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以科学发展观指导水利水电工程的生态调度
日16:04&&&
中国水科院 水环境所
&&& 我国是水利水电建设大国，自20世纪90年代以来，随着河流生态问题的日益严峻，我国的水利水电工程建设在摆脱资金、技术等制约阶段后，进入到生态制约阶段，协调好河流开发和环境保护之间的矛盾，已成为新时期水利水电工程建设亟待解决的关键问题。要解决这一问题，不仅是党“十七大”报告中提出的建设生态文明的基本要求，也是在水利水电行业贯彻落实科学发展观的具体体现，具有十分重大的现实意义。
&&& 近年来，在“人水和谐”的治水新思路下，水利部门开展了一系列生态调度的有益尝试，较好地改善了当地的区域生态环境，作为一种有效的河流生态修复技术手段，生态调度在我国得到越来越广泛的应用，同时也存在诸多问题。
&&& 一、国内外生态调度实践现状
&&& （一）国外生态调度实践现状
&&& 生态调度是一种主要的河流生态修复措施，在国际上，许多国家开展了生态调度实践，其中，尤以美国和澳大利亚等西方发达国家水平最高，在此，重点选择了美国的田纳西流域的生态调度、克罗拉多河格伦峡谷大坝的适应性管理和澳大利亚墨累-达令河的生态调度案例进行典型分析。
&&& 1、国外生态调度典型案例
&&& 案例1： 田纳西河流域的生态调度
&&& 田纳西河流域位于美国东南部，干流全长1050km，流域面积10.5万km2，年径流量593亿m3。1933年田纳西法案授权实施流域综合开发，开发目标为航运、防洪和电力供应。20世纪50年代完成全流域的梯级开发，共建水库54座，其中，总防洪库容约为145亿m3，占流域年径流总量的24.5％。水电装机330.5万kW，干流可通航里程达1045km。
&&& 田纳西河流域管理局（Tennessee Valley Authority，TVA）在20世纪50年代完成全流域的梯级开发后，水利水电工程的管理始终在顺应社会发展的需求和公众需求的变化下而不断调整，通过对水库的调度方式进行优化来最大限度地满足经济发展与环境保护相协调的目标。
&&& 自20世纪90年代开始，在田纳西流域水利水电工程调度方式的优化方面，田纳西流域水利水电工程调度方式主要经历了两次重大的调整。1996年美国联邦能源委员会在水电站运行许可审查过程中，要求针对生态环境影响制定新的水库运行方案。由此开始第一次重大调整，调度目标相应增加了水质保护、生态修复和生物栖息地保护的内容，各个水库采取了相应的增加最小流量和DO浓度的技术措施。第二次重大调整是在2004年实施，探求更大程度地满足公众娱乐需求的可能，与此同时避免对原有功能造成过度损害，美国环保局在评估TVA提出的8个备选方案后，提出了折中的方案，于2004年5月被TVA采纳正式实施。新的方案最大限度地满足了公众和管理机构的需求，同时，对原有的基本功能也没有造成大的损失。
&&& 案例2：科罗拉多河格伦峡大坝调度的适应性管理
&&& 科罗拉多河流经美国和墨西哥，长度约2333km，流域面积64.2万km2，多年平均径流量170亿m3，流域内水库总库容达872亿m3，年供农业灌溉用水约95亿m3，城市和工业用水约28亿m3。其流域内最大的蓄水工程是格伦峡大坝，位于上游段末端，库区为鲍威尔湖，总库容333亿m3，1963年建成，其开发目标是航运、发电、灌溉、防洪，装机容量104.2万kW。
&&& 格伦峡大坝建成后，下游水文情势的季节和年际变化显著变小，而发电调峰引起的流量日变幅却显著增大，下泄的清水造成下游河道冲刷，下泄水温年内变幅缩小。大坝运行引起了濒危物种种群的持续下降和下游河滩栖息地的冲刷。
