張澤宇，黃 瑾，吳名劍，常文凱

（貴州省水利水電勘測設(shè)計研究院有限公司，貴州 貴陽 550002）

基本生態(tài)流量是指維系河流、湖泊、沼澤給定的生態(tài)環(huán)境保護(hù)目標(biāo)所對應(yīng)的生態(tài)環(huán)境功能不喪失，需要保留在河道內(nèi)的最小流量。近年來，由于水利工程及小水電建設(shè)的大力發(fā)展，河流中下游斷流或局部斷流的現(xiàn)象層出不窮，因此提出了很多關(guān)于生態(tài)流量的措施和思考[1]。本文以余慶河為基礎(chǔ)，采用Tennant 法計算其生態(tài)流量[2，3]，提出余慶河生態(tài)流量保障率及調(diào)度方案[4]，為該流域水量調(diào)度、生態(tài)保護(hù)修復(fù)、流域綜合管理等工作奠定基礎(chǔ)。

1 流域概況

余慶河發(fā)源于貴州省黔南布依族苗族自治州甕安縣新寨，河源高程1180 m，干流流經(jīng)貴州省黔南州甕安縣、黔東南州黃平縣、遵義市余慶縣、銅仁市石阡縣。余慶河介于東經(jīng)107°40′12″～108°5′36″、北緯27°14′15″～27°29′40″，干流河長111 km，全流域面積1502 km2，流域形狀為扇形。

余慶河河床坡降小，水流平緩，較大的支流有小烏江、大龍河、滿溪河、蘇江河。流域?qū)僦衼啛釒駶櫺约撅L(fēng)氣候，四季較分明，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，無霜期較長，水熱資源較為豐富，水熱同季，年均氣溫在14～16 ℃。余慶河流域水系及水利工程分布，如圖1所示。

圖1 余慶河流域水系及水利工程分布示意

2 生態(tài)流量計算方法

本次生態(tài)流量計算方法以《河湖生態(tài)環(huán)境需水計算規(guī)范》（SL/T712-2021）為基礎(chǔ)，同時參考長江水利委員會編制的《長江流域片生態(tài)水量（流量）研究報告》等成果[5]，最終確定生態(tài)流量計算采用Tennant法（10%），基本生態(tài)流量計算采用逐月頻率曲線法（P=95%）。

3 生態(tài)流量技術(shù)參證站選擇及分析

3.1 參證站的選擇

余慶河流域中游設(shè)有余慶（三）水文站，鄰近流域的水文站有田壩水文站、石阡水文站等測站，各測站的具體情況詳見表1。

表1 各站基本情況

根據(jù)余慶河位置、下墊面情況等綜合考慮后選擇流域中游的余慶（三）水文站作為水文參證站，并參照貴州省水文局印發(fā)的最新三調(diào)成果對余慶（三）水文站進(jìn)行還原計算，得到其天然徑流過程。

3.2 水文站徑流分析成果

將余慶（三）水文站1961—2017年（2018年之后因建設(shè)施工，停測流量）的歷年逐月平均天然流量按水文年、豐枯時段、最小月流量進(jìn)行頻率分析計算，并以P-Ⅲ型曲線適線，由此得到其年徑流系列的統(tǒng)計參數(shù)，成果詳見表2。

表2 余慶（三）水文站不同頻率洪峰流量計算成果

4 控制斷面徑流及生態(tài)流量目標(biāo)值分析

綜合考慮余慶河水資源開發(fā)利用狀況、貴州省水利部門管理等多方因素和需求，本次選取河壩水文站作為貴州省余慶河干流的管理斷面，斷面所在位置如圖1所示。

4.1 管理斷面徑流成果分析

管理斷面徑流成果依據(jù)參證站的徑流分析計算成果，采用面積比加降水、徑流系數(shù)修正的水文比擬法進(jìn)行計算，參證站及斷面徑流系數(shù)成果、區(qū)域降水成果結(jié)合已有相關(guān)規(guī)劃及《貴州省地表水資源》上的有關(guān)等值線圖進(jìn)行取值，計算成果詳見表3。

表3 余慶河干流管理斷面天然徑流計算成果

根據(jù)貴州省枯水模數(shù)等值線圖，貴州省余慶河流域河壩水文站斷面最枯流量模數(shù)取1 L/（s·km2），斷面枯水期徑流成果，詳見表4。

表4 余慶河河壩水文站斷面枯水期徑流成果

4.2 管理斷面生態(tài)流量目標(biāo)值

根據(jù)確定的生態(tài)流量計算方法對貴州省余慶河管理斷面生態(tài)流量目標(biāo)值進(jìn)行計算，同時結(jié)合已批復(fù)《余慶縣小水電清理整改“一站一策”工作方案》以及《石阡縣小水電清理整改“一站一策”工作方案》進(jìn)行綜合分析。本次方案中確定的管理斷面生態(tài)基流計算成果與已批復(fù)生態(tài)流量成果對比，詳見表5。

