关系到长江经济带高质量发展和生态文明建设。
2022年7月25日,主汛期洞庭湖出口城陵矶站水位为26.39 m,低于历史同期最低水位0.3 m;
7月28日降至25.71 m,低于历年同期平均水位5.22 m,水位持续下降导致洞庭湖水面缩小,洲滩过早裸露,部分河段断流,沿线生活、生产用水紧缺,并对当地水生态、水环境带来严重的不利影响。
1 洞庭湖主汛期出现历史最低水位原因分析
(1)“四口”水系河道长期泥沙淤积。统计表明,1952—2003年“四口”水系出现累积性淤积为6.515亿m3,致使“四口”分流能力逐步降低,断流情况加重。
(2)新的江湖关系加剧“四口”分流减少。2003年三峡水库建成,清水下泄导致长江干流荆江河段冲刷强度进一步加大,河床降低,长江水位在中小流量来水时水位进一步下降,导致“四口”分流进一步减少[2]。
(3)上游来水偏少。2022年7月1日至27日,长江流域降水量81 mm,宜昌站来水量320亿m3,长江“四口”分流入湖水量47亿m3,湘资沅澧“四水”入湖水量149亿m3,分别较历年同期偏少34%、37%、62%、32%,洞庭湖来水量总计偏少42.7%,使得2022年洞庭湖主汛期出现历史最低水位。
2 四口分流变化趋势
“四口”分流既为长江在大洪水时安全通过荆江河段分泄部分洪水,又为洞庭湖提供部分水源。正常情况下,洞庭湖来水中,“四水”占60%、“四口”占30%、区间占10%。随着江湖关系变化,“四口”分泄长江洪水的比率和总量均在减少,直接导致“四口”水系断流加剧。
比较近20 a与上世纪50—70年代的水情,有如下发现。
2.1 “四口”水系断流时间延长
1956—1972年期间,虎渡河、藕池河东支、藕池河西支年均断流分别为24 d、38 d、222 d[2];
2003—2020年期间,虎渡河、藕池河东支、藕池河西支年均断流增加到140 d、180 d、270 d,以往不断流的松滋河东支年均断流也达到178 d,2006年藕池河西支断流时间达到336 d[3]。
2.2 “四口”水系断流时长江干流的流量加大
1956—1972年期间,“四口”出现断流时干流的流量较小,虎渡河、藕池河东支、藕池河西支断流时长江干流枝城站的流量平均值分别为0.37万、0.43万、1.4万m3/s[4];
近20 a内,虎渡河、藕池河东支、藕池河西支断流时枝城流量分别增加到0.78万、0.91万、1.61万m3/s,当枝城流量小于9 680 m3/s时,松滋河东支出现断流[3]。
2.3 “四口”水系分流量、分流比持续减少
1956—1966年“四口”分流量为1 332亿m3,占长江干流的29.4%;
2003—2020年“四口”分流量已减少到498亿m3,仅占长江干流的11.6%。其中枯水期(10月至次年3月)尤为严重,分流量由235亿m3减少到51亿m3,减少幅度达78%。研究发现,随着三峡及上游水库群的运用,清水下泄,长江干流河段沿程冲刷还将进一步加剧,“四口”年均分流量会进一步减少[4]。
3 洞庭湖來水量减少带来的问题
洞庭湖来水偏少,特别是“四口”水系断流,加剧了洞庭湖区缺水的高风险性和水生态环境的脆弱性。具体表现在以下几个方面。
3.1 季节性缺水问题
三峡水库清水下泄,荆江河床下切,“四口”分流门槛相对增高,每年11月到次年3月“四口”入湖水量由上世纪五六十年代的80亿m3减少为目前的16亿m3,加之三峡水库蓄水期洞庭湖出口水位平均下降约2 m,枯水期湖水留不住,区域内生产生活用水困难。“四口”水系目前已成季节性河流,枯水期断流已成常态,沿线20万hm2耕地、280万人用水紧张。2022年7月10日至10月底,藕池河西支一直处于断流状态,恰逢双季稻用水高峰期,灌溉用水需求无法保障。由于长时间断流,已建涵闸和泵站引水不足或无水可引,给位于藕池西支左岸的南县麻河口镇和武圣宫镇两个乡镇1.1万hm2耕地的农业灌溉造成影响,致使两镇农作物受影响面积达0.48万hm2。
3.2 水质性缺水问题
洞庭湖北部地区地表水总磷、氨氮超标,富营养化严重,地下水普遍铁、锰超标严重[5],虽然经处理后农村供水水质基本满足要求,但从长远看供水水源存在水质安全隐患,以“四口”水系为水源的洞庭湖北部地区陷入守着“水窝子”缺水的窘境。
3.3 水生态环境质量不容乐观
“四口”水系断流,河流萎缩严重,江湖联系生态通道功能退化。洞庭湖水位降低,水面大幅缩小,2022年城陵矶水位最高31.34 m(6月9日),相应水面面积2 532 km2,随着水位降低,11月12日城陵矶水位达到2022年最低值19.12 m,低于历史同期4.77 m,对应洞庭湖水面面积311 km2。湖泊河道化趋势明显,湿地生态系统结构完整性遭到破坏,水生动物生存空间缩小,生存环境恶化,生物资源严重衰退甚至“濒危”,水生态系统退化态势日趋严重。堤垸内河、内湖、沟渠综合引排水体系还未全面连通,枯水期堤垸闸站引水入垸困难,垸内补水受限,水网循环不畅,水环境承载能力降低[6]。
4 对策建议
洞庭湖综合治理必须坚决贯彻“共抓大保护,不搞大开发”和“生态优先,绿色发展”的要求,根据江湖关系演变趋势和水文节律变化,新、老水问题统筹考虑,立足生态的不可替代性,切实保障区域和长江流域的防洪安全、供水安全、生态安全。系统解决水安全问题,统筹好防洪与抗旱、引水与保水、工程措施与非工程措施;
系统解决水生态问题,坚持保护与修复并重,化存量与遏增量并进,节水与治污并举;