&&& 社会公众对环境保护及休闲娱乐价值的重视推动了格伦峡大坝运行调度方式的调整。自1982年至1995年，进行了大量大坝调度的生态环境效应的研究，期间，1992年大峡谷保护法案通过，对格伦峡大坝的运用调度提出了新的要求，1995年最终的格伦峡大坝调度环境影响报告完成。报告中提出了9种调度备选方案和“适应性管理”的建议。1996年内务部采纳了改进的低波动水流（MLFF）的推荐方案，要求调度除满足传统的开发目标外，还必须考虑濒危物种保护、下游河滩栖息地恢复及文化娱乐价值保护等。1997年内务部正式成立了格伦峡大坝适应性管理工作组，确定了组织机构和工作流程。从1996年至今，大坝调度一直按照MLFF方案在进行，适时地实施生态水流试验，及时反馈，不断改进调度方式。
&&& 案例3 ：墨累-达令河生态流量管理
&&& 墨累-达令河流域位于澳大利亚的东南部，河流长度3750km，流域面积106.1万km2，地跨四个州，全流域年总平均径流大约为238亿m3。流域中修建了90多座大型水库，总库容295亿m3，每年灌溉水量100亿m3左右。墨累-达令河流域内湿地众多，拥有8个国际重要湿地，是澳大利亚生物多样性的重要区域。
&&& 墨累达令河流域的水资源状况及水资源开发利用水平与我国整体状况具有很大的相似性，都具有水资源短缺、竞争性用水矛盾比较突出，且农业用水所占比例较大的特点，同时，河流生态系统由于承受多重胁迫，水污染严重，水生态恶化现象比较突出，流域下游水体中出现蓝藻爆发及盐渍化现象，流域内湿地都在经历不同程度的退化。为了遏制流域健康不断下降的趋势，墨累达令河流域管理委员会在20世纪90年代进行了实施生态调度的可能性的研究，对Hume和Dartmouth大坝调度进行了回顾分析，探寻实施生态调度的技术可行性。经过近10年的准备，2002年由澳大利亚政府和流域内四州共同启动了墨累河生命行动计划，它也是澳大利亚最大的河流恢复行动，目的是将墨累河建设成一条健康工作的河流。其内容包括河道结构和调度方式的改变以及必需的调查活动，以便能最佳地利用Murray河流环境，同时，还要求墨累-达令河流域委员会建立水市场，按照实施的时间先后，每年节水的目标将逐渐从最初的350GL提高到中期的750GL和远期的1500GL，用于环境改善。墨累达令河流域生态流量管理实践是世界上第一个在全流域尺度内大规模进行生态修复实践的案例。
&&& 2、国外生态调度实践的主要特点
&&& 通过对以上案例的分析，国际上开展的生态调度实践呈现以下特点：
&&& （1）生态调度开展的历史时机有鲜明的阶段性特征，是在具备必要的社会经济基础条件下才能得以实施。
&&& 西方发达国家是在20世纪80年代基本完成了流域点源污染治理后，陆续开展河流生态修复，将河流环境管理目标由传统水质保护为主逐步整合到保持河流良好生态状态的综合目标，这一转变是基于必要的社会经济基础实现的。例如从80年代开始，美国的水资源总用水量与人均用水量均呈逐年减少趋势，田纳西流域水电在电源中所占比重由50年代时的主要电源降低到现状装机总量的11%左右；澳大利亚农业产值占GDP和对出口的贡献由1950年的26.1%和85.3%降低到年的3.2%和2.5%，这些因素使得调整水电运行调度方式或通过农业节水提供河流生态环境用水具备经济可行性。
&&& （2）生态调度目标具有明确针对性。
&&& 国外生态调度实践中，具体生态调度目标的确定取决于流域自然环境特征、水资源开发利用方式、社会经济发展水平、拟解决的生态问题以及所采取的河流生态修复策略，具有很强的针对性。例如科罗拉多河格伦峡谷适应性管理的目标是珍稀物种的保护及下游沙洲栖息地的恢复，兼顾娱乐性需求，而墨累河生命行动则是以流域整体式的生态修复为目标的。
&&& （3）生态调度已经融入流域综合管理。
&&& 20世纪80年代末至90年代初，西方发达国家从整体性管理的角度提出了流域综合管理的理念，河流生态完整性成为与传统的防洪、兴利目标并列的基本管理目标，近年来又提出了动态管理，即在某种程度上恢复河流的自然变化动态来维持或恢复河流的生态活力。生态调度的技术特点恰好与流域综合管理的要求自然契合。经过10余年的发展，生态调度已经自然融入流域综合管理的日常工作之中，成为制度性、日常性的河流综合管理的重要调控手段。
