石佛寺水庫綜合利用規(guī)劃與生態(tài)水庫建設初探

梁文章 韓永升 孫 強

（遼寧省石佛寺水庫工程建設管理局 沈陽 110129）

1 水庫概況

石佛寺水庫是遼河干流唯一的一座控制性工程，屬河道型平原水庫。水庫主副壩全長42.6km，泄洪閘16孔，總寬248.5m。工程范圍跨越兩市三縣（區(qū)），于2005年底完成全部工程并已提前發(fā)揮防洪作用。

壩址位于沈陽市沈北新區(qū)黃家鄉(xiāng)和法庫縣依牛堡鄉(xiāng)，距沈陽市區(qū)約47km。壩址以上流域面積164786km2，其中省內(nèi)流域面積16161km2。庫區(qū)淹沒范圍為50.41km2,回水長度21.17km。淹沒區(qū)涉及沈陽市沈北新區(qū)黃家鄉(xiāng)，法庫縣依牛堡鄉(xiāng)和鐵嶺縣新臺子鎮(zhèn)、阿吉鎮(zhèn)、凡河鎮(zhèn)共三個縣（區(qū)）、5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、24個自然屯。

2 合理利用自然條件建設生態(tài)水庫

2.1 氣候條件的利用

石佛寺水庫所在的沈陽市沈北新區(qū)地處中緯度，屬溫帶大陸性氣候。春季日照增強，冷空氣勢力減弱，氣溫回升快，風大干旱；夏季盛行東南季風，炎熱潮濕，雨量集中，多連陰雨、暴雨天氣；秋季西北季風開始增強，日照減弱，氣溫迅速下降；冬季盛行西北風，北方干冷空氣頻繁入侵，氣候嚴寒。平原風大，降雨集中，年降雨量700mm左右，主要集中在6～9月，約占全年降雨量的70%以上，年蒸發(fā)量1700mm左右，壩址附近年平均氣溫7.4℃左右，年最大風速為24～28m/s.

2.2 土壤條件的利用

本次蓄水生物工程的石佛寺水庫庫區(qū)位于下遼河斷陷平原遼河沖洪積扇的中部。在地貌成因類型上，該區(qū)域?qū)儆诙逊e地形。地下水埋深在漫灘處一般為0.5～3.7m，在階地處大于4m。地下水位年變幅為0.4～3.0m,水力坡度多數(shù)為0.4‰～0.6‰，河灘地平坦、面積大，非常適宜建設人工濕地。

3 工程成效

實施植物工程對改善河流及庫區(qū)水質(zhì)、保障堤岸穩(wěn)定、防止庫區(qū)沙化、改善庫區(qū)環(huán)境景觀、促進河流健康發(fā)展具有重要意義。依據(jù)《遼寧省重點河流河道生態(tài)工程建設規(guī)劃草案》確定的指導思想和目標，將改善生態(tài)環(huán)境、促進人與自然和諧作為重要任務。通過實施庫區(qū)濕地的水生植物種植，主副壩防護戧臺，人工島嶼，明沈公路兩側(cè)喬、灌、草種植及原有林木保護建設等項目，實現(xiàn)水庫生態(tài)良性循環(huán)。蓄水位46.2m方案，水面面積達到16.13km2，占水庫總淹沒面積的32%。

2009年5月18日，石佛寺水庫蓄水試驗應急防護工程生物工程基本完工，主要完成栽植楊樹3.2萬株、柳樹2.8萬株、杞柳8.2萬株、水臘5.06萬株，共19.3萬株；完成栽植蘆葦 142hm2、蒲草 29.5hm2，共 171.5hm2；種植苜蓿草 58.6hm2。

