利用南水北调工程为南四湖、东平湖生态补水的几点探讨

罗辉王昊张林

利用南水北调工程为南四湖、东平湖生态补水的几点探讨

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一、前言

南水北调工程是缓解我国北方地区水资源供需矛盾、支撑沿线区域经济和社会可持续发展的一项跨流域、基础性重大战略工程，除调水功能以外，还具备防洪排涝、航运和沿线自然生态系统保障等作用。2013年11月15日，南水北调东线一期工程试通水成功，标志着与胶东调水工程一起构建的山东“T”字型调水大格局形成。通过骨干水网与南水北调配套工程和地方区域水网的“互联互通”，实现了长江水、黄河水和本地水源的联合调度与优化配置，也为实现调水与防洪排涝、航运、改善生态环境等多元化功能提供了可能条件。

近年来，受自然环境及气候变化等因素影响，以及社会经济发展对水资源需求的急速增长，山东境内南四湖、东平湖两大湖泊先后出现湖水位急剧降低，并面临干涸、出现生态缺水危机。2002年，南四湖出现生态灾害，经国家防总批准，利用江苏江水北调工程和山东省临时泵站，从长江应急向南四湖生态调水，应急调水工作共持续98d，取得了良好效果，这是利用水利工程跨流域调配水资源解决淡水湖泊生态缺水危机的成功先例。2014年、2015年南四湖流域再次遭遇缺水危机，2015年东平湖也遭遇多年罕见低水位，此时南水北调东线工程已经建成并投入使用，整个区域的防汛抗旱能力得到显著加强，利用新建南水北调东线工程进行跨流域应急生态调水，就其工程基础已完全具备了条件。本研究针对2014年、2015年两湖的生态补水工作展开研究，对工作组织管理模式、发起机制、生态调水阈值及调水费用等问题进行了探讨。

二、2014年南四湖应急生态调水过程

1.应急生态调水工作背景

2013年10月1日至2014年7月28日，山东省降水持续偏少，全省平均降水量323.1mm，较历年同期偏少26.7%。南四湖流域降水尤为偏少，2014年7月28日平均降水量仅240mm，比常年偏少40%，骨干河道一直没有形成径流，南四湖无来水补充，湖区水位快速下降，上、下级湖于6月22日、6月14日先后降至死水位。截至7月28日，南四湖上级湖、下级湖水位分别低于死水位0.21m、0.73m，湖区水面较兴利水位时水面缩减60%以上，南四湖总蓄水量仅剩2.81亿m3，较历年同期偏少73.9%。受南四湖蓄水锐减影响，湖区渔业面临绝产、航道断航、生态环境急剧恶化，整个湖区面临严重的生态危机。

2.应急调水过程及组织、协调

南四湖旱情以及衍生的严峻生态问题引起国家、地方有关领导的高度重视，在黄委的大力支持下，2014年7月19日至8月26日，开启引黄补湖工作，补充南四湖上级湖蓄水。为了尽快缓解旱情采用南北同补的方案，2014年8月1日，经国家防总、淮河防总、苏鲁两省防指及国务院南水北调办等单位应急会商确定，2014年8月5日～8月24日开始开启引江补湖工作，此次调水由淮河防总统一负责应急调度，苏鲁两省负责辖区工程有关输水及管理工作。

3.调水规模和方案

引黄补湖工作利用济宁市国那里、菏泽市谢寨、闫潭三处引黄灌区调引黄河水，通过梁济运河、东鱼河补充南四湖上级湖蓄水。调水工作自2014年7月19日开始，8月14日菏泽市谢寨、闫潭引黄闸关闭，济宁市国那里灌区继续向上级湖补水，直至9月4日结束。共历时48d，向南四湖上级湖补水6505万m3。

引江补湖工作利用南水北调东线一期工程，经西线蔺家坝泵站向南四湖下级湖调水。调水自8月5日开始，至8月24日结束，历时20d，共向南四湖下级湖调水8069万m3。

4.效果评价

南四湖上级湖正常蓄水位34.2m，相应湖面面积为582km2，库容8.0亿m3；下级湖正常蓄水位32.5m，相应湖面面积为571km2，库容8.1亿m3。上述水位条件时，湖面总面积1153km2，总库容16.1亿m3，平均水深1.4m。截至2014年8月底，南四湖上级湖蓄水2.02亿m3，水位32.83m，高于上级湖最低生态水位（32.55m）0.28m，上级湖湖面面积接近372km2，较调水前扩大约4km2，达正常蓄水位的64%。南四湖下级湖蓄水2.17亿m3，水位31.24m，高于下级湖最低生态水位（31.05m）0.19m，湖面面积达到315km2，较调水前扩大约99km2，达正常蓄水位的55%。见图1、图2。

此次南四湖生态应急调水使干涸的南四湖重现生机，部分裸露的湖底重新恢复为湿地，保护了南四湖流域的自然生境，保障了沿湖工农业生产和人民生活用水需求，促进了南四湖地区和谐稳定，取得了显著的生态效益和社会效益。

