1 研究背景

秦淮河是中國長江下游右岸支流，是由東向西橫貫?zāi)暇┲鞒菂^(qū)的骨干河流，由于城區(qū)人口增加，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相對滯后，導(dǎo)致秦淮新河和外秦淮河的節(jié)制閘、鐵心橋和七橋甕等“水十條”考核斷面水質(zhì)波動較大。秦淮河流域自 2005 年起實施生態(tài)調(diào)水工程，利用秦淮新河水利樞紐引水( 節(jié)制閘自引或泵站抽引) ，流經(jīng)外秦淮河由三汊河口匯入長江。15 年來的生態(tài)調(diào)水工程實踐表明，調(diào)水引流是提高水體自凈能力、改善流域水環(huán)境質(zhì)量、保障水生態(tài)安全的重要舉措，對保障國控斷面、省控斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)具有重要作用。

因此，在確保秦淮河流域防洪與供水安全的前提下，研究流域骨干河道的生態(tài)基流和生態(tài)水位，研究流域水生態(tài)科學(xué)調(diào)度模式，對完善流域綜合調(diào)度體系、保障流域的重要控制斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)具有重要意義。

2 研究區(qū)概況

2.1 研究區(qū)水系及水利工程分布

研究區(qū)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線地區(qū)，為樹狀河網(wǎng)區(qū)域，共計 531.2 km2，分布有秦淮新河入江口秦淮新河水利樞紐、外秦淮河武定門閘和下游入江口三汊河口閘等水利工程。秦淮河干流前垾村至河定橋段，全長 11.4 km，有方山溝、云臺山河、牛首山河和外港河匯入; 秦淮河干流至河定橋分為 2 支，北支為秦淮河，從河定橋至三汊河口，過通濟(jì)門外與護(hù)城河匯流，繞南京城南、城西至三汊河口入長江，有響水河、運糧河、友誼河及南河匯入，全長 23.6km，其中武定門閘以下12.8 km 稱為外秦淮河; 西支為秦淮新河，從河定橋經(jīng)南京西善橋至金勝村入長江，為人工開挖的分洪河道，全長16.8 km。具體骨干河道基本情況見表1。

2.2 研究區(qū)水質(zhì)監(jiān)測

研究區(qū)內(nèi)秦淮河干流、外秦淮河及秦淮新河共有7個水質(zhì)監(jiān)測站點。其中洋橋、節(jié)制閘、三汊河口站的實測水質(zhì)質(zhì)量濃度過程分別作為秦淮河干流、秦淮新河、外秦淮河的水質(zhì)邊界條件。各水質(zhì)監(jiān)測站點的水質(zhì)指標(biāo)均包括水溫、CODMn、COD、 DO、BOD5、NH4+-N、TP 等7項。

3 研究思路

在確保秦淮河流域防洪與供水安全的前提下，統(tǒng)籌考慮流域防洪、供水、生態(tài)( 環(huán)境) 等調(diào)度需求，研究流域骨干河道的生態(tài)基流和生態(tài)水位，構(gòu)建流域骨干河道水量———水環(huán)境耦合數(shù)學(xué)模型，研究流域水生態(tài)與水環(huán)境科學(xué)調(diào)度模式。為確保模型預(yù)測結(jié)果能夠反映流域污染和水質(zhì)現(xiàn)狀，本文研究的基準(zhǔn)年確定為 2017 年。具體研究技術(shù)路線如圖 1所示。

4 結(jié)果與分析

4.1 生態(tài)基流與生態(tài)水位研究

在《秦淮河流域洪水調(diào)度方案》研究基礎(chǔ)上，對骨干河道非洪澇期的防洪、供水、生態(tài)(環(huán)境) 等調(diào)度需求進(jìn)行系統(tǒng)分析，收集地形地貌、氣象水文、水流水質(zhì)、水生生物與污染源數(shù)據(jù)，分析骨干河道水動力、水環(huán)境、水生態(tài)情勢及其變化特性。采用生態(tài)功能法分析水生態(tài)和水環(huán)境目標(biāo)需求，提出骨干河道生態(tài)功能保障對流量、水位的需求，研究確定骨干河道的生態(tài)基流、生態(tài)水位。

4.1.1 研究內(nèi)容

(1) 生態(tài)基流量

秦淮河流域骨干河道的生態(tài)基流量主要包括維持河道完整性的生態(tài)基流量、維持河道水生生境的生態(tài)基流量、維持河道水分調(diào)節(jié)功能的生態(tài)基流量、維持河道外供水功能的生態(tài)基流量和維持河道環(huán)境需水的生態(tài)基流量。根據(jù)河道各自特征，逐河段進(jìn)行計算，提出控制站點的生態(tài)基流量要求。

( 2) 生態(tài)水位量

秦淮河流域骨干河道的生態(tài)水位主要包括維持河道形態(tài)結(jié)構(gòu)完整性、維持河道水生生物生境和維持河道景觀所需的最小生態(tài)水位。根據(jù)河道各自特征，逐河段進(jìn)行計算，提出控制站點的生態(tài)水位要求。

4.1.2 研究河段分區(qū)

由于水利工程調(diào)度等原因，秦淮河流域河流上下游水文、水力、生態(tài)等參數(shù)不具有連續(xù)性，因此秦淮河流域河流的生態(tài)需水計算只能根據(jù)水利工程分布情況逐河段進(jìn)行。本研究根據(jù)主要河道水系和水利工程分布，將秦淮河骨干河道分為 4 段進(jìn)行研究，包括秦淮河干流前垾村至河定橋段( A 段) 、秦淮干流河定橋至武定門閘段( B 段) 、秦淮干流外秦淮河武定門閘至三汊河口閘段( C 段) 、西支河定橋至長江入江口秦淮新河水利樞紐段( D 段) 。各河段主要特征見表 2。

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