研究流域水生态科学调度模式

1 研究背景

秦淮河是秦淮中国长江下游右岸支流，是河流环境由东向西横贯南京主城区的骨干河流，由于城区人口增加，域水研究基础设施建设相对滞后，生态导致秦淮新河和外秦淮河的调度节制闸、铁心桥和七桥瓮等“水十条”考核断面水质波动较大。秦淮秦淮河流域自 2005 年起实施生态调水工程，河流环境利用秦淮新河水利枢纽引水( 节制闸自引或泵站抽引) ，域水研究流经外秦淮河由三汊河口汇入长江。生态15 年来的调度生态调水工程实践表明，调水引流是秦淮提高水体自净能力、改善流域水环境质量、河流环境保障水生态安全的域水研究重要举措，对保障国控断面、生态省控断面水质达标具有重要作用。调度

因此，在确保秦淮河流域防洪与供水安全的前提下，研究流域骨干河道的生态基流和生态水位，研究流域水生态科学调度模式，对完善流域综合调度体系、保障流域的重要控制断面水质达标具有重要意义。

2 研究区概况

2.1 研究区水系及水利工程分布

研究区包括秦淮河流域前垾村水文站下游的秦淮河干流、秦淮新河及外秦淮河沿线地区，为树状河网区域，共计 531.2 km2，分布有秦淮新河入江口秦淮新河水利枢纽、外秦淮河武定门闸和下游入江口三汊河口闸等水利工程。秦淮河干流前垾村至河定桥段，全长 11.4 km，有方山沟、云台山河、牛首山河和外港河汇入; 秦淮河干流至河定桥分为 2 支，北支为秦淮河，从河定桥至三汊河口，过通济门外与护城河汇流，绕南京城南、城西至三汊河口入长江，有响水河、运粮河、友谊河及南河汇入，全长 23.6km，其中武定门闸以下12.8 km 称为外秦淮河; 西支为秦淮新河，从河定桥经南京西善桥至金胜村入长江，为人工开挖的分洪河道，全长16.8 km。具体骨干河道基本情况见表1。

2.2 研究区水质监测

研究区内秦淮河干流、外秦淮河及秦淮新河共有7个水质监测站点。其中洋桥、节制闸、三汊河口站的实测水质质量浓度过程分别作为秦淮河干流、秦淮新河、外秦淮河的水质边界条件。各水质监测站点的水质指标均包括水温、CODMn、COD、 DO、BOD5、NH4+-N、TP 等7项。

3 研究思路

在确保秦淮河流域防洪与供水安全的前提下，统筹考虑流域防洪、供水、生态( 环境) 等调度需求，研究流域骨干河道的生态基流和生态水位，构建流域骨干河道水量———水环境耦合数学模型，研究流域水生态与水环境科学调度模式。为确保模型预测结果能够反映流域污染和水质现状，本文研究的基准年确定为 2017 年。具体研究技术路线如图 1所示。

4 结果与分析

4.1 生态基流与生态水位研究

在《秦淮河流域洪水调度方案》研究基础上，对骨干河道非洪涝期的防洪、供水、生态(环境) 等调度需求进行系统分析，收集地形地貌、气象水文、水流水质、水生生物与污染源数据，分析骨干河道水动力、水环境、水生态情势及其变化特性。采用生态功能法分析水生态和水环境目标需求，提出骨干河道生态功能保障对流量、水位的需求，研究确定骨干河道的生态基流、生态水位。

4.1.1 研究内容

(1) 生态基流量

秦淮河流域骨干河道的生态基流量主要包括维持河道完整性的生态基流量、维持河道水生生境的生态基流量、维持河道水分调节功能的生态基流量、维持河道外供水功能的生态基流量和维持河道环境需水的生态基流量。根据河道各自特征，逐河段进行计算，提出控制站点的生态基流量要求。

( 2) 生态水位量

秦淮河流域骨干河道的生态水位主要包括维持河道形态结构完整性、维持河道水生生物生境和维持河道景观所需的最小生态水位。根据河道各自特征，逐河段进行计算，提出控制站点的生态水位要求。

4.1.2 研究河段分区

由于水利工程调度等原因，秦淮河流域河流上下游水文、水力、生态等参数不具有连续性，因此秦淮河流域河流的生态需水计算只能根据水利工程分布情况逐河段进行。本研究根据主要河道水系和水利工程分布，将秦淮河骨干河道分为 4 段进行研究，包括秦淮河干流前垾村至河定桥段( A 段) 、秦淮干流河定桥至武定门闸段( B 段) 、秦淮干流外秦淮河武定门闸至三汊河口闸段( C 段) 、西支河定桥至长江入江口秦淮新河水利枢纽段( D 段) 。各河段主要特征见表 2。

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