石佛寺水库综合利用规划与生态水库建设初探

梁文章 韩永升 孙强 李颖卓，2

1，辽宁省石佛寺水库工程建设管理局 110129；

2，沈阳农业大学水利学院 110161

石佛寺水库综合利用规划与生态水库建设初探

梁文章1韩永升1孙强1李颖卓1，2

1，辽宁省石佛寺水库工程建设管理局 110129；

2，沈阳农业大学水利学院 110161

目前我国水库库容设计和水库调度是以防洪与兴利为主，对库区生态系统的考虑较少，生态水库建设没有形成理论体系更缺乏实践经验。《石佛寺水库蓄水试验应急防护工程实施方案》经过5次方案论证，实施中充分考虑水利工程学与景观学、生物科学、美学等相关学科的结合。本文就石佛寺水库生物工程的实施对如何实现生态水库提出了一些初步设想，对水库生态建设及旅游开发进行长远规划，并建立了适合本水库的防洪兴利生态运用管理方式。

石佛寺水库；生态调度；综合规划

1、水库概况

辽河石佛寺水库是辽河干流唯一的一座控制性工程，属河道型平原水库。水库主副坝全长42.6km，泄洪闸16孔，总宽248.5m。工程范围跨越两市三县（区），于2005年底完成全部工程并已提前发挥防洪作用。

坝址位于沈阳市沈北新区黄家乡和法库县依牛堡乡，距沈阳市区约47km。坝址以上流域面积164786km2，其中省内流域面积16161km2。库区淹没范围为50. 41km2,回水长度21.17km。淹没区涉及沈北新区黄家乡、法库县依牛堡乡和铁岭县新台子镇、阿吉镇、凡河镇共三个县区、5个乡镇、24个自然屯。

2、合理利用自然条件建设生态水库

2.1 气候条件的利用

石佛寺水库所在的沈阳市沈北新区地处中纬度，属温带大陆性气候。春季日射增强，冷空气势力减弱，气温回升快，风大干旱；夏季盛行东南季风，炎热潮湿，雨量集中，多连阴雨、暴雨天气；秋季西北季风开始增强，日射减弱，气温迅速下降；冬季盛行西北风，北方干冷空气频繁入侵，气候严寒。平原风大，降雨集中，年降雨量700mm左右，主要集中在6～9月份，约占全年降雨量的70%以上，年蒸发量1700mm左右，坝址附近年平均气温7.4℃左右，年最大风速为24～28m/ s.

2.2 土壤条件的利用

本次蓄水生物工程的石佛寺水库库区位于下辽河断陷平原辽河冲洪积扇的中部。在地貌成因类型上，该区域属于堆积地形。地下水埋深在漫滩处一般为0.5～3.7m，在阶地处大于4m。地下水位年变幅为0.4～3. 0m,水力坡度多数为0.4～0.6‰，河滩地平坦、面积大，非常适宜建设人工湿地。

3、工程成效

实施植物工程对改善河流及库区水质、保障堤岸稳定、防止库区沙化、改善库区环境景观，促进河流健康发展具有重要意义。依据《辽宁省重点河流河道生态工程建设规划草案》确定的指导思想和目标，将改善生态环境、促进人与自然和谐作为重要任务。通过实施库区湿地的水生植物种植、主副坝防护戗台、人工岛屿、明沈公路两侧乔、灌、草种植及原有林木保护建设等项目，实现水库生态良性循环。蓄水位46. 2m方案，水面面积达到16.13km2，占水库总淹没面积的32%。

2009 年5 月18 日，辽河石佛寺水库蓄水试验应急防护工程生物工程基本完工，主要完成栽植杨树3.2万株，柳树2.8万株，杞柳8.2万株，水腊5.06万株，共栽植树木19.3万株；完成栽植芦苇142公顷，蒲草29. 5公顷，共栽植水生植物171.5公顷；种植苜蓿草58.6公顷。

4、水库生态调度

4.1 石佛寺水库防洪兴利生态调度

水库生态调度主要包含: a生态需水调度；b人造洪峰调度；c泥沙调度；d水生生物习性调度。包括水体气体饱和度、温度、动能、营养成分等。石佛寺水库为确保生物工程的成果低水位蓄水试运用，水深浅、水面大，在保证库水位方面难度很大，平时水库敞泄对下游水生生态系统影响较小，石佛寺水库生态调度初期考虑的重点是库区生态用水、改善水质、形成区域小气候，充分利用水动力学原理，改变污染物在水库中的输移和扩散规律以及营养物浓度场的分布，从而影响生物群落的演替和生物自净作用的变化。通过对库水位或水滞留时间的调节，对藻类种类组成和现存量进行调控，其机理是破坏大型藻类的生存条件，并且对营养和藻类的现存量起到稀释的作用，是改善水库水质的有效途径。

