易贡湖综合治理与保护生态水位和生态流量初步分析

朱成明 汪昌树 朱晓萌 王士勇

摘 要：受泥石流及滑坡体影响，易贡湖生态环境遭受严重破坏，湖区经济发展受到影响。通过对易贡湖生态水位和近自然生态流量下泄过程分析，从湖泊资源保护、维持河湖生境多样性、改善湖区生态环境角度，提出了在易贡湖湖口建设闸坝，恢复易贡湖生态水位，利用生态闸向下游下泄近自然生态流量的综合治理生态保护方案，最大程度减轻对下游减水河段的生态影响。

关键词：生态水位；生态流量；易贡湖

中图分类号：X171.1                                                文献标志码：A

1 易贡湖综合治理与保护工程概况

易贡湖位于西藏自治区林芝地区波密县境内、易贡藏布干流下游段，下距G318交通咽喉通麦大桥约25 km。

为预防易贡湖湖口下游左岸扎木弄沟存在的2.75亿m3松散堆积物和潜在不稳定楔形岩体[1]，在遭遇强降雨、超量冰雪融水、雪崩以及地震等诱发因素时，产生特大规模崩塌滑坡再次堵塞易贡藏布，严重威胁湖区、易贡藏布、帕隆藏布和雅鲁藏布江下游河段两岸人民生命财产和基础设施安全，以及下游河段即将建设的梯级电站和藏南地区国防通道安全，在易贡湖湖口下游左岸山体内布置2条直径为10.0 m的泄洪洞，利用泄洪洞宣泄洪水，达到防灾减灾目的[2]；在易贡湖湖口建设生态闸坝，并按“近自然”节律下泄生态流量，最大程度减轻对下游减水河段的生态影响；在保障易贡湖湖口坝址“近自然”生态流量泄放需求下，充分利用泄洪洞引水发电，在泄洪洞末端布置发电引水洞，引水洞全长20.72 km（包括泄洪洞14.2 km），在通麦大桥上游约400 m处布置地下厂房，电站装机48 MW，合理开发利用该河段水能资源。同时，带动湖区周边基础设施投入，改善当地交通和对外交通状况，为当地旅游发展创造条件，巩固提升湖区精准扶贫和脱贫成果，助推湖区乡村振兴，促进当地经济社会高质量发展。

2 易贡湖演变趋势

大约1900年藏历7月，易贡藏布左岸扎木弄沟发生大型泥石流堵塞易贡藏布形成易贡堰塞湖。经过100 a的演变，易贡湖湖中云雾游荡、雪山倒影，湖滩平原水鸟飞翔，湖周果林茂密、茶园垅垅，形成了独特的高原湖泊生态结构和生态景观[3]。2000年4月，易贡湖左岸扎木弄沟再次发生特大型泥石流堵塞易贡湖口，湖水位急剧暴涨，6月11日易贡湖滑坡堆积体溃决，滑坡堆积体溃决后造成湖口河道下切，湖区水位急剧下降，湖区水面大量萎缩，枯季湖底裸露，湖区土地沙化严重，丰水期为湖相，枯水期为河相，湿地系统退化，水生生物环境遭到破坏，高原湖泊正在逐渐走向消亡，致使湖区旅游发展受困，经济发展受限[4-5]。

2.1 易贡湖溃决前后水面面积比较

易贡湖溃决前后水面面积统计见表1。可知，相比溃决之前水面面积，溃决之后，易贡湖丰水期平均水面面积由22.35 km2减少为15.41 km2，减少了31.05%；枯水期平均水面面积由13.41 km2减少为7.10 km2，减少了47.05%；湖泊形態从丰水期和枯水期均为湖相，变为丰水期是湖相、枯水期是河相。

2.2 易贡湖溃决后水面面积变化

2000年易贡湖溃决后相近流量下不同年份水面面积对比见表2。可知，2000年之后，易贡湖仍存在继续萎缩趋势，独具特色的高原湖泊仍在逐渐萎缩。

3 易贡湖生态水位拟定[6]

3.1 易贡湖保护目标

按照尊重近自然节律原则，恢复易贡湖2000年以前历史天然水位，保护藏东南珍贵湖泊资源，维持易贡藏布河湖生境多样性，同时治理湖区土地沙化，改善湖区生态环境。

3.2 遥感影像-数值模拟反演法

由于易贡湖地区位置偏远，针对易贡湖历史调查数据较少，未有资料记载易贡湖2000年之前的水位情况。本研究采取对易贡湖地区遥感影像解译与数字模拟相结合的方法，获得易贡湖历史水位。

3.2.1 遥感影像解译

通过下载Lansat4-5TM卫星数据，获得1986年6月至易贡湖溃决前2000年5月遥感卫星图片，剔除云量较大、难以识别的卫星图片，遥感解译得到54个时期的水面面积。

3.2.2 数值模拟反演水面面积

数值模拟反演采用MIKE21模型，该模型基于3项不可压缩和Revnolds值均布的Navier-Stokes方程，并服从于Boussinesq假定和静水压力假定。连续性方程为：

式中：t为时间；h为水深；u、v分别为x、y方向上的速度分量；S为源项。

计算中，上游边界采用流量边界，以遥感影像所处时期当月月均流量代替当时流量，下游边界采用水位边界试算。通过调整下游水位，进行试算，直至所得结果与遥感影像水面面积最接近，水面形态最相似，此时水位被视为当时历史水位。