表5 余慶河管理斷面生態(tài)流量成果對比m3/s

由表5 可知，管理斷面本次計算成果與已批復(fù)成果差別不大，考慮到與已有成果的協(xié)調(diào)性，本次方案生態(tài)基流采用管理斷面已批復(fù)成果。

根據(jù)確定的生態(tài)流量計算方法對貴州省余慶河管理斷面不同時段基本生態(tài)流量進(jìn)行計算，計算成果詳見表6—7，如圖2所示。

表6 余慶河干流管理斷面生態(tài)流量目標(biāo)值計算成果

5 管理斷面生態(tài)流量滿足性分析

5.1 管理斷面生態(tài)流量占比分析

根據(jù)成果統(tǒng)計，余慶河生態(tài)基流占多年平均徑流量比例為3.87%～29.4%（平均值14.7%），基本生態(tài)流量占多年平均徑流量比例為8.98%～42.4%（平均值23.9%）。

余慶河干流管理斷面生態(tài)流量占多年平均徑流量比例較低，分析其原因主要是與流域內(nèi)水利工程調(diào)蓄能力的高低有關(guān)，余慶河中下游調(diào)蓄能力較好，上游調(diào)蓄能力較低，所以生態(tài)流量保障程度相對較低。余慶河管理斷面逐月生態(tài)流量占比，詳見表7。

5.2 管理斷面生態(tài)流量可達(dá)性分析

5.2.1 生態(tài)基流月均流量滿足程度分析

由于河壩水文站斷面無實測流量數(shù)據(jù)，本次采用余慶河干流余慶水文站1961—2017 年水文系列56 個水文年實測月均流量比擬（考慮降雨及徑流系數(shù)修正）至河壩水文站斷面，對河壩水文站斷面以上流域的生態(tài)基流的月均滿足程度進(jìn)行分析。管理斷面生態(tài)基流滿足度（月均）變化，如圖3所示。

圖3 管理斷面生態(tài)基流滿足度（月均）變化

從圖3 可以看出，按確定的生態(tài)基流目標(biāo)值進(jìn)行月均滿足程度評價，分析結(jié)果表明貴州省余慶河管理斷面的生態(tài)基流月滿足程度為98%～100%，滿足程度較好。

5.2.2 生態(tài)基流日均流量滿足程度分析

由于河壩水文站無實測資料，通過收集余慶（三）水文站2012—2017年共7年的逐日實測日均流量數(shù)據(jù)（考慮降雨及徑流系數(shù)修正）比擬至河壩水文站斷面，按生態(tài)基流滿足程度評價方法進(jìn)行分析，分析成果如圖4所示。

圖4 管理斷面生態(tài)基流滿足度（實測日均）變化

從圖4 可以看出，按確定的生態(tài)基流目標(biāo)值進(jìn)行日均滿足程度評價，分析結(jié)果表明貴州省余慶河管理斷面的生態(tài)基流日滿足程度為90%～99%。

6 結(jié)論

根據(jù)貴州省余慶河水資源條件、工程分布及調(diào)蓄能力、生態(tài)保護(hù)要求等因素，同時結(jié)合管理斷面生態(tài)流量可達(dá)性分析成果，綜合分析確定余慶河管理斷面生態(tài)流量保證率為90%，由此確定余慶河生態(tài)流量調(diào)度方案分為常規(guī)調(diào)度和應(yīng)急調(diào)度。其中，常規(guī)調(diào)度措施包括：①正常情況下，河壩水文站斷面上游段花山水電站通過機(jī)組發(fā)電及閘門泄流來滿足最小下泄流量2.23 m3/s 的要求；②當(dāng)上游水電站停止發(fā)電情況下，根據(jù)水位不同通過機(jī)組空載或避開機(jī)組振動區(qū)運(yùn)行來攜帶一定的基礎(chǔ)負(fù)荷來滿足最小下泄流量2.23 m3/s 要求；③當(dāng)上游花山水電站水位降至死水位500 m 且入庫流量小于2.23 m3/s 時，按來水量進(jìn)行下泄。應(yīng)急調(diào)度措施為：當(dāng)遇到特枯年份來水量銳減等特殊情況（枯水期P=95%時），在滿足最低基本生產(chǎn)生活用水基礎(chǔ)上，斷面上游的團(tuán)結(jié)水庫、方竹水電站具備補(bǔ)償調(diào)度能力時，應(yīng)適當(dāng)加大下泄流量，補(bǔ)償水庫至河壩水文站斷面區(qū)間水量，其余水利水電工程不得攔蓄，須同步下泄流量。