图1　南四湖上级湖补水前后水位变化情况

图2　南四湖下级湖补水前后水位变化情况

三、2015年东平湖调水补湖过程

南水北调东线工程于2015年4月开始实施2014～2015年度调水计划，利用东平湖过路调蓄，向山东省鲁北地区和胶东地区调水。4月23日～6月15日期间调长江水2.25亿m3入东平湖，4月24日至7月13日胶东干线和鲁北干线共计从东平湖引水1.54亿m3。山东汛期为6月1日～9月30日，黄河流域从7月1日开始进入汛期，本次调水时段虽与汛期有所重叠，但大汶河流域没有出现强降雨，东平湖没有形成入湖径流。调水开始时东平湖水位39.40m，80d内南水北调工程为东平湖补水7100万m3，有效维持了东平湖的湖区生态环境，使得在调水结束时东平湖水位仍然保持在39.40m。

1.东平湖功能需求

东平湖周边限制大型企业及相关产业发展，工业用水较少，农业为第一用水大户，农业取水依靠周边的有多座灌溉泵站，干旱时八里湾泄洪闸也放水灌溉，传统的水产养殖业和近年来发展的旅游业对东平湖有水位需求。南水北调东线一期南四湖至东平湖段输水与航运结合工程实施后，东平湖已从单纯的防洪运用功能逐渐转变为以防洪为主，兼顾调水、航运、旅游、养殖、引水灌溉等综合功能，东平湖从汛期的短时较高水位运用转变为常年蓄水运用。根据多年实测水位资料统计，东平湖4～6月多年平均水位均低于39.3m（国家85高程基准，下同），如果届时相关利益各方都不节制用水，又没有调水补充，则东平湖很可能会出现因水位过低而危及各种水生动植物的生存。为保证东平湖正常的生态与环境功能，必须设置生态水位这一安全阈值，而且目前也具备了工程保障条件。

2.南水北调调水方案规定

水利部《南水北调东线一期工程水量调度方案》规定，南水北调工程利用东平湖输水时，当东平湖在水位39.3m以下时，需先调水补湖至该水位；当东平湖在39.3m水位以上时，南水北调工程不承担过路输水损耗。该方案的制定基于过去东平湖功能仅定位为滞洪区，其汛期限制水位为39.3m作前提；同时，不考虑东平湖周边用水和大汶河雨洪水资源利用的认识，明显不符合目前东平湖已成为综合利用的湖泊型水库的实际情况。

水量调度方案中规定南水北调工程先补水后调水显然是为保证鲁北干线和胶东干线具备设计引水能力，但没有考虑到在干旱年份所需的巨大补水量是南水北调工程所难以承受的。而南水北调工程输水不承担过路输水损耗也显失公平，没有兼顾各方利益，在调水过程中容易导致各种矛盾，实际也难以执行。

3.实际运行结果和需协调解决的主要问题

东平湖的运用控制既涉及水位，又涉及水量。旅游、航运和南水北调工程过路输水需要保持水位，而航运、农业、湖泊本身蒸发渗漏损失需要水量。东平湖目前还没有通航，南水北调工程2015年4～7月份的调水，事实上提供了东平湖农业和蒸发渗漏水量。可参照南四湖上级湖的水量调度方案，由地方政府承担最低生态水位以下的补湖水量；各利益相关方承担最低生态水位至死水位之间的补湖水量、损失水量和用水量；南水北调工程承担死水位之上的过路输水的损失水量。

小浪底水库建成后，黄河下游基本不再断流，具备向东平湖生态调水的水量保障。南水北调工程通水后，东平湖调水水源既可为黄河水，也可为长江（淮河）水。一直以来，东平湖还没有实施过以保护生态为目的的调水，应参照南四湖生态调水经验，建立东平湖生态调水机制：明确发起单位及地方政府、流域机构和工程管理部门的职责；明确生态调水的启动条件及生态需水量计算方法、水源、调水路线和水量计量方式；明确水价、水费和支付方式；明确生态调水期间的东平湖用水管理、调水实施的监督管理和争议处理方式。

四、应急调水有关问题的分析

1.应急调水的组织发起及调度协调

2014年南四湖应急调水的实际发起者为济宁市等地方政府，从南四湖流域水资源管理、跨省际水量协调方面考虑，地市为单位发起并不是最佳的选择，涉及到后期的调水计划制定、执行以及跨流域调水工程的协调使用更显步履维艰。从简政放权提高工作效率、有利于促进整个应急调水进程等方面考虑，应急生态调水的发起需要明确与跨流域水资源调配更加相关的管理单位。根据《水法》等法规和水利部流域管理机构职责规定，淮河流域机构和黄河流域机构有南四湖和东平湖生态环境管理和水量调度的责任，应该分别是南四湖、东平湖生态调水合适的发起人。

2.应急生态调水的费用核算

2014年引江补湖应急生态调水山东省向江苏省缴纳水费标准为0.38元/m3，此标准为在南水北调一期干线工程下级湖片区平均水价0.36元/m3的基础上，每方水上浮2分钱，一期干线工程水价中考虑了税费、泵站电费、人员工资等几方面因素，基于保本微利的运行方案设计，直接套用并向上浮动并不符合生态应急调水的公益性涵义。此外，应急生态调水费用应体现中央、省和地方政府对于与民相关公共事业的投入和支持，对于电费、税费等水费“大头”应制定公益性调水的特殊标准，给予明确的减免政策。

