吉首市万溶江最小生态流量分析

龚宗胜

（湘西自治州水利工程管理站 吉首市 416000）

河流水生态系统保护与修复在我国还处在起步阶段，目前，生态环境需水还没有形成一个系统、科学的理论体系和公认的定义，但多数人认为：是指维系河道生态系统健康所必需的水量，其对河流生态系统的结构、功能、形态的维护具有重要意义。从结构功能上看，河道生态需水是由多元变量组成的一个有机整体，包含河道基流量、河道输沙需水、下渗与蒸发需水、净化需水、河滨带湿地需水、生态景观需水等各个结构功能需水量。本次研究的万溶江系峒河一级支流，沅江二级支流，发源于凤凰县古长坪，流经八土山、吉信、三拱桥、乾州于张排寨汇入峒河。流域在东经109°27′～109°48′，北纬28°05′～28° 16′之间。流域形状呈葫芦形状，地势由西北向东南倾斜。全流域面积508km2，干流总长度为59.0km，干流平均坡降4.61‰。本次研究区域上从钟家寨自来水厂（A断面）开始，下至乾州污水处理厂下游500m（B断面）。见附图。

附图 吉首市万溶江最小生态流量分析控制断面示意图

1 资料来源与方法

1.1 资料来源

（1）吉首水文站1959～2013年实测流量资料。

（2）年平均流量频率适线成果。根据年平均流量，采用P－Ⅲ型频率适线。其适线成果见表1。

表1 吉首水文站年平均流量P-Ⅲ频率适线成果表 m3／s

（3）月年平均流量特征值。根据实测月平均流量和年平均流量成果统计分析得各月年平均流量及其最大值、最小值及相应出现年月。统计成果见表2。

表2 吉首水文站实测月年平均流量特征值统计成果表 m3／s

（4）实测最大、最小流量。根据实测历年年最大、最小瞬时流量分析统计。吉首水文站实测最大洪峰流量为1860m3/s（1999年7月9日），实测最小流量为0.14m3/s（1980年1月1日），最大最小比值13300倍，洪枯变化巨大。

（5）吉首水文站水量分布特征。从表1和表2可知多年平均流量为22.7m3/s，丰水年（P＝10%）的年平均流量达27.6m3/s，枯水年（P＝90%）的年平均流量仅15.9m3/s；实测最大年平均流量为35.6m3/s（1977年），实测最小年平均流量为11.6m3/s（2011年），最大最小比值为3.07；实测最大月平均流量为141.0m3/s（1999年7月），实测最小月平均流量为1.62 m3/s（1992年12月），最大最小比值为87倍；因此万溶江流量年内及年级变化大，时空分布极不均匀。

1.2 研究方法

（1）Tennant法。Tennant法也称为“Montana法”，以多年平均流量的百分比作为推荐流量，在不同的月份采用不同的百分比。

万溶江多年平均流量14.6m3/s，一般用水期，采用平均流量的10%作为最小生态流量时，万溶江最小生态流量为1.46m3/s，加上城区段河道外从万溶江取水流量0.26m3/s，上游河道来水流量为1.72m3/s，才能满足城区万溶江最小生态流量的要求。

鱼类产卵期，采用平均流量的30%作为最小生态流量时，万溶江最小生态流量为4.38m3/s，加上城区段河道外从万溶江取水流量0.26m3/s，万溶江上游来水流量应为4.64m3/s，才能满足最小生态流量的要求。

（2）法国《乡村法》。法国《乡村法》规定：河流最低环境流量不应小于多年平均流量的1/10；对于所有河流，或者部分河流，如果其多年平均流量大于80m3/s时，政府可以给每条河制定法规，但最低流量的下限不得低于多年平均流量的1/20。

经计算，采用法国《乡村法》计算万溶江最小生态流量时，万溶江最小生态流量为1.46m3/s，加上城区段河道外从万溶江取水流量0.26m3/s，上游来水流量为1.72m3/s，才能满足最小生态流量的要求。