&&& （4）生态调度的实施方式各异，但社会推动力均来自于社会公众环境意识的提高及生活质量价值判断的深刻变化。
&&& 从组织实施方式看，有个案式及整体式两种。美国生态调度实践以个案式处理为主，是通过对已建大坝启动运行调度环境影响评价机制，广泛的公众参与制定不同的调度备选方案和系统的评估优选而实施；而墨累河生命行动则是以政府整体推动的方式在流域内选择试点统一布置实施。但是，推动水利水电工程调度方式转变的动力均来自于公众生态环境意识的提高和对生活质量价值判断的深刻变化。
&&& （5）针对生态调度引起的利益关系的调整，普遍通过立法、广泛的公众参与以及对用水行为的全成本分析来寻求公平地解决。
&&& 西方发达国家十分强调依法调度。通过立法可以体现国家的政治决心，明确生态水量的法律地位，从根上保证生态调度的日常化和制度化。但各国国情不同，生态调度立法亦有所不同：在美国主要是基于净水法案、濒危物种保护法案。在决策机制方面，均强调广泛而充分的公众参与在确定生态调度目标中的作用。在利益平衡方面，还强调以全成本核算及水权交易等方式来保证以公正公平的方式实现既有利益的重新平衡。
&&& （6）针对流域多尺度、多等级结构特征及流域整体性特征，注重选择合适的技术方法，来客观地选择生态调度试点，评价流域总体的修复效果，更好地指导开展生态调度。
&&& 以墨累河生命行动计划为例，在确定宏观的流域生态修复目标后，利用墨累河流量评价工具（MFAT）来筛选试点和预测评价总体修复效果。它将墨累河划分为十个河区，对河道内鱼类栖息地、水藻及洪泛平原植被、湿地植被和水鸟的响应进行预测，利用以上预测结果并赋以适当的权重，这样，则可以整合河区内、河区间或整个流域的评价结果，筛选最重要和最可能取得成功的试点。
&&& （7）强调利用适应性管理，通过加强实验、监测、研究和及时反馈来不断减少生态调度中存在的不确定性。
&&& 西方发达国家正视河流生态系统自身的复杂性和河流生态响应的不确定性，在生态调度实践中，首先强调利用最新的科学知识来提出指导生态调度的可供验证的基本假设，然后强调利用周详的、长期的系统监测研究计划以及效果评价计划来积极地对已有的假设进行验证，并不断地反馈改进生态调度。以格伦峡大坝为例，新调度方案是基于多年研究成果而形成的，通过1996年至2001年的多次生态水流试验否定了原先的假设，在2002年又及时地提出新的假设，认为大坝泄放人造洪峰的时机必须与支流泥沙的大量输入时机紧密配合，才可能达到恢复河滩沙洲的目的。按照新的假设又设计出新的人造洪峰过程，在2004年再次进行试验。尽管还没有实现既定的生态修复目标，但通过大量的生态流量实验加深了对下游水文地貌过程规律的认识，为实现既定目标不断地向前迈进。
&&& （二）国内生态调度实践现状
&&& 尽管国外实施生态调度的历史较长，生态调度概念却是由我国水利界首先明确提出的，并很快在水利部、流域机构的管理实践中得到应用。自2000年以来，我国珠江、黄河、嫩江、海河、太湖、淮河各大流域都陆续开展了生态调度实践。调研中选择影响较大的案例进行了分析：
&&& 1、国内生态调度的典型案例
&&& （1）珠江压咸补淡应急调水
&&& 近年来，珠江流域持续降雨偏少、来水偏枯，珠江口咸潮上溯不断加剧，严重威胁澳门、珠海等珠江三角洲地区居民的饮用水安全。国家防总、水利部连续组织实施了 年珠江压咸补淡应急调水，年转为枯水期珠江骨干水库统一调度。调度中针对龙头水库采取先蓄后补，保证调度水量的方法，调度策略采用“避大潮、压小潮、多蓄淡”的方法，调度的方式采取“月计划、旬调度、周调整、日跟踪”的方法，并每日跟踪，实施精细调度。压咸补淡调度的成功实施保障了澳门、珠海等城市的供水安全，通过不断总结经验，摸索洪水资源化与压咸补淡的结合，最大限度地减轻了龙头水库因调水而导致的经济损失，初步实现了供水、发电、航运、生态等多方共赢的局面。
&&& （2）黄河调水调沙
&&& 黄河是世界含沙量最高的冲积河流，其中下游平原河段具有“水少沙多、水沙关系不协调”的特征，20世纪下半叶以来，上游来水显著减少，特别是汛期水量大幅度减少，河道淤积和河槽萎缩成为河流最严重的不健康因素。
