[01197448]党河流域河湖水生态保护与修复方案研究与应用

1、课题来源与背景： 本研究项目《党河流域河湖水生态保护与修复方案研究与应用》由《甘肃省水利厅关于下达2019年水利科学试验研究及技术推广计划的通知》（甘水科外发【2019】8号）批复立项,项目编号：甘水科外发【2019】8—61号,项目执行期为2019年至2020年。 2、技术原理及性能指标 本项目以党河河道平草湖至党河水库段和敦煌月牙泉为研究对象,研究党河流域的河湖水文循环规律,寻找典型河湖生态需水量;建立区域水文循环数学模型,预测不同方案、不同生态补水量情况下的典型湖泊恢复程度,寻找最佳的生态基流下泄和生态补水途径;研究达到生态恢复目标情况下的最佳的月牙泉及党河水生态保护和修复方案,并应用于工程实践。 3、技术创造性和先进性 3.1综合应用水文地质勘察、物探、示踪和渗水试验等技术,研究了党河流域敦煌盆地水文地质特征、地表水与地下水相互转化关系等,揭示了党河流域水文循环规律,明确了了月牙泉的形成机理。 较低的地形条件和松散的地质结构是月牙泉形成的基本条件,而较高的区域地下水位是月牙泉溢出形成的必备条件,也是月牙泉千年不涸的基本保证。党河河道补给减少和党和盆地地下水的开采是造成月牙泉水位持续下降的根本原因。 3.2通过地质勘察和渗水试验,获取了党河天然河床大面积人工渗水场建设区域、入渗关键参数,为渗流模型建模和生态修复方案提供技术支撑。 根据水文地质调查、物探和水文地质钻探获取地质剖面,东西方向、南北方向的水力坡降,在Y1-Y7-月牙泉-Y1这样一个三角形范围内补水效果会更好,有利于月牙泉地下水的径流补给。通过渗水场进行渗水试验,获取了合水四队、党河河道渗水场的平局侧向单位面积渗透量和水平向渗透速度。其中合水四队侧向单位面积渗透量为1.063m3/m2﹒d,水平渗透速度为160.192m/d;党河河道侧向单位面积渗透量为1.510m3/m2﹒d,水平渗透速度为292.932m/d; （4）划定限采区和关闭机井范围 综合分析试验区及外围水文地质条件、确定此次关井范围为合水村、鸣山村所有机井及敦煌城市自来水厂、七里镇自来水厂机井。共关闭机井155眼,年开采量共可减少1297.8万m3。 3.3应用FEFLOW模型,研究了不同方案、不同生态补水量情况下的河湖恢复程度,确定了最佳的河道生态需水量以及月牙泉有效补给源和补水量。 主要采用国际上较为流行的FEFLOW软件模拟,,模型预测出水位变化及月牙泉上升至2.0m所需的水量。鸣沙山前自然洼地补水补给方案每年总补水量为1306.24万m3,党河河道黑山咀子-鱼场补水方案每年总补水量为1658.24万m3,党河河道黑山咀子白马塔大桥每年总补水量为3165.22万m3。 3.4通过党河河道渗水场布局方案试验比选、党河水库调度运行与地下水开采方案的综合研究,提出了月牙泉水位恢复和党河流域水生态保护的工程措施。 在党河河道（黑山咀至至合水三队渔场段右侧河道）修建渗水场1处,回灌低坝12座,总面积117hm2,湿地植被恢复及水土保持植被恢复52.61hm2,该方案设计水平年（2017年）每年可向地下回灌水量1907.44万m3;置换、关闭月牙泉影响范围内机井155眼,每年可减少地下水开采量1297.8万m3。 党河平草湖之党河水库段选择Tennant法分析成果作为沿途水电站枢纽断面最小生态流量,即党城湾断面枯水期最小生态流量1.52m3/s,丰水期最小生态流量5.48m3/s。党河河道党河水库至疏勒河入河口断面全年向西湖输水4525万m3,。 4、技术的成熟程度,适用范围及安全性 上述研究成果已经成功用于我院承担的“敦煌水资源合理利用与生态保护规划月牙泉恢复补水工程”和“党河平草湖至党河水库段水电站生态基流下泄项目”之中,并达到了《敦煌水资源合理利用与生态保护综合规划》等预期。该课题采用的河湖生态修复技术较为成熟,适用于内陆河流域同类河湖水生态修复项目,安全性较高。 5、应用情况及存在的问题 月牙泉恢复补水工程的建设和成功运行,将月牙泉从项目实施前的最大水深1.5m、水域面积8亩,恢复到最大水深2.0m、水域面积24亩。党河平草湖至党河水库段水电站生态基流下泄工程建成运行后,全部梯级水电站均安装了生态流量永久性、无障碍泄放设施,并安装引水、泄水计量监控设施,实现在线监控和预警管理,保证了党河平草湖至党河水库段河道生态基流,使党河河道生态得到了有效恢复。项目成果的社会、生态和经济效益显著。