水闸群对滨海平原生态环境及防洪排涝的影响机理研究

1.平原河网水闸群调度目前存在很多难点和困难

(1)滨海平原河网上水闸数量众多，水流运动复杂，区域水量平衡计算和水闸群精细化调度控制难度大。

滨海平原地区地势平坦，水系发达，河道纵横交错，形成了多层次和结构河网，受本流域来水汇流影响，还与上游水库、支流来水、下游外海潮位(或外江、湖水位)等有密切联系，其水资源调度和配置极其复杂，平原闸(泵)群的调度需综合考虑平原河网区域的来水与产水量、平原河网河流动力及潮边界问题，并需建立基于相应于滨海平原潮边界的产水量计算模型和水动力模型，便于河网水利工程的统一联合调度和运行。

(2)水闸群对生态环境与滨海平原防洪排涝影响机理的理论研究相对还不成熟。

平原河网区域由于便于经济要素的集聚和发展，区域水环境压力大，造成有关水域达不到水资源功能、水环境和水生态功能区的要求，水利工程运行和生态调度机制还不十分完善，必须加强通过水闸控运改善水质的作用和机理研究，确立水闸控运改善水生态原则和机制。

平原河网区域人口密集、经济发达，大量未经处理的工业废水和生活污水直接或间接排放到河网水体中，引起河流水温、p H值、含氧量等条件的变化，严重影响河网水质；农业、畜牧业非点源及城镇生活污水的排放，造成农村河网水质普遍恶化，富营养化严重，部分河道水草大量繁殖、堵塞河道，直接影响河网排涝、输水能力；目前大部分平原河网水质达不到水功能区、水环境功能区和水生态环境功能区的要求，因此必须在截污的基础上，加强通过水闸控运改善水质的作用和机理研究，提出河网水生态健康环境评价方法，采取对水生态环境有针对性的修复措施，加强河网水体自净能力，这需要对水闸群控运改善水生态环境的调度目标、原则和方案进行深入研究。

(3)现在平原区水闸群联合调度效应还没有得到充分显现，水利工程体系建成后，其联合运行管理机制还需在实践检验的基础上做进一步的改善和优化。

滨海平原地区通过圩区建设和河道整治，形成了多层次的各种结构河网和防洪排涝圩区，平原水闸群的调度需综合考虑平原河网水力计算边界条件，建立水动力模型，采用数值方法对区域范围内的洪水过程进行模拟，使之能在兼顾优化防洪、水资源保障的基础上改善当地水生态环境。现在平原区水闸群联合调度效应还没有得到充分显现，在大量水利工程建成后，其联合运行有待通过实践检验做进一步的改善和优化。例如，水闸工程调度需能让水“活”起来，利用水资源环境承载能力和自身的水资源能力更好地支撑经济社会发展规模，并维持良好的生态系统的能力，这种能力应是水利工程管理运用的一种基础能力和规范，必须加快研究其机理有关关键控制参数技术，使水闸工程联合调度成为一种投资少、见效快的改善河网水环境的途径。

2.滨海平原河网地区水生态系统健康是保障经济社会可持续发展的基础

浙江省水闸众多，是滨海平原河网上通过调度调节和配置水资源的主要工具，在防洪、排涝、水资源配置及水生态环境保护中起着关键的配置作用。全省有1.2万多座水闸[2](表1.1)，数量是浙江全省水库的2倍多，其中，大型水闸18座，中型水闸338座，主要分布在沿海平原上；图1.1所示是浙江省各地市水闸分布数量和比例情况，从地区分布来分析，嘉兴市有水闸2563座，约占全省水闸的30%；同时，浙江省95%以上水闸，以水闸群形式联合控制，多分布在沿海各平原区域，对平原区域洪涝台旱灾害的防治、水资源配置、水环境质量、水生态、水景观改善，发挥着不可替代的重要作用。(www.xing528.com)

表1.1　浙江省水闸工程汇总表*(过闸流量5m3/s以上)

* 另有规模以下(过闸流量1～5m3/s)水闸4187座。

图1.1　浙江省各地市水闸分布数量情况比例图(单位：座)

保障平原区域水生态系统健康是经济社会可持续发展的需要。2001年中国工程院钱正英院士在《中国可持续发展水资源战略》报告中提出“以水资源的可持续利用保障经济社会的可持续发展”是对我国水资源战略的高度概括，成为指导我国水资源工作的一个重要纲领。2011年中央一号文件《中共中央 国务院关于加快水利改革发展的决定》，指出了“水是生命之源、生产之要、生态之基”，进一步明确了水利建设的公益性、基础性、战略性，是我国今后水资源管理体制改革的方针。党的十八大提出了推进中国特色社会主义事业做出“五位一体”的总体布局，把生态文明建设提升到一个新的高度，并提出“美丽中国”概念。浙江省滨海平原面积占浙江省国土面积的15%，人口占50%，GDP占70%。由于洪涝、河网生境变化、水质性缺水等一系列水资源和水生态环境问题，对滨海平原区域防洪安全、供水安全和生态安全造成严重影响，是浙江可持续发展的重要制约因素之一，加强和规范河网水闸群的控制运行，使之能在兼顾优化防洪、水资源保障的基础上，一定程度地改善当地水生态环境，是对建设“美丽的江南水乡”和“美丽浙江”的一个重要贡献，具有重要的社会效益。

3.平原河网上水闸群开展水利工程生态调度的紧迫性

浙江省正在开展“五水共治”活动，抓治水就是抓改革、抓发展，意义十分重大，任务迫在眉睫。目前进行平原河网水生态环境改善的措施[3-9]主要有：①外源营养控制；②内源营养的去除与控制；③生物修复；④加强河湖沟通。在有条件的地区，水利工程调度能让水“活”起来，利用水资源环境承载能力和自身的水资源能够支撑经济社会发展规模，并维持良好的生态系统的能力，这应是水利工程管理运用的一种基础能力和规范，必须加快研究其机理和有关关键控制参数，使水闸生态调度成为一种投资少、见效快的改善河网水环境的途径。

浙江省的几大平原的面积仅占浙江省国土面积的15%，但人口却占50%，搞好滨海平原的“五水共治”具有其特殊的意义。“五水共治”是浙江省政府近期推出的大政方针，是推进浙江新一轮改革发展的关键之策。抓“五水共治”倒逼经济转型，是由客观发展规律、特定发展阶段、科学发展目的决定的。因此，通过开展基于生态环境的水闸群防洪减灾、活水改善水质的联合优化调度是水利部门一项具有重要性和紧迫性工作。水闸生态调度关键技术将可能在杭嘉湖、萧绍平原、温黄平原和温瑞平原等滨海平原的水闸群中开展，也可在浙东引水工程、湖州城区防洪工程、平湖城区防洪工程、温州的温瑞塘河工程等水闸群联合控制运行的工程中开展，在全国滨海平原河网区域都具有良好的应用前景。