强潮河口环境和生态需水及其计算方法 Calculation methods of environmental and ecological water demand for macro-tidal estuary.pdfVIP

水 利 学 报 XUEBAO 2006年4月 SHUIU 第37卷第4期 文章编号：0559-9350(2006)04-0395．08 强潮河口环境和生态需水及其计算方法 韩曾萃1，尤爱菊1’2，徐有成1，朱元姓2 (1．浙江省水利河口研究院，浙江杭州3i0020；2．河海大学水资源环境学院，江苏南京210098) 摘要：针对钱塘江河口以海域来沙为主的强潮河口特点，提出其环境和生态需水，包括维持河口冲淤平衡需水、防 止河口咸水入侵需水、维持河口水功能区水质达标需水及最小生态需水。研究了各部分需水的计算方法，在一定 计算条件下给出了定量的计算结果。根据分时段考虑原则、兼容性原则和区域性原则，对环境和生态需水的综合 计算方法进行了探讨。研究表明，钱塘江河口环境和生态需水年总量主要由维持河口冲淤平衡需水决定，占多年 平均来水量的80％，而年内不同时期需水的主要控制因素不同，并随计算条件发生转化。 关键词：钱塘江河口；环境和生态需水；计算方法；计算指标；原则 中圈分类号：1睨11；X522 文献标识码：A 近年来，河流环境和生态需水逐渐引起重视并得到研究¨’2j，但对河口的相关研究较少∞o。随着社 会经济的迅猛发展，水资源利用强度快速增加，对河口环境和生态的影响和压力愈加突出，已有许多经 验教训。如美国科罗拉多河H3上修建的大型水库群，使人海径流减少了90％，造成沼泽地干枯、水质恶 化、珍稀海洋物种濒临死亡；埃及尼罗河上的阿斯旺大坝修建后，减少人海径流80％一95％，造成河口 咸水入侵加剧、渔种减少2／3；浙江省的永宁江上修建的长潭水库引走90％一70％的径流，使永宁江河口 发生自上而下的淤积，行洪断面减少90％一60％，航运能力丧失。因此，河口环境和生态需水的准确计 算关系到河口环境和生态的稳定、流域水资源可利用率的合理确定及河口地区的取水、防洪排涝安全。 本文基于钱塘江河口的研究，探讨海域来沙为主的强潮河口的环境和生态需水及其计算方法。 1 强潮河口环境和生态需水涵义及其组成 什么是生态需水，什么是环境需水，迄今无统一认识b]，参照文献[6]，前者可认为是维持生物生存 的需水，后者指满足人类生存环境质量及其保护与改善的需水。本文对两方面都有涉及，暂称为环境和 生态需水。对于环境和生态需水，国内外学者从不同的研究对象、目的和角度出发，有不同的观点，分类 和研究方法也不同n]。在中国大都以人为主体，环境需水被看作是满足水质改善、生态和谐与环境美化 目标的水资源需求¨o。 河口是一个相对独立的水环境和生态系统，系统内的水量、水质和生物三者相互联系、制约，其环境 和生态需水系指维持河口正常环境和生态功能所必需的水资源。浙江省大多为强潮、海域来沙为主的 河口，河口冲淤变化和盐水入侵剧烈，直接影响河口地区的防洪和供水安全，为此提出了如下的环境和 ，生态需水组成及涵义。 1．1维护河口泥沙冲淤平衡需水Q，由于浅水摩阻力效应，导致进入河口的潮波变形，涨潮历时减 小，落潮历时增加，故涨潮的流速、含沙量大于落潮的流速、含沙量。如钱塘江河口的七堡、闸口两站， 收稿日期：2005_03．16 作者简介：韩曾萃(1936一)，男，湖北武汉人，教授级高级工程师，主要从事河口整治开发、河口泥沙运动、盐水入侵以及水环境等研 究。yajqjs@163．com 一395— 万方数据 洪水期间径流增大，加大了落潮流量、流速和历时，挟沙能力也加大，表现为“上冲下淤”，如此维持河口 河床全年或年际的动态平衡。如陆域无充足的水量冲刷枯季淤积的河道，河口最终必然是自上而下逐 步淤积，最终消亡。因此对海域来沙为主的河口，径流起到维持河口生命的重要作用。 1．2防止咸水入侵需水Q。在潮流、径流两种动力作用下，河口沿程的盐度分布处于动态平衡，若进 入河口的淡水径流减少，势必改变河口咸淡水的天然分布，影响河口两岸城市生活、工业和农业灌溉用 水。如上海