天津市河道生态环境需水及水源分析

摘要：随着经济社会的快速发展和城市化进程的不断加快，一方面天津市原有的城市生态环境遭到了严重的破坏，另一方面城市发展对水生态环境提出了更高的要求。面对不容乐观的城市水生态环境，天津市就要从整体发展着眼，确定合理的河道生态环境需水量，保障生态用水水源，从可持续发展的角度加快改善河道的水生态环境。

关键词：水生态环境；水资源；河道；需水；天津

中图分类号：TV213.2 文献标识码：B 文章编号：1004－7328（2009）05－0020－02

1 引言

天津市地处海河流域下游，历史上河网密布、水面众多、漕运发达，素有“九河下稍”之称。到了20 世纪60 年代，由于流域内气侯干旱少雨，上游水利工程的修建，入境水量减少，加上工农业快速发展和人口增加，用水量迅速增长，河道水量迅速减少。至今，天津市大部分河流都出现断流，成为季节性河流。干涸的河道，丧失了其灌溉、航运、美化环境、改善气候等原有的功能，而经济社会的发展和城市化进程的加快又对河道生态环境提出了更高的要求。以天津市河道水生态环境现状为出发点，确定天津市城市河道生态环境需水量，并分析提出可用水源及逐步修复或改善河道水生态环境的办法。

2 河道生态环境存在的问题

2.1 水资源严重短缺

根据水资源调查资料统计，1956—2000 年天津市多年平均水资源总量为15.70 亿m3，人均水资源占有量不足全国人均水资源占有量的1/15，且水资源时空分布不均，连续枯水年份经常出现，水资源严重短缺。

在这种水资源严重短缺的情况下，传统观念认为水资源应首先满足人类生存所必须的生活、生产用水，其次才是环境用水。根据可持续发展的理念，我们认为生态需水与生活、生产需水同样重要。但由于缺水严重，生态环境需水仍得不到可靠保障。

2.2 河道水质差，达不到景观用水要求

河道作为城市景观水体的主要载体，与人们的生活息息相关。20 世纪70 年代以后，天津城乡经济迅速发展，人口增加，工业废水和生活污水排放量成倍增长。大量未经处理的污水，加上农田的部分农药、化肥随降雨径流排入河道、湖泊和水库，使水污染状况愈来愈严重。此外，河道上修建的大量拦蓄工程形成的水体大多是封闭的、不流动的，降低了水体的自净能力，从而加重了河湖水体污染的程度，致使水体更加恶化。近年来，天津市为改善水环境，实行雨污分流制，部分河道上的排污口门被封堵，污水经处理达标后排放，但污水排入河道的现象仍然存在，河道水质较差。

2.3 河道蓄水损失严重

河道蓄水损失主要包括蒸发和渗漏两方面。根据1956—2000 年天津市降雨量系列资料统计，天津市多年平均降雨量为574.9 mm，水面蒸发量介于850~1 300 mm，蒸发损失远大于降雨量。渗漏损失是指沿河道水体周边渗入到地下而损失的水量，应根据地质条件、地下水位、渗透、防渗措施等综合确定，天津市年渗漏损失深度为365～730 mm。损失水量得不到补充，将引起环境恶性循环。要维持河道的生态环境需水，必须补充大量的水。

3 河道生态环境需水分析

河道生态环境需水包括河道内生态需水和河道外生态需水。这里只介绍河道内生态环境需水。

3.1 河道生态环境需水计算方法

河道内生态环境需水量的计算方法很多，有水文学法、水力学法、水文－生物分析法、生境模拟法等。

水文学法又称为标准流量设定法，是根据简单的水文指标对河流流量进行设定的一种方法。代表法有Tennant 法、7Q10 法、Texas 法等，均是以历史流量为基础确定河道生态环境需水量。

水力学法是根据水力学计算获得的河道水力参数确定河流所需流量，它涉及河道宣泄水流的各种几何形态，需要以测量断面为基础。

水文－生物分析法是通过判断生物种群对河道流量的需求关系以及流量变化对生物种群的影响关系，采用多变量回归方法，建立相关生物数据与环境条件的关系，从而确定适合的流量。