表1　不同研究成果中南四湖上、下级湖最低生态水位（m）

图3　湖泊健康阶梯水位示意图

五、几点思考和建议

1.关于南四湖、东平湖补水的生态水位讨论

国内已有多项关于南四湖生态需水量的研究成果见表1，2014年应急生态调水有关文件中采用的最低生态水位分别为32.55m和31.05m。

据了解，目前东平湖没有明确生态水位的概念，而只有死水位和不同时期的汛期限制水位、警戒水位之说。基于东平湖功能的变化，并能与过去相关水位情况的有序衔接，建议东平湖采用的最低生态水位为38.80m，把南水北调调水控制水位39.30m设为新的死水位（保障地方生产生活和旅游等）。

水是湖泊湿地最为重要的生命指征，类似于血液对于人类的重要性，人体最低生存血液仅能保证存活，已超出健康范围，对于湖泊自然生态系统来讲，最低生态水位已经不能纳入湖泊正常生态范围。从湖泊湿地自然生态系统方面考虑，对重要湖泊不应“临危续命”，需要对其生态健康等级进行分级，建立“阶梯式”的生态健康标准，确定各级别对应的生态水位（见图3），以指导流域水资源分配计划的制定。在湖泊水位降落到一定阶梯时（如生态亚健康水位）启动生态调水工作，一方面可以减缓湖泊萎缩速度保护脆弱的湖泊湿地生境，另一方面可以根据自然降水情况随时终止调水计划，是一种稳妥型解决湖泊生态需水的方案。对于南四湖下级湖、上级湖及东平湖，水位降落至低于图3浅灰色标记区域即各湖泊的死库容水位，认为湖区处于生态亚健康状态分别为31.5m、33m及39.3m。水位降落至低于图3深灰色标记区域即最低生态水位，认为湖区已经达到生态水位红线。

2.关于建立湖泊生态调水响应机制

近15年来，南四湖流域生态应急调水已发生两次，东平湖也根据需要开展了生态补水工作，对近几次的生态调水经验进行分析和总结，就建立生态调水响应机制提出以下几个方面构想。

一是明确湖泊的从一般到紧急的“阶梯式”生态水位标准。对应不同需水级别确定调水方案，低于生态亚健康水位（死库容）即可启动生态调水工作；低于或预计低于生态水位红线（最低生态水位），立即启动应急生态补水工作。

二是明确生态调水的发起—组织、协调—配合单位及工作流程。生态调水响应机制有利于水资源的高效、科学管理。依据《中华人民共和国抗旱条例》第七条关于“国家确定的重要江河、湖泊的防汛抗旱指挥机构，由有关省、自治区、直辖市人民政府和该江河、湖泊的流域管理机构组成，负责协调所辖范围内的抗旱工作”的规定，鉴于流域防汛抗旱总指挥部机构的组成和权限，重要湖泊的生态补水发起及组织开展抗旱工作应由流域防汛抗旱总指挥部机构承担，负责协调处理省际抗旱重大问题；国务院水行政主管部门（国家防总行使水利部职能）负责组织流域防汛抗旱总指挥部机构、省际抗旱涉及省份防指、跨流域调水工程主管单位协调确定应急生态调度计划、水费及调水工程使用等问题。湖泊所在地方省市予以财政、人力支持，各级水行政主管部门负责配合及协调，跨流域调水工程管理单位负责工程的运行管理及调水执行。

三是明确生态调水费用标准，确定政府性补偿专门渠道。南水北调东线一期工程通水后，南北通畅的调水工程为跨流域水资源转移提供了可能条件，南水北调东线工程直连山东两大淡水湖泊——南四湖和东平湖，生态调水的部分成本可以经过流域、地市协商以水权转移的形式确立下来，按需使用兑现返还。

对于国家重要淡水湖泊的生态性补水工作，从性质上讲与南水北调工程正常调水工作有明显区别，其公益性、社会性属性决定了其应建立特殊的执行标准，低于生态亚健康水位的生态调水费应由财政承担主要部分；低于生态最低水位的应急调水，应由财政全部承担。其中应急生态调水产生的费用，应采取中央、省、地方各自负担一块的办法。国家重大防汛抗旱专项经费《特大防汛抗旱补助费管理办法》中专门有“抗旱设备添置费”等财政预算列支，对于利用南水北调现有已建成渠道进行补水的，补水工作已在相当程度上降低了抗旱初始投入成本，财政可在输水水泵等范围给予补助，中央和地方可从该渠道进行补贴以降低公益性生态补水费用，同时出台有关税费减免政策给予支持

（作者单位：1.山东省南水北调工程建设管理局2500132.南水北调东线山东干线有限责任公司250013）
（项目资助：本文得到山东省级水利科研及技术推广项目“远距离调水工程生态影响动态监测技术研究（SDSLKY201404）”支持）