数值模拟得到的反演1986年6月至2000年5月间54个时期易贡湖水面面积与遥感解译得到的54个时期相对应水面面积见表3。

3.2.3 成果对比分析

以1996年7月、1992年7月、1999年7月为汛期代表月，水位分别为2 210.5、2 210.5、2 210 m；以1990年5月、1991年5月、1993年5月为汛期-非汛期过渡阶段代表月，水位分别为2 208.1、2 208.6、2 208.5 m；以1987年3月、1992年11月、1996年4月为非汛期代表月，水位均为2 208 m。

根据遥感影像解译以及数值模拟计算成果，确定易贡湖生态低水位为2 208 m（非汛期11月至次年4月），生态高水位为2 210.0 m（汛期5—10月）。

3.3 易贡湖生态水位确定

结合易贡湖历史水位过程、自然水文节律以及鱼类栖息地保护要求，水库水位实行动态控制：7—9月按2 210 m控制运行；10月初水位缓慢下降，10月底下降至2 208 m；11月至次年5月按2 208 m控制运行；6月初坝前水位从2 208 m均匀缓慢提升，6月底升至2 210 m。工程拟定的易贡湖动态水位控制过程处于易贡湖湖区历史水位范围（见图1），维持了湖区“近自然”的水文节律。

4 近自然生态流量下泄过程

易贡湖湖口至易贡藏布河口河段长约25 km，天然落差190 m，河道比降7.6‰，水能资源蕴藏量极为丰富，具备引水式或混合式水资源开发条件。易贡湖综合治理与保护工程运行后，坝址至厂房之间形成21.3 km减水河段。为维护河流基本生态需求，坝址必须下泄一定的生态流量，以满足下游河段内鱼类及其生境需求。目前，常用的河流生态需水量计算方法大致可以分为三类：水文学法、水力学法和生境模拟法。

依据易贡湖综合治理与保护工程坝址1967—1969年、1978—2018年长系列月平均流量资料和坝下河段大断面测量资料，同时考虑鱼类生态敏感期的产卵要求和维持河道天然水文过程需求，综合确定易贡湖坝址近自然生态需水要求。各算法计算结果采用包络线法取最大值，得出易贡坝址近自然下泄流量过程（见表4）。

5 结合发电效益时的下泄生态流量

5.1 最小下泄流量按坝址多年平均流量10%考虑

易贡湖控制流域面积为13 056 km2，多年平均流量为441 m3/s，最小下泄流量按坝址多年平均流量10%考虑，多余来水引水至厂房发电。电站可装机为

1 020 MW，年利用小时数为3 960，多年平均发电量为40.4亿kW·h。

5.2 按近自然生态流量下泄生态流量

为满足下游河道维持河道基本功能和生态环境用水要求，最大程度减轻对下游减水河段生态影响，下泄“近自然”生态流量，其余来水用于引水发电。电站装机为480 MW，年利用小时数为3 525（单独运行），多年平均发电量为16.92亿kW·h。

6 结 论

2000年易贡湖溃决对湖区及下游经济、国防安全和生态均造成了重大损失，湖区生态环境受到严重破坏。从湖泊资源保护、维持河湖生境多样性、改善湖区生态环境的角度出发，提出在易贡湖湖口下游左岸山体内布置2条直径10.0 m的泄洪洞，利用泄洪洞宣泄洪水，达到防灾减灾目的。采用遥感影像解译和数值模拟相结合方法确定易贡湖生态水位，考虑易贡湖自然水文节律以及鱼类栖息地保护要求，实行水库水位动态控制，按近自然节律下泄生态流量。同时充分利用泄洪洞引水发电。易贡湖综合治理与保护工程实施后，可保障G318、扎墨公路等基础设施安全，保障帕隆藏布、雅鲁藏布江下游水电梯级有序开展，重现易贡湖及周边景观旅游价值，推动湖区经济稳定高质量绿色发展。

参考文献：

[1] 陈宁生，孙云志.扎木弄沟滑坡泥石流专题研究报告[R].成都：中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所，2016.

[2] 朱成明，张彩霞.西藏扎木弄沟地质灾害治理初步探讨[J].人民长江，2015（18）：26-28.

[3] 木轨，杨勇，李宏.易贡湖的消亡与重生[J].西藏人文地理，2005（3）：12-19，4.

[4] 张文敬，杨生成.百年沧桑易贡湖[J]. 大自然探索，2001（3）：76-78.

[5] 王保生，范相德，刘伟，等.西藏自治区波密县易贡巨型山体崩塌滑坡调查研究报告[M].拉萨：西藏自治区国土资源厅，2003.

[6] SL/T 712—2021，河湖生態环境需水计算规范[S].北京：中国水利水电出版社，2021.

Ecological Water Level and Ecological Discharge in Integrated Management and Protection of Yigong Lake

ZHU Chengming1，WANG Changshu1，ZHU Xiaomeng2 ，WANG Shiyong1

（1.Changjiang Institute of Survey，Planning，Design and Research Corporation，Wuhan 430010，China；2. Sun Yat-sen University，Zhuhai 519082，China）

Abstact：Affected by debris flow and landslide，the ecological environment of Yigong Lake has been seriously damaged，and the economic development of the lake has been influenced. Based on the analysis of the ecological water level and near-natural ecological discharge process of Yigong Lake，we propose to construct a lock dam at the mouth of Yigong Lake aiming to restore the ecological water level，protect lake resources，preserve the diversity of river and lake habitats，and improve the ecological environment of the lake area. Additionally，we present a comprehensive management and ecological protection program by utilizing ecological gates for the discharge of near-natural ecological flow to minimize the ecological impact on the downstream water reduction section of the river.

Key words：ecological water level；ecological flow；Yigong Lake

收稿日期：2023-11-29

作者简介：朱成明，男，高级工程师，主要从事水利规划设计工作。E-mail：zxmwhhn@126.com