大型水库生态调度实践及展望乔晔;廖鸿志;蔡玉鹏;徐薇【摘要】水库生态调度是指通过改进水库调度方式来修复河流的生态功能，相关理论和技术在近几十年来得到了长足发展。
分析总结了国内外利用水库生态调度方式减缓工程不利影响的实例与研究进展，详细介绍了三峡水库生态调度实践及存在的不足。
分析指出，应从水库下游生态保护目标的修复角度出发，针对河流生态系统的高度复杂性与不确定性、人类对生态系统认知的局限性以及人类开发活动影响的难以预知性等，开展适宜于我国水利工程的生态适应性管理研究。
指出了今后应加强生态需水量研究和生态适应性管理。
%The-ecological-regulation-of-reservoirs-is-to-restore-the-ecological-function-of-rivers-through-improving-the-regulation-mode-of-reservoirs-.The-relative-theories-and-technologies-developed-rapidly-in-the-recent-decades-.The-cases-of-mitigating-the-ad-verse-engineering-impact-through-the-ecological-regulation-of-reservoirs-both-at-home-and-abroad-were-summarized-and-analyzed-,-so-were-the-research-progress-.The-practice-of-ecological-regulation-of-Three-Gorges-Reservoir-and-the-existing-defects-were-intro--duced-in-detail-.It-is-pointed-out-that-in-view-of-the-high-complexity-and-uncertainty-of-the-river-ecosystem-,-limitation-of-the-knowledge-of-ecological-system-and-the-unpredictability-of-human-activities-,-the-study-on-ecological-adaptive-management-that-is-suitable-for-the-water-resources-projects-in-China-,-should-be-carried-out-from-the-aspect-of-restoration-of-ecological-protection-tar-gets-in-the-downstream-of-reservoirs-.The-ecological-water-requirement-research-and-ecological-adaptive-management-should-be-strengthened-.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2014(000)015【总页数】5页(P22-26)【关键词】生态调度;生态适应性管理;生态流评估;生态系统完整性;大型水库【作者】乔晔;廖鸿志;蔡玉鹏;徐薇【作者单位】水利部中国科学院水工程生态研究所水利部水工程生态效应与生态修复重点实验室，湖北武汉430079;长江水利委员会防汛抗旱办公室，湖北武汉430015;水利部中国科学院水工程生态研究所水利部水工程生态效应与生态修复重点实验室，湖北武汉430079;水利部中国科学院水工程生态研究所水利部水工程生态效应与生态修复重点实验室，湖北武汉430079【正文语种】中文【中图分类】TV6971 研究背景水利工程是实现水资源时空合理配置、改善区域能源短缺、提高水资源利用效率的重要手段，在发电、供水、防洪、灌概、航运、养殖、旅游等方面发挥了巨大效益。
其中，水力发电在调整能源结构、减少化石能源消耗、缓解环境污染、降低温室气体排放等方面发挥了不可替代的作用。
然而，水利水电工程在发挥功能及效益的运行过程中，由于淹没、阻隔及径流调节等方面的影响，导致了河流生态系统退化和生物多样性丧失，引起了社会各界对保护和修复河流生态系统的广泛关注。
与建设过鱼设施、水库分层取水装置、鱼类友好的水轮机等工程措施相比，水库生态调度主要致力于改进水库调度方式，恢复下游河流的自然水文情势，修复河流生态功能，具有实施费用较低、便于开展原型试验、对下游河流作用范围较大、效果较明显等特点，相关理论和技术在近几十年来取得了长足发展。
2 国内外生态调度实践2．1 国外生态调度实践生态调度通常指基于河流生态需求的大坝调度运行方式，主要是通过合理的技术手段管理河流流量、控制水温和沉积物输移，改善植物、鱼类和野生动物的环境状况等。
生态调度是减缓大坝生态影响最为有效的措施之一。
据美国大自然保护协会统计，截至2005年，世界上共有53个国家的855条河流开展了修复环境水流的研究或实践。
在已进行的生态调度实践中，美国开展的生态调度试验研究不仅在数量上远超过其他国家，在类型上也涵盖了不同的生态目标和水库规模。
