三门峡水库运行模式对黄河下游水环境的影响

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1、水利学报2004年9月SHUILIXUEBAO第9期文章编号:0559-9350(2004)09-0009-09三门峡水库运行模式对黄河下游水环境的影响韦洪莲，倪晋仁，王裕东(北京大学环境工程系，水沙科学教育部重点实验室，北京100871)摘要：根据黄河下游在三门峡水库20世纪70年代投入运行后的实测资料，考虑水库的不同运行模式以及下游支流的入汇作用，研究了水库对黄河下游的水环境的影响。注意到黄河灌溉用水的主导作用，以河水中离子总量为指标，分析了三门峡水库运行对黄河下游水质的影响。考虑到断流是黄河下

2、游最为突出的生态问题，以全年断流总长度为指标，分析了三门峡水库运行对断流严重程度的影响。研究表明，黄河下游各站离子总量与三门峡水库运行模式以及三门峡-花园口间支流入汇条件有着密切的关系，而且断流严重程度主要受到水库运行模式的控制，据此提出了有利于降低离子总量和减轻断流严重程度，同时又兼顾发电和防洪的三门峡水库推荐运行模式。关键词：环境影响；黄河；三门峡；断流；水电；离子总量中图分类号：TV632文献标识码：A水力发电不仅可以提供电力资源，而且其生产过程不会像传统的火力发电那样产生明显的环境污染，因此

3、世界上许多国家都致力于水电的开发与利用，中国也建设了许多大中型水电站，另外还有更多的水电站正处于建设或设计阶段。水电的发展在带来各种社会经济效益的同时也会给水库上下游的生态环境造成[1]一定程度的影响,而要尽量减少水库运行所带来的消极生态或环境影响，首先需要对水电站的运行模式与其所导致的生态环境影响之间的关系具有一个基本的认识。对于水电站在不同运行模式下的环境响应情况已经在许多研究中进行了探讨。如Chang等人提出的判[2]断水体质量与电力生产相平衡的方法，并对水力发电量最大化的优化模型进行了求解；

4、Doledec等人研究了Rhone河上游蓄水后的生态影响，通过观察底栖无脊椎动物群落的从1975至1991年17年间的变化发现在5[3]个预期的地点中出现长期的渐变趋势。Galy-Lacaux等人在非洲象牙海岸建于1960到1980年间的4个水库[4]所进行的实验对热带雨林地区水电站温室气体的长期排放情况进行了研究；而Bogen等人则分析了挪威北[5]部的Svartisen水电站对下游水体泥沙的影响，并得出水电站运行模式与下游地区泥沙污染相关的结论。随着许多大中型水电站的建设与运行，针对水电站生态环

5、境影响的研究在中国也已逐步开展，如薛联芳通[6]过对比水库运行前后环境因子的变化，研究了东江水电站的各种环境影响，此外韦兵和杜茂群也采用类[7]似的方法对岩滩水电站建设所引起的环境变化进行了分析；刘青泉根据三峡建库后引起的下游水沙动力[8]因子的变化，研究了三峡水电站对长江下游以及河口的生态环境影响；张震宇等人则对小浪底工程对黄[9]河河口和黄河三角洲的环境影响进行了研究。近几十年来，黄河下游河道淤积严重，泥沙问题突出，水库调蓄、发电机组运行以及河流水质都受到严重影响；此外，由于气候、地理环境以及人

6、类活动的影响，黄河下游自1972年起开始频繁出现断流情况，断流是黄河流域生态环境脆弱的表征，自1999年末小浪底水库正式运行后黄河断流严重化趋势得到了遏制，然而断流仍然是黄河下游今后需要极力防治的最大生态环境问题。虽然黄河下游的河流水质和断流严收稿日期:2003-04-21基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(G1999043603)作者简介:韦洪莲(1973-),男,山东嘉祥人,博士生,主要研究方向为水沙环境.1水利学报2004年9月SHUILIXUEBAO第9期重程度与河道径流量以及径流量的年

7、内变化有着密切的联系，但径流量变化既可以是由自然因素引起的，也可以是人为干扰造成的，而大型水利枢纽工程的修建和运行甚至可以完全控制下游河道的径流量及其变化，从根本上改变河流系统中水流运动的自然过程，并由此影响到河流水质和生态变化。前人研究考虑了各种环境因子，覆盖了河流系统的很大范围，但更多的是定性阐述而缺少深入的定量分析，针对黄河天然水质和断流严重程度的定量研究则更加少见。本文以三门峡水库为研究对象，以离子总量和断流严重程度为度量，分析水库不同运行模式对黄河下游生态环境的影响，并为正处于设计或者初运

8、行阶段的其它水利枢纽工程(如小浪底水库)提供一定的借鉴，具有积极的现实意义。1研究区域概况三门峡水库是黄河干流上兴建的第一座以防洪和发电为目的的大型水利枢纽工程，控制着黄河流域总[10]面积的91.5%和总来水量的89%，它位于黄河中游，地理位置特殊，是黄河中下游河段的重要控制工程，对下游水量起着关键的调控作用。自1960年9月15日正式蓄水运行以来，受泥沙严重淤积的影响，为加大泄流排沙能力，水库进行了两次改建，运行模式也经历了多次更替。三门峡水库自1980年以来的运