&&& 为此，年黄河防总连续3年进行了调水调沙试验，尝试利用水库联合调度塑造人工异重流排沙出库，利用人工扰沙技术促进河床泥沙启动，实现河床下切、输沙入海。在成功试验的基础上，2005年调水调沙由试验正式转入生产运用。日至7月7日，黄河防总按照洪水资源化和水沙联合调控的思路，精心调度万家寨、三门峡、小浪底等水库，再次成功实施调水调沙。此次洪峰是近10 年来下游河道通过的最大洪峰，下游主河槽得到全线冲刷，而且还漫灌了黄河口湿地，为湿地保护及时补充了淡水资源。
&&& （3）塔里木河生态应急输水
&&& 塔里木河是我国最大的内陆河，国内流域面积99.6万km2，多年平均径流量398.3亿m3。水资源的无序开发和低效利用使源流向干流输送的水量逐年减少。下游近400km的河道断流，尾闾台特玛湖干涸，导致沿河大片胡杨林死亡，绿色走廊濒临毁灭，位于河道东西两侧的库鲁克沙漠和塔克拉玛干沙漠呈现紧逼的合龙态势。为了解决出现的情况，流域管理机构充分利用了开都河年连续的丰水年景的有利条件，2000年开始从博斯腾湖向塔里木河下游河道应急生态输水, 到2005年共实施了7次应急输水，输水总量达20.42亿立方米，取得了良好的生态恢复效果。
&&& （4）扎龙湿地应急补水
&&& 扎龙湿地为乌裕尔河下游失去主河道后漫溢而成的典型芦苇沼泽湿地，面积约21万hm2, 1987年在此建立起国家级自然保护区，主要保护对象为丹顶鹤等珍禽及湿地生态系统。近年来受到自然因素及人类活动影响，进入湿地水量呈减少趋势，特别是遇连续枯水年，湿地水面急剧减少，部分沼泽干涸，严重威胁湿地生态健康。
&&& 为避免因湿地缺水引发的生态危机，自年黑龙江省连续实施了扎龙湿地应急补水，累计补水约9.5亿m3。每年补水时段为4-10月，视来水情况分汛前和汛后两个阶段进行，主要采用人造洪峰补水和间隔性补水两种方式进行补水。扎龙湿地补水后，有效遏制了湿地萎缩现象，湿地水禽的水量与种类相比于补水前大大提高，对水禽生境质量有明显改善。
&&& 2、国内生态调度的主要特点
&&& 2000年以来开展的大量生态调度实践表明，生态调度的理念已在我国得到了广泛的接受，并取得了初步成功。我国近年来开展的大量生态调度实践具有以下特点：
&&& （1）调度的实施主要是应对自然灾害或生态灾难的应急性的调度，并且主要通过行政手段实施，在珠江、黄河等部分流域内也出现了由实验性、应急性的调度逐步向生产运行的制度化调度发展的趋势。
&&& （2）生态调度仍以水质和河道结构改善为主要目标。我国已开展的生态调度实践涉及水库水体、河道水体、以及河口水体等，主要解决富营养化、咸潮入侵、湿地干涸等问题，按照生态调度目标可分为：水质改善、河道结构改善、岸边带及湿地恢复三种类型，其中岸边带及湿地恢复的生态保护目标更为明确，但日常化、制度化趋势仍不明显，而前两种类型均表现出较强的制度化的趋势。目前，以明确的生物物种或河道内生物栖息地质量改善为目标的生态调度尚无实践案例，但拟议中的以满足四大家鱼产卵需求的长江流域三峡工程“人造洪峰”调度是以四大家鱼的种群恢复为目标，其生态学含义将更为充分，但实施难度也将更大。
&&& （3）多目标实时联合调度技术水平可基本满足对水沙过程、水盐过程实施精细化调控的要求。
&&& 从20世纪80年代我国开始水库群的联合优化调度研究和实践以来，我国水利水电工程的调度理论和技术取得了长足的进步。调度实践中，涉及了流域内甚至跨流域调度，涉及的水工程类型包括单个枢纽及水库群，调度运用方式由单一的水量调度向水沙、水盐联合调度发展，整体呈现时间尺度上由单一水期调度向汛期、非汛期联合调度，空间尺度上由干流调度到全流域调度过渡的趋势。调度的控制精度不断提高，黄河调水调沙试验以高含沙水流的输送机理研究为突破点，在多泥沙河流水沙联合调度理论及方法方面取得了突破性进展，实现了不同水沙组合的时空的“精确对接”和适宜水沙组合再造。