图1是石佛寺水库生物工程实施后为保证库水位46.2m，必须经常开启闸门进行微调，这给水库调度带来了很多困难并增加了调度费用。

在现状泄洪闸16孔中利用3孔，增设开敞式溢流堰。蓄水调度运用方式：以自由溢流为主，闸门配合控制为辅的方式。改变现状全部利用泄洪闸门控制的方式。

为了科学的总结蓄水后生态建设带来的效益，石佛寺水库投入资金进行库区内外、地表与地下水监测和库外浸没监测及地形测量，并编制了石佛寺水库防洪兴利生态调度运用方案。

工程的运用方式，汛期空库迎洪，非汛期蓄水。即：汛期蓄水进行实时调度，空库迎洪，满足水库的防洪要求；汛后落闸蓄水。

a.9月10日～11月14日可蓄水至46.2m水位；

b.11月15日～3月14日可蓄水至45.0m水位，槽蓄；

c.3月15日～6月30日可蓄水至46.2m水位；

d.7月1日～9月9日在汛期分两种情况进行运用。

正常期：可蓄水至46.2m水位；

洪水期：通过水情测报，发生洪水时水库进行预泄实时调度，满足滞洪水库的防洪要求。

4.2 石佛寺水库生态调度需要进一步解决的技术问题

石佛寺水库防洪兴利生态调度是2009年5月生物工程实施后提出的，需要进一步解决的技术问题主要有：分析研究库区范围内不同保护对象所依存的生态环境因子与水库调度之间的关系,确定水库生态调度的保护目标、最佳调水时间和调水量。水库生态调度参数的定量描述、生态调水价值定量评价方法及辽河流域水库湖泊群的联合调度等技术问题进行研究，不断优化石佛寺水库生态调度方案。

5、长远规划

规划水平年确定为2010年。

一期规划：计划在2008～2009年完成库区生态治理任务。按石佛寺蓄水试验应急防护工程实施方案进行。

二期规划：计划在2010～2011年在一期的生态治理基础上结合库区内旅游业发展的需求完成各功能的园林景观绿化。

三期规划：计划在2012～2015年完成与旅游业发展的各项功能场所的植物绿化措施。

5.1 水库生态治理

5.1.1 一期规划

按照统一规划布局，选择具有代表性的区域、断面进行典型设计。库区绿化总体分为两个功能区：明沈公路以下至水库泄洪闸为湿地生态区；明沈公路以上至原西小河河道（征地边线）为林草绿化区。按绿化设计方案分为：芦苇种植区、主河槽绿化区、水道绿化区、防护戗台区、人工岛屿与明沈公路两侧绿化区、牧草种植区、原有林木保护区。

5.1.2 二期规划

在实施一期规划的植物设计方案基础上，结合旅游业发展进一步规划各功能区的绿化设计，二期绿化设计着重体现园林景观绿化与旅游业开发相融合的绿化设计，突出景观自然性、生态多样性、区域综合性、生态治理科学性、植物景观持续性和易操作性的规划方案。本期规划充分完善防护戗台区、牧草种植区、明沈公路两侧绿化区及人工岛屿区。

图1 石佛寺坝上水位过程线

5.1.3 三期规划

在一、二期生态治理规划基础上，充分完善绿化设计不足之处和旅游业开发运行过程中造成的损坏及各功能场所的绿化设计。

5.2 库区旅游开发

充分发挥旅游业在未来将作为石佛寺水库经济发展的主导产业战略思想。发挥资源优势，利用优惠政策，以沈北新区旅游业的发展为契机和导向，按照沈阳市将怪坡、石佛寺、七星山规划为一条旅游观光带的方案，开发以生态度假、水岸观光、民俗风情、商务会议、餐饮娱乐、休闲中心等为主题的富有地方特色、参与性强、多样性的旅游产品。努力把石佛寺水库建设成为沈阳市近郊区生态宜人、水美、景美的氧吧。

5.2.1 一期规划

按照旅游开发的指导思想及规划目标，充分利用石佛寺水库以生态建设及园林景观为主的防护戗台区、牧草种植区、明沈公路两侧绿化区及人工岛屿区。结合各区域景观及区位特点规划生态度假村、水岸(道)观光、民俗风情、高尔夫球场、垂钓等旅游项目。

5.2.2 二期规划

依托于一期规划的基础上，利用石佛寺水库周边区域发展商务会议、餐饮娱乐、休闲中心等综合性旅游开发项目。

6、结语

石佛寺水库生态工程实施后已在水流入库、库区内部和出库等位置布设水质监测点，对库区地表水、地下水水质进行监测与分析评价，编制各月、年度水质变化报告，为水库改善水质提供科学的监测数据；采用水库调度与生物工程措施相结合，确定最优的水流流经库区时间，以达到改善水质最优化，最大限度的发挥生物工程净化水质的功能。

目前,对于湿地的生态系统服务价值评价,主要集中在自然湿地方面,对于人工湿地的生态系统服务价值评价很少。石佛寺水库生态工程实施后对水库湿地的生态系统服务功能组成及其价值特点将进行进一步的系统评价。

在生态水库的研究方法上有待进一步更新。对生态水库的研究是一个较为复杂的系统工程,其研究方法也应综合多学科的研究方法。将各种基础数据数学模型、评价因子及相关计算方法集成到GIS中,利用“3S”技术对水库生态系统、水库群的生态调度进行大尺度的研究,并以GIS为基础,建立生态水库的监测、评价、管理、控制系统,使生态水库的研究更加深入。

[1] 辽宁省水利水电勘测设计研究院.石佛寺水库蓄水试验应急防护工程实施方案[R].

[2] 辽宁省水利水电勘测设计研究院.石佛寺水库蓄水泄洪闸孔口改造方案设计[R]. 2009.09

[3] 辽宁省水利水电勘测设计研究院.石佛寺水库资源综合开发利用规划提纲[R].