4 水庫生態(tài)調(diào)度

4.1 石佛寺水庫防洪興利生態(tài)調(diào)度

水庫生態(tài)調(diào)度主要包含:?生態(tài)需水調(diào)度；?人造洪峰調(diào)度；?泥沙調(diào)度；?水生生物習性調(diào)度。包括水體氣體飽和度、溫度、動能、營養(yǎng)成分等。石佛寺水庫為確保生物工程的成果低水位蓄水試運用，水深淺、水面大，在保證庫水位方面難度很大，平時水庫敞泄對下游水生生態(tài)系統(tǒng)影響較小，石佛寺水庫生態(tài)調(diào)度初期考慮的重點是庫區(qū)生態(tài)用水、改善水質(zhì)、形成區(qū)域小氣候，充分利用水動力學原理，改變污染物在水庫中的輸移和擴散規(guī)律以及營養(yǎng)物濃度場的分布，從而影響生物群落的演替和生物自凈作用的變化。通過對庫水位或水滯留時間的調(diào)節(jié)，對藻類種類組成和現(xiàn)存量進行調(diào)控，其機理是破壞大型藻類的生存條件，并且對營養(yǎng)和藻類的現(xiàn)存量起到稀釋的作用，是改善水庫水質(zhì)的有效途徑。

石佛寺水庫生物工程實施后為保證庫水位46.2m(見下圖)，必須經(jīng)常開啟閘門進行微調(diào)，這給水庫調(diào)度帶來了很多困難并增加了調(diào)度費用。

在現(xiàn)狀泄洪閘16孔中利用3孔，增設開敞式溢流堰。蓄水調(diào)度采取以自由溢流為主、以閘門配合控制為輔的方式。改變現(xiàn)狀全部利用泄洪閘門控制的方式。

為了科學地評估蓄水后生態(tài)建設帶來的效益，石佛寺水庫投入資金進行了庫區(qū)內(nèi)外、地表與地下水監(jiān)測和庫外浸沒監(jiān)測及地形測量，并編制了石佛寺水庫防洪興利生態(tài)調(diào)度運用方案。

工程的運用方式為汛期空庫迎洪，非汛期蓄水。即：汛期蓄水進行實時調(diào)度，空庫迎洪，滿足水庫的防洪要求；汛后落閘蓄水。

石佛寺壩上水位過程線圖

a.9月10日～11月14日可蓄水至46.2m水位。

b.11月15日～3月14日可蓄水至45.0m水位，槽蓄。

c.3月15日～6月30日可蓄水至46.2m水位。

d.7月1日～9月9日在汛期分兩種情況進行運用。正常期：可蓄水至46.2m水位；洪水期：通過水情測報，發(fā)生洪水時水庫進行預泄實時調(diào)度，滿足滯洪水庫的防洪要求。

4.2 石佛寺水庫生態(tài)調(diào)度需要進一步解決的技術(shù)問題

石佛寺水庫防洪興利生態(tài)調(diào)度是2009年5月生物工程實施后提出的，需要進一步解決的技術(shù)問題主要有：分析研究庫區(qū)范圍內(nèi)不同保護對象所依存的生態(tài)環(huán)境因子與水庫調(diào)度之間的關(guān)系,確定水庫生態(tài)調(diào)度的保護目標、最佳調(diào)水時間和調(diào)水量。要對水庫生態(tài)調(diào)度參數(shù)的定量描述、生態(tài)調(diào)水價值定量評價方法及遼河流域水庫湖泊群的聯(lián)合調(diào)度等技術(shù)問題進行研究，不斷優(yōu)化石佛寺水庫生態(tài)調(diào)度方案。

5 長遠規(guī)劃

5.1 規(guī)劃水平年及實施進度

規(guī)劃水平年確定為2010年。

一期規(guī)劃：計劃在2008～2009年完成庫區(qū)生態(tài)治理任務。按石佛寺蓄水試驗應急防護工程實施方案進行。

二期規(guī)劃：計劃在2010～2011年在一期的生態(tài)治理基礎上結(jié)合庫區(qū)內(nèi)旅游業(yè)發(fā)展的需求完成各功能的園林景觀綠化。

三期規(guī)劃：計劃在2012～2015年完成旅游業(yè)各項功能場所的植物綠化措施。

5.1.1 水庫生態(tài)治理

5.1.1.1 一期規(guī)劃

按照統(tǒng)一規(guī)劃布局，選擇具有代表性的區(qū)域、斷面進行典型設計。庫區(qū)綠化總體分為兩個功能區(qū)：明沈公路以下至水庫泄洪閘為濕地生態(tài)區(qū)；明沈公路以上至原西小河河道（征地邊線）為林草綠化區(qū)。按綠化設計方案分為蘆葦種植區(qū)、主河槽綠化區(qū)、水道綠化區(qū)、防護戧臺區(qū)、人工島嶼與明沈公路兩側(cè)綠化區(qū)、牧草種植區(qū)、原有林木保護區(qū)。

