水库健康及其评估方法

水库健康及其评估方法

吴腾，等:水库健康及其评估方法 ,,, 水库健康及其评估方法吴腾，张红武(清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京,,,,,,) 摘要:水库具有兴利和灾害的双重特性，为监测水库的运行状态。充分发挥兴利作用，本文探讨了水库健康的内涵。根据水库体系的特点，提出了水库健康指标选取时应遵循代表性、独立性、综合性、易操作性和稳定性的原则。根据水库健康的概念和指标选取的原则，将水库的物理性质、水库的服务功能、水库的生态功能和水库的环境功能作为水库健康评估的,个方面，并确定了每个方面的判别指标及其表达式。综合各项指标建立了水库健康的评估方法，绘制了水库健康评价标准图。根据水库健康评价标准图选取最佳的水库健康修复方案。关键词:水库健康;判别指标;评估;修复人民生命财产的安全;洪水期间，水库没有足够, 前言的兴利库容，水库的调蓄能力受到限制，不能有水是人类赖以生存的资源，在人的生活以及效削减洪峰，对下游的防洪安全的保障性降低;生产过程中起着不可代替的作用，然而降厣系?水库泥沙的大量淤积，使库区河床高程抬高，扩水资源并不丰富。为开发利用水资源，改善水资大土地的盐碱化和沼泽化。水库变动回水区的源的时空分布，缓解水资源的供需矛盾，需要修冲淤变化，影响正常航运，尤其是在航运较重要建各种水利工程，其中最有效的是兴建水库。水的河流，水库常在回水区淤积，水深减小，容易堵库具有双重特性，既可以造福人类，也可以危害塞航道。修建水库后，下泄水流含沙量变小，对社会。下游河床冲刷加剧，河床调整十分剧烈，堤岸防水库具有多种功能，若运用合理，可以发挥护工程的布局与变化的水沙条件不相适应，引致巨大的经济效益。它可以通过合理调度来满足河床变形或出现新险工段。此外，水库也会减缓周围地区灌溉、供水等方面的水量需求，尤其是河道水体的流动，加重水污染，影响附近居民的在枯水年份，水库的水量调控

能直接缓解生物因饮水健康。干旱缺水带来的生存压力;也可以用来发电、改水库的兴利与危害是相互联系和转换的，其善航运、发展养殖;还可以用来调蓄洪水，削减洪中相互转化的重要动力是水库的调节运用和外峰，防止洪涝灾害等。它们的总效益体现了水资力扰动，因此，在水库修建后监测水库的运行状源的综合效益。建国以来，我国兴建了大约况，据此进行调节，使水库处于良好的运行状态，,, ,,,多座水库，其中大型水库,,,多座，中型水对提高防洪安全和充分利用水资源有重要的价库, ,,,多座。早在,,,,年，总蓄水工程的供水值，对国民经济也有现实和长远意义。量相当于全国河川径流利用量的,,,，其后随着 ,水库健康的内涵龙羊峡、东江、白山、刘家峡等大型水库的逐步建成，我国的水资源的利用程度又大幅度提高…，生态系统健康是由,,世纪,,年代加拿大学为经济发展做出了巨大的贡献。者,;,,,,,和,,,,,,,提出口,，是国际学术界出现另一方面，水库对人类也存在潜在威胁。水的新兴研究领域，主要研究人类活动、社会组织、库在拦蓄洪水、调节水资源的过程中也拦蓄了水自然系统及人类健康之间相互关系。健康的生流挟带的泥沙，泥沙大部分在进入水库后逐渐淤态系统具有以下特征:不存在失调症状、具有很积，使水库库容迅速减小，尤其是多沙河流水库，好的恢复能力和自我维持能力、对邻近的其他生这种情况尤为严重。泥沙的大量淤积，使得库容态系统没有危害、对社会经济的发展和人类的健快速削减，水库的各种兴利效益也会受到较大影康有支持推动作用旧,。随后，许多学者提出了河响。水库淤积使蓄水防洪抗旱库容不断损失，导流健康的概念【,引，建立了相应的评估体系，并将致水

库防洪抗旱能力及综合效益降低，威胁城乡其应用于黄河，针对健康状况提出重点解决的方 ,,, 第七届全国泥沙基本理论研究学术讨论会论文集向。也有学者?刚对健康水库的内涵进行了初步系的因素，使主要因素不至遗漏。探讨，并根据健康水库的内涵，构建了评价健康 (,)独立性。水库系统结构复杂，部分指标水