（3）美国7Q10法。7Q10法即采用近10年中连续7天最枯的平均流量作为河流的最小生态流量或采用90%保证率最枯连续7天的平均水量作为河流最小流量设计值。该法在20世纪70年代传入我国，主要用于计算污染物允许排放量，在许多大型水利工程建设的环境影响评价中得到应用。

采用1966年为代表年，用公式Q＝Qp／Qd×Q7j进行7Q10法计算。经分析计算，吉首市水文站最小生态流量为1.49m3/s，万溶江污水处理厂断面最小生态流量为0.96m3/s。即7Q10法万溶江最小生态流量采用值为0.96m3/s，加上河道外用水流量0.26 m3/s，万溶江污水处理厂断面最小生态流量为1.22 m3/s。

（4）GB3839-83中规定的方法。由7Q10法延伸而来。由于7Q10法要求比较高，鉴于我国经济发展水平比较落后，南北方水资源情况差别较大，我国在《制订地方水污染物排放标准的技术原则和方法》（GB3839-83）中规定：一般河流采用近10年最枯月平均流量或90%保证率最枯月平均流量。生活饮用水源区用95%保证率最枯月平均流量。

用吉首水文站1959～2013年实测年最小月平均流量经编程计算，均值=3.59m3/s,Cv=0.39,经适线当均值=3.59，Cv=0.40，Cs=3.0Cv时，理论曲线与实测点拟合较好。频率适线成果见表3。

表3 吉首水文站年最小月平均流量适线成果 m3／s

据此，以吉首水文站为参证站，采用面积比拟法计算B断面不同频率最小月平均流量，成果见表4。

表4 各方法计算的最小生态流量计算成果统计表

从表3得P＝95%的月最小平均流量为 1.15 m3／s。加上河道外用水流量0.26m3／s，得万溶江最小生态流量1.41m3／s。

2 结果与分析

现状水平（2014）年优选成果：根据最小生态流量确定的指导思想，以及平衡原则、时空分段原则、一水多用原则、协调确定原则、水量水质统一原则等基本原则，选用各方法考虑因素较多且对河段生态及水质较为有利的方法计算出的最小生态流量作为最终采用的最小生态需水流量。最后优选确定一般用水期（10月～次年3月）的最小生态流量为3.28m3/s，鱼类产卵育幼期（4～9月）的最小生态流量为4.64m3/s。

万溶江90%和95%保证率月平均最小流量分别为1.30m3/s和1.15m3/s，不能满足现状一般用水期（10～3月）最小生态流量为3.28m3/s，鱼类产卵育幼期（4～9月）最小生态流量4.64m3/s的需要；更加不能满足城市规模扩大后万溶江生态流量的要求。

3 建 议

（1）加强水生态系统保护和节约用水的宣传，增强全民水生态系统保护与节水意识，维护水生态系统健康，实现人水和谐，为社会经济持续发展提供可永续利用的水资源。

（2）搞好上游自然保护区建设，加强水土保持措施，营造水源林、生态林涵养水分，从而提高流域水土保持能力，提高枯水期河道自然产流量，增强河流水生态自然修复能力。

（3）加强污水排放管理，实行污染物排放总量控制，减少污水排放总量，提高污水治理能力和污水治理率，降低污染物入河总量，确保实现水功能区水质总体目标。

（4）在吉首市峒河上游及万溶江兴建骨干水量调节工程和跨领域调水工程，对水量时空分布进行有效调节，增加枯水期河道流量，保护水生态系统健康，提高防洪能力。

[1]徐志侠，王浩，董增川，等.河道与湖泊生态需水理论与实践[M].北京:中国水利水电出版社,2006.

[2]钟华平,刘恒,耿雷华，等.河道内生态需水估算方法及其评述[J].水科学进展，2006，17（3）.