5.1.1.2 二期規(guī)劃

在實施一期規(guī)劃的植物設計方案基礎上，結(jié)合旅游業(yè)發(fā)展進一步規(guī)劃各功能區(qū)的綠化設計，二期規(guī)化著重體現(xiàn)園林景觀綠化與旅游業(yè)開發(fā)相融合的綠化設計，突出景觀自然性、生態(tài)多樣性、區(qū)域綜合性、生態(tài)治理科學性、植物景觀持續(xù)性和易操作性。本期規(guī)劃充分完善防護戧臺區(qū)、牧草種植區(qū)、明沈公路兩側(cè)綠化區(qū)及人工島嶼區(qū)。

5.1.1.3 三期規(guī)劃

在一、二期生態(tài)治理規(guī)劃基礎上，充分完善綠化設計不足之處，針對旅游業(yè)開發(fā)運行過程中造成的損壞及各功能場所進行綠化設計。

5.2 庫區(qū)旅游開發(fā)

充分發(fā)揮旅游業(yè)在未來將作為石佛寺水庫經(jīng)濟發(fā)展的主導產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略思想。發(fā)揮資源優(yōu)勢，利用優(yōu)惠政策，以沈北新區(qū)旅游業(yè)的發(fā)展為契機和導向，按照沈陽市將怪坡、石佛寺、七星山規(guī)劃為一條旅游觀光帶的方案，開發(fā)以生態(tài)度假、水岸觀光、民俗風情、商務會議、餐飲娛樂、休閑中心等為主題的富有地方特色、參與性強、多樣性的旅游產(chǎn)品。努力把石佛寺水庫建設成為沈陽市近郊區(qū)生態(tài)宜人、水美、景美的氧吧。

5.2.1 一期規(guī)劃

按照旅游開發(fā)的指導思想及規(guī)劃目標，充分利用石佛寺水庫以生態(tài)建設及園林景觀為主的防護戧臺區(qū)、牧草種植區(qū)、明沈公路兩側(cè)綠化區(qū)及人工島嶼區(qū)。結(jié)合各區(qū)域景觀及區(qū)位特點規(guī)劃生態(tài)度假村、水岸(道)觀光、民俗風情、高爾夫球場、垂釣等旅游項目。

5.2.2 二期規(guī)劃

在一期規(guī)劃的基礎上，利用石佛寺水庫周邊區(qū)域發(fā)展商務會議、餐飲娛樂、休閑中心等綜合性旅游開發(fā)項目。

6 結(jié) 語

石佛寺水庫生態(tài)工程實施后已在水流入庫、庫區(qū)內(nèi)部和出庫等位置布設了水質(zhì)監(jiān)測點，對庫區(qū)地表水、地下水水質(zhì)進行監(jiān)測與分析評價，編制各月、年度水質(zhì)變化報告，為水庫改善水質(zhì)提供科學的監(jiān)測數(shù)據(jù)；將水庫調(diào)度與生物工程措施相結(jié)合，確定最優(yōu)的水流流經(jīng)庫區(qū)時間，以達到改善水質(zhì)最優(yōu)化，最大限度地發(fā)揮生物工程凈化水質(zhì)的功能。

目前,對于濕地的生態(tài)系統(tǒng)服務價值評價,主要集中在自然濕地方面,對于人工濕地的生態(tài)系統(tǒng)服務價值評價很少。石佛寺水庫生態(tài)工程實施后對水庫濕地的生態(tài)系統(tǒng)服務功能組成及其價值特點將進行進一步的系統(tǒng)評價。

在生態(tài)水庫的研究方法上有待進一步更新。對生態(tài)水庫的研究是一個較為復雜的系統(tǒng)工程,應綜合多學科的研究方法。將各種基礎數(shù)據(jù)數(shù)學模型、評價因子及相關(guān)計算方法集成到GIS中,利用“3S”技術(shù)對水庫生態(tài)系統(tǒng)、水庫群的生態(tài)調(diào)度進行大尺度的研究,并以GIS為基礎,建立生態(tài)水庫的監(jiān)測、評價、管理、控制系統(tǒng),使生態(tài)水庫的研究更加深入?！?/p>