生境模拟法是根据河道内指示物种所需的水力条件确定河流流量，它是水力学法的自然延伸。

3.2 天津市河道内生态环境需水天津市河道大部分为季节性河道，经常干涸、断流。其生态环境需水应根据实际情况综合确定。具有防洪功能的河道，应重点考虑防洪要求，在汛期降低水位，非汛期蓄水供景观、灌溉用水；具有美化城市、旅游开发、排沥、调蓄城市雨洪等多种功能的其他河道，可以侧重于景观，根据河道水力要素、排沥水位及补水情况确定维持河道景观及娱乐的需水量。

针对天津市水资源量严重缺乏且没有确定的生态用水水源的生态环境特性，河道内生态环境需水量可以采用水量损失法计算。河湖内的水量损失分为外因和内因。外因是指人为干预、用于河湖以外的水量，包括沿河湖岸边绿地环境用水、排泄水量。其中，排泄水量是指河湖水质不满足要求或检修时排掉的水量，雨洪水和沥水过多也要排泄，但不损失水量。内因指自然界对河湖水量的消耗，包括水面蒸发、水体周边的渗漏、水生植物耗水等，但水生植物耗水的同时也减少了水面蒸发。因此，河道损失水量通常只计算蒸发和渗漏。

河道需水量即为河道达到景观水位时的蓄水量与蒸发、渗漏损失水量之和。

4 河道生态环境用水水源分析

4.1 入境水

入境水量是指有资源性入境的河道来水，是天津市地表水资源的重要组成部分。天津地处海河流域下游，入境水量受上游地区水利工程和水资源开发利用的影响。20 世纪五六十年代，上游地区进行了大规模的水利工程建设，入境水量随之减少；特别是1963 年大水后，海河流域进行大规模流域治理工程，开挖多条直接入海通道，流域格局发生改变，天津市部分河道功能随之改变，使得入境水量有明显减少趋势。至60 年代末，流域治理工程基本完成，此后的入境水量也基本能代表现状情况。

天津市多年平均入境水量17.03 亿m3，有入境水的河道主要位于天津市北部；南部大清河淀东平原各河流除大水年有洪水入境外，其余年份基本无入境水量。以入境水作为河道内生态环境需水水源保证率较低。

4.2 雨沥水

随着城市的发展，不透水面积不断增加，雨水径流量也相应增加。雨水是宝贵的水资源，不能任其白白流走，应通过屋面截留和修建地下水窖、水库等措施将雨水收集后合理利用。天津市降雨具有时空分布不均的特点，降雨主要集中在汛期，而汛期又需要降低水位防汛。因此，应合理调蓄河道水量，充分利用雨沥水资源。

4.3 再生水

目前，天津市污水经污水处理厂处理后的二级出水，水质基本能达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）的Ⅱ级水质标准，再经过生态净化后可以作为河道用水，且水量相对较大，水源比较稳定。以此作为水源，不仅节约了水资源，而且减少了排污对河道水体的污染。

4.4 南水北调来水

根据国务院批复的《南水北调工程总体规划》以及国家发改委批复的《南水北调中线一期工程天津干线可行性研究报告》，南水北调中线工程天津供水对象之一为城市生态用水，主要包括城市河湖环境用水和绿地浇灌用水。设计供水规模为5 m3/s（相机供水），通过子牙河直接向海河补水。

5 河道生态环境建设的对策

水生态环境作为城市发展的基本需求，要遵循“建设中保护，保护中建设”的原则。首先，城市化的建设必须以生态环境的保护为前提，不能以牺牲环境的代价来换取城市的建设；其次，城市化发展是人类社会发展的必然阶段，对生态环境的保护也需要在城市化建设中实现。

近年来，天津市在改善水生态环境方面已经采取了一些措施，主要有：①污水资源化。通过实现排水雨、污分流，兴建污水处理厂、再生水厂等措施，加大污水治理力度，污水经过深度处理后，水质达到一定的标准，回用于河道，作为景观用水；②充分利用河道调蓄雨水，综合利用雨洪资源；③逐步实现河湖水系沟通，合理调配水资源。

作者简介：王小燕（1983-），女，助理工程师，主要从事水文水资源科研工作。