库的指标体系及评价模型。但是这方面的研虽然表示方式不同，但反映的实质相同，在选择究并不多，水库健康概念也不十分确定。水库是指标时应避免重复，防治重复考虑而影响其他因调节水资源的重要手段，与河流相似，也属于一素。个系统。为了更好地了解水库的运行情况，人们 (,)综合性。对诸多系统要素要全面衡量，建立了水库健康的概念，并提出相应的评估指进行综合分析和评价。同时又要突出具体，有代标，以便根据指标的不同情况有选择地进行治表性指标的作用。理。 (,)易操作性。选取的指标要易于操作，所‘水库是人类生产活动的产物，主要目的是兴需的资料也应不难获得，否则费用过高或者资料利。由于河流上修建了水库，相当于在河流系统的精度达不到要求，均会影响对水库健康的评上增加了扰动，改变自然状况下的水沙条件，水估。因此在构建评价指标体系时，要在尽可能简库健康主要应包括两方面:其一，是水库自身的单的前提下，易于计算，并能在要求水平上有很各种功能的发挥;其二，是修建水库后，与水库相好代表性的指标，使其具有较强的可操作性。联系的生态环境的变化。如果水库运行中各项 (,)稳定性。有些指标在社会发展的不同时功能效果发挥良好，且该水库对河流以及周围的期有不同的要求，有些指标会随时间而改变，因生态环境影响不大，则该水库可以认为是健康状而应尽量选择较为稳定的指标。况良好。反之，如果水库自身的功能发挥不如预 ,(,指标的选取期效果，或者对周围的生态环境产生较多的负面对水库状况进行评估的目标是维持水库的影响，则认为水库是不健康的。故水库健康是指健康，它是多因素的综合反映。根据水库健康的在不破坏周围生态环境功能的前提下，水库预期概念和指标选取的原则，将水库健康用水库的物的各项功能发挥良好，其目标在于水库以及周围理性质、水库的服务功能、水库的生态功能和水环境的可持续性发展，其实质是水库在变化着的库的环境功能,个方面进行评估。自然与人类活动的环境中，能够保持系统各部分 (,)水库的物理属性。水库的生命状态优良间的相对平衡，实现正常的、有活力的系统

功能，是水库存在和发挥效益的前提。水库生命状态并具有自我调整而趋于完善的能力。广义而言，体现在,个方面:水库的使用寿命、水库的安全水库健康也就是人、水库和周围环境的和谐关程度以及水库的自我调节能力。系，在人类利用水资源的同时，还要维持水循环水库的使用寿命主要是指水库的淤积年限，的可再生性、水生生态的可持续性和水环境的可与水库的入库水沙条件和出库水沙条件密切相持续性。此外，水库的健康与不健康是一个相对关。水库的寿命越长，水库各项功能发挥的效益概念，它与地域和时间密切相关。比如，同一座越大，水库越健康;反之，水库越不健康。水库的水库，同样的功能，在南方可以被认为是健康的，淤积判别指标可表示为而到北方也可能被认为是不健康的。 ,,,,,,,, (,),水库健康的指标式中,二妻荨銮霪霎雾翥晶水库淤积量。,(,选取原则水库的安全程度主要是指水库蓄洪能力和水库系统结构复杂、层次众多，系统各要素泄洪能力。水库安全程度越高，越能保证水库的间相互作用、相互影响，水库健康的评指标体系寿命;水库蓄泄能力越弱，水库的风险越大，越不也应是一个整体，不能因为强调健康的一方面而利于水库的

长期运行。忽略其他方面的影响。为客观、全面、科学的衡水库当前蓄洪能

力可以表示为量水库健康状况，在确立评价指标体系时，应遵 ,,,,，,,, (,)循一定的原则。式中,——当前水库库容; (,)代表性。根据水库的功能和当地的水

沙 ,——设计阶段该时刻的水库剩余库容。条件，选择对水库功能发挥和环境影响有直接关水库的泄洪能力可以表示为吴腾，等:水库健康及其评估方

法 ,,, ,,,,？。,,？, (,) 式中,,,——各月目标供水量;式中现。——当前泄洪能力; ,，——各月实际供水流量。现。——设计阶段该时刻的泄洪能力。满足小于破坏深度的月数占总月数的百分此外，水库的自我调节能力相当于水库机体比，即设计供水保证率。的免疫力，反映水库对外界条件改变后的承受航运是水资源综合开发利用中的另一个重力，是水库各项功能发挥的保证。要组成部分，