城市洪水生态学管理研究与应用

2.5.3.1　保障河流生态需水原则

在洪水资源化的实施过程中，始终要把防洪安全放在第一位，要按照统一规划、分步实施的原则，注重生态环境的可持续发展，以效益最大、风险最小为目标，工程措施与非工程措施并举，技术手段与行政、经济手段并重，确保洪水变成资源，发挥其在社会经济发展中应有的作用。

根据河流生态需水内涵，河流生态需水，不是一个定值，而是一个过程，包括河流水流情势的主要特征，包括流量的年内和年际变化，极值流量发生时间、频率，洪、旱灾历时以及断流天数，流量的变化率和变化幅度等，它是河流生态系统得以维持的重要外界条件。根据年内不同水文情势可以划分为不同的特征流量，通常划分为枯季流量 （low flow）、高流量（high flow）和洪水流量 （flood flow）。随着对河流生态需水问题认识的不断深入，水利工程设计时考虑最小下泄流量等生态要求因素已成为对工程建设的基本要求，这也为闸坝水量调度维护河道生态增加了可能。在部分河段水质不能满足要求时，通过调水增加该河段水量，提高对污染物的稀释自净能力，可以有效改善河流水质。

2.5.3.2　保障河道水环境功能区达标原则

河流纳污能力是许可入河排污口设置和控制污染物入河总量的主要依据。而河流纳污能力在不同水量条件下是不一样的，一般来说表现为与河流水量的正相关关系，即水量大时，纳污能力强。所以如何利用河流纳污能力作为限制条件，来实现污染物排放总量的合理有效控制，成为管理部门的一个难题。如果按通常采用的高标准设计流量对入河污染物进行控制，在达到控制水质目标情况下，年内和年际大水期间将有不少纳污能力得不到利用。如果能将入河污染物的控制与河流水量变化进行适当的结合，将可以达到合理、高效、持续利用水资源的目的。在水量非人为调度的情况下，这种结合是困难的。在水量可人为调度的情况下，各功能区纳污能力可预知程度增加，实现这种结合的可能性将大大提高，将为流域污染物入河总量的合理控制提供重要条件。通过闸坝生态调度，有利于不同河段污染物入河总量的控制。

汛期防洪调度是有防洪任务的闸坝在汛期的运行调度方式，其主要目的就是要拦蓄洪水，减小下游的洪灾损失，改善水资源的时间分配不均匀，满足枯季用水的需要。为保证灌溉等方面的用水，大多数闸坝在整个枯水期基本封闭，排入河道的工业废水和社会污水在闸坝前大量聚集，当汛期首次开闸泄洪时，高浓度污水集中下泄，极易造成突发性污染事故。因此，根据闸坝控制断面在汛前涨水期的洪水发生特征，在洪水到来前，通过调度提前下泄污染水量，避免污染水量的聚集，并通过稀释和降解作用减轻汛期泄洪造成的水污染。为防止干流、支流的污水叠加，采取干支流污水错峰调度，以缓解对下游河道的污染影响。

2.5.3.3　保障下游河道湿地生态恢复原则

湿地能够调蓄洪水、调节气候、净化污水、提供丰富的自然生态资源和优美的景观。而匮乏的水资源，频繁的洪涝灾害以及恶劣的气候都警示着人类恢复和重建湿地是当前刻不容缓的任务。湿地恢复，是指通过一系列工程的或非工程的措施对退化或消失的湿地进行修复，再现干扰前的结构和功能，以及相关的物理、化学和生物学特性，使其发挥应有的作用。(www.xing528.com)

从洪水资源化的角度出发，主动利用蓄滞洪区分蓄洪水，合理调配洪水在陆地蓄滞洪区的滞留时间，使洪水资源得到合理的开发、利用和转化，应该是恢复和重建湿地的主要手段。根据来水的特点，通过合理的调度，可以在发生中小洪水时提前运用蓄滞洪区分洪，一方面可以使上游水库预留一部分库容迎接大洪水，减轻防洪压力；另一方面可以利用蓄滞洪区承接这部分预泄的洪水来恢复湿地、形成景观或回补地下水，从而挖掘洪水资源化利用潜力。

蓄滞洪区包括行洪区、分洪区、蓄洪区和滞洪区。行洪区是指天然河道及其两侧或河岸大堤之间，在发生大洪水时用以宣泄洪水的区域；分洪区是利用平原区湖泊、洼地、淀泊修筑围堤，或利用原有圩垸低洼分泄河段超额洪水的区域；蓄洪区是分洪区发挥调洪性能的一种，它是指用于暂时蓄存河段分泄的超额洪水，待防洪许可时，再向区外排泄的区域；滞洪区也是分洪区其调洪性能的一种，这种区域具有“上吞下吐”的能力，其容量只能对河段分泄的洪水起到削减洪峰，或短期阻滞洪水作用。如何对蓄滞洪区合理进行分区管理，如果一般中小洪水也引洪蓄水，部分修复与洪水相适应的生态环境，则将有利于维持蓄滞洪区的分滞洪功能，减轻分洪损失与国家补偿负担，并形成蓄滞洪区自身适宜的发展模式。

2.5.3.4　适度承担洪水利用风险原则

洪水资源化从地域上涉及从上游山区到下游入海口的广大范围，从工程上涉及山区水保及水利工程、水库枢纽工程、沿河梯级闸坝工程和蓄滞洪区工程，在考虑生态效益最大化的同时，还必须兼顾洪水资源化利用的风险最小原则。洪水资源化利用的风险因素及其产生的影响有很多，往往随着效益的增大，其利用风险也逐渐增大。一味地追求效益最大化是不现实的，当效益增大到一定程度的时候，其带来的风险损失或许已经远远超出了效益值。同样单纯地追求风险最小也是不可取的，风险最小的项目往往不会产生效益。因此在增长效益，减小风险的时候，要运用科学的方法，找出效益和风险之间的最佳结合点，在能承受的风险范围内追求效益最大化，在保证一定效益的前提下最大限度地减少其风险。

对于大洪水而言，由于其具有不可控性，因此要合理控制风险，把握好利用时机，才能在防洪安全和生态环境保护之间找到平衡点。通常在大洪水洪峰来临之前，由于其防洪任务非常重要，其他调度都要服从于防洪调度，该时段防洪调度目标优于生态调度目标。因此，不建议在洪峰来临前考虑生态调度。但当大洪水进入退水阶段，由于洪峰已经过去，水位在蓄泄平衡点达到最高后也将开始下降，在水位开始下降后，由于无论对于下游还是闸坝自身，其防洪风险已经开始处于可控的状态，因此在该阶段可以考虑利用闸坝的下泄流量进行输沙调度。同时，通过合理的提前蓄水措施，可以缓减讯后大量蓄水使下游径流突然减少而对河流生态节律产生的干扰。

对于中小洪水而言，由于防洪风险基本上处于可控状态，因此具备为下游河道提供洪水资源，改善其生态环境的条件。因此，在中小洪水期间，在确保防洪安全的前提下，从控制下泄流量的角度，对灾害洪水过程加以调蓄，尽量延缓流量下泄过程，达到利用洪水冲污、控制水体富营养化的过程要求。可以将下游河道的生态环境用水需求作为中小洪水期间的一个供水目标，尽量满足其用水需求。