美国从1980年开展大古力大坝和哥伦比亚流域其他水利工程调度，就充分考虑了满足维持或增强溯河产卵的鱼类种群溯流至产卵场的需求。
田纳西流域管理局自1991年开始，通过提高水库泄流的水量及水质，以下游河道最小流量和溶解氧为指标，对20座水库调度运行方式进行了优化调整。
美国中央河谷工程甚至将保护和恢复鱼类与野生动物需求放在比发电需求优先的位置考虑。
在美国佛罗里达州基西米河，为了恢复河流原有的生态面貌，从1990年开始进行了一系列的生态修复试验，其中包括改变上游水库的运用方式，塑造具有季节性变化的、与天然状态尽可能接近的来流条件，以及人为抬高水位以恢复两岸的湿地。
从调度目标看，主要包括:增加河流最低流量和改善水质、控制河道水位变动及恢复河滨植被、改善栖息地适宜性等。
由于涉及相关的物理化学及生物过程，主要采用模拟法分析。
此外，在发达国家的水库再调度实践中，通常采用适应性管理方式调整水库调度，以消除不利生态环境影响，如美国格伦峡谷大坝通过适应性管理，对下游生物多样性及沙洲被破坏的生态环境问题开展泄流试验，取得了显著效果。
部分生态调度实践如表1所示。
2．2 国内生态调度实践我国对河流生态修复、维持河流健康方面的重视程度正在不断提高，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要(2011)》中强调“在做好生态保护和移民安置的前提下积极发展水电”，突出了生态保护工作对于水电持续发展的重要性。
同时，国内也积极开展水利工程调度改善生态环境的工作，包括黄河调水调沙、珠江压咸补淡应急调水、塔里木河生态应急输水、扎龙湿地应急补水等。
表1 国外部分河流生态调度实践情况河流调度目标调度措施调度效果比尔威廉斯河［1］清除外来物种柽柳;修复本地岸边植被下泄春季洪水脉冲;减缓洪水退水过程增加了本地岸边植物的密度;减少了外来物种柽柳的密度冲溪和莫诺湖的其他支流(加利福利亚州)［2］为水鸟和鱼类修复沿岸带植被和栖息地增加最低流量刚尼森河(科罗拉多州) 恢复濒危鱼类模拟洪峰流量、时机和持续时间哥伦比亚河［3-4］帮助鲑鱼过坝;增加鲑鱼数量在幼鲑鱼洄游季节，增加溢洪道和大坝的下泄水量格林河(肯塔基州)［5-6］保护土著鱼类和蚌类的多样性推迟水库水位降低时间;增加水库泄水持续期;形成类似自然暴雨的高脉冲流量提高了鲑鱼幼鱼的过坝率对本地鱼类和蚌类有积极影响格林河(犹他州)［7-8］恢复自然河流水文情势和水温情势;保护濒危鱼类增加春季洪峰的流量和持续时间;维持较小的基流量;限制基流量的日波动范围河流水温基本恢复到自然情况;本地鱼类的丰度上升格雅诺克河(弗吉尼亚州)［9］促进条纹鲈繁殖修复春季逐月水流模式，使之更自然;降低水力发电周期内高、低流量的变化率基西米河(佛罗里达州)［10］修复洪泛平原洪水以恢复湿地的功能;为鱼类和其他水生生物重建河道内栖息地模拟高、低流量时期的流量、持续时间、变化率和出现时机科罗拉多河［11-14］营造格伦峡大坝下游的沙洲和边滩;恢复下泄水流水温;清除外来鱼类;保护濒危物种下游的边滩和沙洲面积增加;外来鱼类数量有所减少;下泄水流水温有一定升高老人河及其支流(加拿大艾伯塔省南部)［15］模拟近自然的水流模式、加大外来物种繁殖季节水位波动修复沿岸带植被和冷水鲑渔业增加夏季流量;降低洪水过后水位下降的速度;在丰水年模拟自然水流里奥格兰德河(新墨西哥州)［16］模拟生态系统的进程，如氮通量、微生物活动、废物分解模拟洪泛平原洪水出现时机和持续时间罗阿诺克河［13，17］增加条纹鲈鱼的数量、保护河滨低地的阔叶林和沼泽在条纹鲈鱼的产卵季节，降低水库下泄水流的日波动;在河漫滩树苗的生长季节，减少水库泄水中非自然脉冲的频率和淹没时间条纹鲈鱼的捕捞率和鱼卵的丰度都在逐渐上升欧文斯河(加利福利亚州)［18］为本土鱼类和非本土褐鳟修复河岸带植被和栖息地增加基础流量;部分修复河漫滩帕米格瓦斯特河(新罕布什尔州)［19］促进本土大西洋鲑的繁殖降低夏季枯水期高流量的频率(降低到不高于自然频率的水平);降低水力发电周期内高流量-低流量的变化率佩科斯河(新墨西哥州)［20］确定受威胁鱼类的产卵和栖息地需求调节夏季灌溉流量的持续时间和流量来模拟产卵流;维持最低流量萨凡纳河［21-22］修复河道、洪泛区和河口栖息地春季下泄高流量脉冲水流对水质、无脊椎动物、鱼类等河流生态状况有一定的改善三一河(加利福利亚州)［23］修复河道内的沙砾栖息地;尽早恢复河滨生物的延续生境;为幼鲑提供迁徙水流模拟洪峰的流量和出现时机圣胡安河(犹他州/新墨西哥州) 恢复濒危鱼类模拟洪峰流量的规模、时机和持续时间;修复冬季的低基流特拉基河(加利福利亚州)［24］修复沿岸带植被，尤其是棉白杨模拟洪峰的流量、时机和持续时间，以及退水时的变化率特拉基河下游［25］促进鱼类产卵;恢复岸边植被下泄春季洪水;降低洪水的退水率鱼类产卵、岸边本地植被基本恢复田纳西河［26］保证大坝最小下泄流量和下泄水流的溶解氧浓度调整水库的日调节方式;水轮机间歇式脉冲水流;修建坝下反调节池大坝下游的最小流量基本得到满足;下泄水流溶解氧低于最小溶解氧浓度的时间和河段长度都较调度前大大缩短;鱼类和大型无脊椎动物有正面响应2008年，三峡水利枢纽工程初步达到设计水位，长江水利委员会防汛抗旱办公室(以下简称“防办”)也实施了一系列试验性调度，积极拓展水库调度的综合效益。