&&& （4）充分重视洪水资源化与生态调度的有机结合。
&&& 近年来，为解决日益尖锐的传统防洪调度和兴利调度的矛盾，我国在水库动态汛限水位及水文预报调度技术研究方面取得了突出的进展，在一些生态调度实践中实现了与洪水资源化的有机结合。例如在塔河生态应急补水和珠江压咸补淡中均通过洪水资源化保障了生态调度的水源。
&&& （5）流域水量统一调度是实现生态调度的首要前提，进一步加强流域综合管理日益成为社会共识。自1999年3月开始实施的黄河流域全河水量统一调度，保证了近年来黄河下游不断流，为实施黄河调水调沙试验提供了水量保证。珠江流域压咸补淡调度实践则凸显了骨干水库的联合调度对于解决当前珠江重大水问题的战略意义，有关方面高度呼吁尽快制定《珠江骨干水库调度管理条例》，以法制化来切实推进流域水资源统一管理。
&&& 3、我国生态调度中存在的突出问题
&&& 尽管已经实施的生态调度实践取得了十分显著的生态修复效果，但我国在生态调度方面仍存在以下主要问题：
&&& （1）目前我国大多数的生态调度仍以单一的水质改善为目标，具有明确的生物保护对象的生态调度实践还较少。
&&& （2）生态调度仍缺乏系统的理论指导和相对扎实的基础研究作支撑。
&&& 生态调度的理论基础是河流生态学。西方发达国家的关注重点自20世纪80年代已转移到对水利水电工程运行调度的生态环境效应的回顾评价和减免方面，由此进行了大量的生态修复实践和相应的观测研究，促进了河流生态学的快速发展。而我国还只是重点关注新建、在建工程的生态环境效应的预测，主要通过我国的环境影响评价制度来管理，在水利水电工程生态环境影响的系统的后评估工作也十分薄弱。受专业知识、资金的限制，我国普遍缺乏长期系统的生物监测资料，对生物的生态水文、生态水力学特征的认识还很薄弱，对水沙过程与生物过程的相互作用关系研究较少。生态流量的设置主要集中在最小下泄生态流量，对于动态流量过程的生态作用认识还很不充分，尤其对洪水过程的生态作用则更少关注。与国际先进水平相比，我国已开展的生态调度实践尚缺乏系统的理论、方法和技术手段的指导和支持，对于调整调度方式的次生效应、远期效应的研究还不够深入系统，还没有周详的、长期的系统监测计划以及效果评价计划。
&&& （3）服务于生态调度目的的工程布局、监测技术及网络、调度决策体系等方面亟待改善。在某些流域内水利工程的布局仍不完善，调水水源距离与调度保护对象距离遥远，缺乏中间的控制性水库枢纽，严重地制约了生态调度的时效性。除部分流域外，监测技术及监测网络的自动化程度和覆盖程度仍有待提高。在监测项目中，主要是水文、泥沙、水质监测项目，普遍缺乏生物学指标。
&&& （4）生态调度的长效机制尚未建立，严重地制约着生态调度的可持续性。
&&& 我国的流域管理体制是流域统一管理和行政区域相结合的方式。在市场经济条件下，我国尚未建立水资源配置的市场机制，对水权，特别是生态水权的划分仍很模糊。在已实施的生态调度中主要是以行政手段为主的应急调度，往往需要通过多部门、多行业协调的方式，来协调因生态调度而引起的利益关系的调整。除黄河流域及其他少数流域已经明确了水量分配关系，初步实现了流域水量的统一管理和调度外，在其他流域内，水资源的统一调度仍未真正落实。
&&& 目前我国在生态调度目标的合理确定、生态流量过程的确定方法、生态调度长效机制的建立等方面仍需要进一步改善。总体而言，我国流域综合管理仍处于较低的水平，严重地制约着生态调度的发展。
&&& 二、生态调度的基本准则
&&& （一）近自然的水流情势恢复准则
&&& 河流的自然动态变化特征是维护河流生态系统生态完整性的决定性因素。水沙过程是河流物理栖息地的主要决定因子，洪水过程等大尺度过程维持着河流的纵向和横向连续性，对于河流内河流物种种群的迁移扩散和生命史的完成具有重要意义，在长期进化过程中河流生物形成了适应自然水流情势的生活史策略，使得水流情势的变异对本地物种不利而有助于外来物种入侵。