系统解决“一江一湖四水”治理问题,处理好江湖、河湖、湖地关系,突出上下游、左右岸、干支流的协同性。针对目前洞庭湖水位偏低,“四口”水系断流问题,建议采取“引、蓄、调、拦”等措施,尽快实施以下工程。
4.1 长江“四口”引流
开展“四口”水系综合整治工程,新建松滋口闸错峰防洪,疏浚“四口”水系主干河道引水,建設藕池西支、陈家岭河、鲇鱼须河等平原水库蓄水,配套建设引配水闸站和垸内河湖连通工程,增大枯水期长江入湖水量,恢复长江向洞庭湖的全年通流,实现防洪、水资源、水生态环境等综合效益。
4.2 洞庭湖湖盆增蓄
实施洞庭湖生态疏浚工程,统筹洞庭湖湖盆、“四口”水系、四水尾闾、内湖水系“四域”,因地制宜、分区施策,一体推进河道、洪道、鱼道、航道“四道”治理保护。具体为湖盆“增蓄”、“四口”引流、四水尾闾“扩卡”、内湖水系“活水”。通过清淤疏浚湖盆,扩大湖泊容积,提升洞庭湖湿地生态质量,填补枯期洞庭湖北部地区生态灌溉需水量缺口,使断流河道恢复长年通流,增大枯水期生态水域空间,降磷固碳,复苏洞庭湖生态环境。
4.3 长江上游水库群联合应急调度
开展三峡工程应急调度,视水情将三峡水库泄量在现状下泄流量的基础上增加下泄流量,使现状断流情况最严重的藕池河系恢复通流,增加洞庭湖枯水期入湖水量,缓解洞庭湖水位持续走低状况。
4.4 城陵矶建闸拦蓄
推进城陵矶综合枢纽建设,综合枢纽闸址位于洞庭湖出口七里山附近、岳阳洞庭湖一桥下游1.1 km处。科学调控城陵矶综合枢纽,初步推荐运行方式为:枢纽工程在4—8月份闸门全开敞泄,9月上旬相机下闸蓄水、最高蓄水位27.5 m,10月末控制蓄水位24 m,11月份保持湖区水位有0.5~1.0 m的消落,12—3月份控制蓄水位在23~22 m间波动[7]。通过城陵矶综合枢纽拦蓄枯期水量,抬升湖区枯期水位,缓解湖区水资源供需矛盾、改善供水条件,同时也使洞庭湖具备向长江中下游应急补水调度潜力。
5 结束语
洞庭湖不仅是湖南的洞庭湖,更是长江流域的、全国的洞庭湖。洞庭湖水位持续降低、“四口”断流时间延长、极端天气的出现等新情况新问题,给洞庭湖保护与治理带来新挑战。结合洞庭湖实际情况,应加快推进以长江“四口”引流、洞庭湖湖盆增蓄、长江上游水库群联合应急调度以及城陵矶综合枢纽建设等为主要措施的洞庭湖综合保护与治理,加快复苏洞庭湖综合功能。
参考文献:
[1] 刘惠良,刘红峰.洞庭湖湿地生物多样性保护的价值评估[J]. 中南林业科技大学学报,2021,41(10):140-147.
[2] 胡春宏,阮本清,张双虎,等. 长江与洞庭湖、鄱阳湖关系演变及其调控[M]. 北京:科学出版社,2017.
[3] 张冬冬,戴明龙,李妍清,等. 1956—2020年荆江三口径流变化特征及水库补水效果[J]. 湖泊科学,2022,34(3):945-957.
[4] 高耶,谢永宏,邹冬生. 三峡工程运行前后荆江三口水文情势的变化[J]. 长江流域资源与环境,2020,29(2):479-487.
[5] 湖南省人民政府关于印发《湖南省洞庭湖水环境综合治理规划实施方案(2018—2025年)》的通知[J].湖南省人民政府公报,2019,597(21):2-22.
[6] 姜恒,黄兵,钱湛. 洞庭湖水环境综合治理对策初探[J]. 环境科学导刊,2019,38(4):36-40.
[7] 胡春宏,阮本清,张双虎,等. 洞庭湖生态经济区建设专题研究总报告[R],北京:中国水利水电科学研究院,2015.
Abstract:As an essential ecological barrier for the safety of the Yangtze River Basin,Dongting Lake plays a crucial role in flood control,food security,and regional economic development. In 2022 during the main flood season,Dongting Lake experienced historically low water levels. To investigate the cause of this historical low water level,we analyze the changes in water supply by the four rivers and variations in the diversion of the four outlets. We discuss the adverse impact of low water level on water resources,water environment,and aquatic ecosystems in the area,and suggest comprehensive governance measures such as integrated water management approaches involving diversion,storage,regulation,and interception. Our research provides insight for accelerating the recovery of the overall functionality of Dongting Lake.
Key words:Dongting Lake;
lowest water level;
incoming flow;
adverse impact;
comprehensive control