&&& 描述流量过程以及特定的流量事件（洪水、干旱等）可以用“自然水流情势”来表征，它包括五个关键的组成部分：流量的幅度、发生的频率、延续的时间、出现的时机或可预测性以及流量变化的速率或闪度。
&&& 理论上，恢复河流的自然水流情势是恢复河流生态完整性的根本手段。但由于人类社会的发展深刻地改变了河流生态系统的结构，完全恢复河流自然水流情势已经不可能，只能在充分了解河流水流情势与河流生态响应关系和权衡社会经济可承受力的基础上，尽可能地保留对河流生态系统影响重大的流量组分来最大限度地塑造近自然的水流情势，尽可能地恢复河流的生态完整性。这也就是生态调度的现实准则-近自然水流情势恢复。&&&& 生态调度的现实准则-近自然水流情势恢复
&&& （二）因地、因时、因物种制宜的原则
&&& 由于世界上每条河流都具有自身的独有的特征，同时又支撑着不同发展水平、不同社会文化传统的人类社会，使得每条河流所受胁迫类型和程度及其组合各不相同，水流情势中受影响的特定流量组分及程度各异，最终河流中受影响的物种以及受影响的生活史阶段各不相同。在生态调度实践中，所需要解决的问题也便不同。
&&& 因此，生态调度目标设置必须因时、因地、因物种而异，通过对各类流量事件及其生态效应的识别，确定特定的生态流量组分，生态调度目标设置的合理性是决定生态调度成功的关键。&&&& 生态调度的因地、因时、因物种制宜的原则
&&& 三、我国生态调度的发展策略
&&& 鉴于我国水生态恶化的局面，生态调度将成为一项长期的河流生态修复的主要手段。生态调度要从目前的应急性调度逐步过渡到日常性调度为主，亟需制定相应的发展策略。为此，针对我国生态调度的整体战略、调控理论、方法、技术保障及长效机制等问题，提出如下建议：
&&& （一）尽快确立我国生态调度的整体战略
&&& 1、充分重视生态调度目标设置的科学合理性，根据不同流域的实际特点，因时因地制宜地确定符合社会经济发展阶段的适宜的生态调度目标。
&&& 我国大规模河流开发于20世纪50年代，相对于欧美国家100～200余年的开发历史而言，具有时间短、开发集中、强度大的特点，水污染、渠道化、片断化等胁迫呈现集中突发的形式。同时，由于我国的水土流失比较严重，河流的含沙量较大，冲积河流演变的高度不稳定性和不确定性也增大了河流生态修复的难度。另外，我国东西部社会经济差距明显，而且又呈加大的趋势，造成我国社会经济发展多阶段共存的现象十分严重。这些现象都造成中国河流生态修复的任务更为复杂和艰巨，也直接造成科学合理的生态调度目标确定的难度和复杂性。
&&& 因此，应确立河流生态修复的行业发展新方向，在设置生态调度目标时必须充分考虑社会经济发展的阶段性特征，通过多部门合作共同确定，重视社会经济发展阶段性对生态调度目标的限制作用，并以此为基础设立适合国情的近期和远期目标。在近期目标中，仍应以水质改善和河道结构改善等目标为主。正视我国经济发展正处于转型期，水污染事件与水生态灾难时有发生的严峻局势，强调治污优先的原则，研究应急性生态调度的启动条件和相应的实施预案；从应急生态调度的响应速度和效率的角度，审视已有的工程布局的合理性；加快关键性控制工程的建设，奠定工程调控的格局。同时，对具备条件的流域，尝试开展具有明确生物保护目标的生态调度实践。根据对我国人口、社会经济中长期发展趋势的预测，以及水资源开发利用特征的变化情况等，研究确立远期目标，全面开展具有明确生物保护目标的生态调度。另外，根据不同流域的实际特点，因时因地制宜地确定符合社会发展阶段的适宜的生态修复目标，充分考虑时空尺度，合理安排试点工作和流域生态调度整体安排。
&&& 2、确立物理栖息地保护和修复战略，发挥行业优势，与其他部门携手，主导河流生态系统管理。
&&& 我国的河流生态管理涉及水利部、环保总局、农业部、林业局等有关部委，各个部门属于条块分割的管理方式。而栖息地是河流生态系统的基本单元，栖息地的形成和维持是河流物理、化学、生物过程综合作用的结果，具有明确的生物学含义，在落实流域生态保护目标时必然最终要落实到栖息地的尺度，开展河流健康评价也必须基于对栖息地质量的评价，因此它是进行多部门、多学科合作的良好的平台。由于河流的水文地貌过程是河流栖息地演变的主要驱动力，国外的河流生态修复则因此确定了河流物理栖息地修复这一主要策略。物理栖息地是指对栖息地形成、维持起关键作用的物理要素的集合，在我国确立物理栖息地修复策略可以充分发挥水利部门对河流水文地貌过程机理深刻认识和长期数据积累的优势，主导河流生态系统管理。
&&& 3、在流域管理中逐步确立“适应性管理”模式，积极地克服河流生态调度中的不确定性，促进河流生态调度的推进和不断完善。
&&& 在河流生态调度过程中，要面临诸多困难，主要包括对水文情势变化的生态响应的知识欠缺，以及河流生态系统自身的水文地貌过程的不确定性以及人类活动的不确定性等方面，在这种条件下进行生态调度必须要借助于适应性管理策略。
&&& （二）完善生态调度调控理论
&&& 1、从理论基础方面，需要从传统的河流系统角度拓展到河流生态系统视角，确立河流生态学在生态调度中的指导地位。
&&& 随着我国水利界对生态问题的关注，在理论上亟待从河流体系视角拓展到河流生态系统的视角，从生态保护的角度重新审视河流系统的特性，认识其生态完整性及生物多样性的维护机制。从原来擅长的对河流水文地貌过程、化学过程的认识逐步向兼顾生物作用过程的方向转变，加深对水文地貌过程的生态含义的认识和理解，在我国尤其要关注水沙过程与生物、化学过程之间的相互作用及影响关系，认识河流水沙过程调控对河流生态系统的结构功能的破坏途径和恢复途径。&&& 2、在理论支撑方面，开展适合我国特色的生态调度调控理论及生态流量设置方法研究。
&&& 生态调度的成功实施，必须建立在坚实的生态调度调控理论基础之上。重点开展多学科、跨学科的水沙过程变异的生态响应机制及生态效应研究，认识河流水沙过程调控对河流生态系统的结构功能的破坏途径和恢复途径。在强调最小生态需水量的基础上，逐步向动态的自然水文情势的范式转换，加强对洪水过程的生态响应的研究。以生态水文学、生态水力学、生态水工学相结合的方式促进河流生态学研究进展，逐步实现由模式模仿向基于生态过程的生态调度过渡，为我国的河流生态管理提供坚实的科学基础。
&&& 3、需深入开展河流健康评价理论及方法的研究。
&&& 针对河流生态系统多尺度、多等级结构特征，研究建立具有诊断性、预测性、可比性的河段-河流-流域三级河流健康评价系统，为河流生态问题、胁迫因素的诊断和河流生态调度效果的评价奠定基础。
&&& （三） 开展生态友好型水利水电工程生态调度技术研究
&&& 在技术方法方面，尽快建立适合我国具体国情的水利水电工程生态调度技术准则和评价方法，重点解决生态流量过程的确定方法、实时调度中生态调度规则生成及调度技术、以及生态友好的水工建筑物辅助泄放技术等问题。
&&& 1、生态流量过程确定方法的研究
&&& 在西方发达国家，生态流量确定方法均基于“自然水流情势”这一范式，都是以不同程度地对自然水流情势的模仿为特色。从河流生态保护策略上看，生态流量方法的发展趋势反映出由针对单一物种的IFIM方法向针对河流生态系统整体保护策略的整体性方法发展的趋势。对应于河流生态管理的不同阶段，已经具有能够适应其不同空间尺度和不同精度和资源需求的方法，呈现出由普适目的向能够反映生态系统等级结构和管理阶段不同需求和不同限制因素下的分用途、分精度的方法库方向发展的趋势。从对自然水流情势的模拟程度和考虑因素的全面性上看，考虑的对象由河道内扩展到河道-洪泛平原，考虑的水文变异性由年内变异性扩展到年际变异性。
&&& 我国目前的生态流量确定方法仍基本停留在适于规划阶段的粗略的水文学方法阶段，在未来的发展中应注意借鉴吸收国外的成功的经验，同时针对我国国情，重点研究开发适于规划、设计及运行调度阶段的不同精度和不同资源需求的动态生态流量确定方法。
&&& 2、实时生态调度规则的研究
&&& 目前为止，将生态流量需求明确地纳入水库的实时调度规则中的研究还很少。尽管存在着规划阶段与实时调度阶段水文信息不匹配和来水序列不确定性的困难，但实时生态调度规则的研究可从以下方面进行：
&&& 首先对流域内水文情势的改变程度和相应的河流生态系统所承担的社会经济任务进行详细的分析，对水文情势从年内过程及年际差异方面划分不同的水期，从较细的时间尺度上分析水文情势变化程度及所承担社会经济任务的可替代性程度。
&&& 其次，针对每一水期逐期分析不同社会经济功能及生态用水需求的流量过程和优先性，进行优先度排序。对于多泥沙河流，还要从水沙联合调度的角度细化考虑水沙组合优劣程度及其优先度排序。
&&& 最后，进一步开展气象水文预报技术研究，尽可能地提高预见期和预测精度，同时，开发调度预案生成技术和效果评估技术来最优化流量下泄过程，以便实现科学经济的实时生态调度，开发梯级水库的多库群联合调度及干支流联合调度的生态调度潜力。
&&& 3、生态友好的水工建筑物辅助泄放技术研究
&&& 对于大型水利水电工程造成的低温水下泄、溶解气体过饱和等问题需要研究生态友好的泄放技术，例如大坝分层取水技术、生态友好的高水头消能技术，以及涡轮机通风、涡轮机掺气、表面水泵、掺氧装置、复氧堰等设施等。对于多泥沙河流，继续深入研究适宜水沙组合的水沙联合调度泄放技术等。
&&& （四）开展建立生态调度长效机制的前期研究
&&& 在当前竞争性用水的格局下，有效地分配生态水量来塑造生态流量过程，是决定生态调度能否成为制度性安排的关键。从本质上看，生态调度实践是在重新调整人与自然、人与人之间的利益关系，其成败的关键在于制度建设, 涉及到生态水量的保障、科学技术保障以及管理制度建设等。
&&& 1、生态调度水量的保障
&&& 在当前竞争性用水格局下，开展生态调度必须解决生态水量的保障，总体上仍应遵循市场机制与行政手段相结合的原则，近期则依照“量力而行，见机而为”的原则，通过洪水资源化部分解决水量保障；远期则依靠水资源市场配置机制的完善、全社会节水水平的提高以及预报调度技术的提高，从根本上解决水量保障问题。
&&& 2、生态调度的科学技术保障
&&& 生态调度相比于传统的调度，受社会经济的制约因素和涉及对象都远为复杂，生态调度的科学技术保障力度将决定生态调度的科学性和经济性。总体上确立物理栖息地保护和修复战略，在此基础上遵循“多部门合作、突出行业优势、重视监测研究”等原则，增大科技投入，推进生态调度相关科学技术的发展。其中，从物理栖息地入手，有利于发挥水利部门对河流水文地貌过程机理具有深刻认识和长期数据积累的行业优势，与其他部门携手，共同推进河流生态系统管理。建议加大监测研究的力度，对生态调度试点重点加强监测和研究的投入，系统地开展研究和长期监测工作，为全面生态调度和建立河流生态监测网络奠定科技基础。
&&& 3、生态调度的管理制度建设
&&& 在管理制度方面，进一步加强流域的水量统一管理，开展生态水权研究，明确生态调度的法律地位。加强生态调度补偿机制研究，以社会可接受的方式落实生态水量；加强对水利水电工程的全生命阶段管理，开展绿色水电认证的研究和试点工作；对决策机制和管理机制进一步提高透明度，提倡广泛的公众参与，增进公众对水利水电工程调度效益和困境的理解，尽早建立符合中国国情的、基于河流流域生态健康的水利水电工程调度模式。
&&& 四、结论
&&& 生态调度是流域综合管理的重要手段，是实现河流生态修复的重要措施。我国现阶段严峻的河流生态问题促进了我国生态调度实践的开展。但生态调度水平的高低受制于流域综合管理的水平，我国现阶段较低的流域综合管理水平决定了我国的生态调度尚处于初级阶段，未来需逐步从应急性生态调度过渡到日常性制度化的生态调度。
&&& 在此过程中，应该有选择地吸收国外的生态调度经验，遵循近自然水流情势和因地因时因物种制宜的基本准则，充分重视对生态调度阶段性特征的认识，制定适合国情的近期和远期目标，开展适合我国特色的生态调度调控理论及技术方法研究，逐步建立起面向河流生态健康的长效机制，积极稳妥地推进生态调度工作。
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