梅港水文站生态流量确定及分析

王时梅，段红星，殷 勇

（江西省上饶水文局，江西 上饶 334000）

0 引言

随着社会经济快速发展，水资源供需与生态环境保护间的矛盾逐渐突显，枯水期河流支流生态流量满足程度不高，生态用水安全面临挑战。

河湖生态流量是维系江河湖泊生态系统的基本要素，是水资源合理开发利用与河湖水生态保护修复的重要依据。河湖生态流量的保障与管理是实施江河湖泊监管和水资源监管的重要组成部分。

梅港生态流量确定和分析将为信江生态流量提供重要参考依据，为信江生态流量保障实施方案提供相关断面生态流量数据。

1 梅港水文站简介

信江流域位于江西省东北部，发源于浙赣边境的玉山县三清乡平家源，位于东经 118°05′，北纬 28°59′。于余干县八字咀分东、西两支注入鄱阳湖，至八字咀河长329km。信江流域水文站网布设完善，观测项目齐全，建有梅港、弋阳等31处水文站，158处配套雨量站，同时布设62处水质监测断面。流域地处亚热带季风气候区，雨量充沛。

梅港水文站是国家重要水文站，为信江流域入湖控制站，位于江西省余干县梅港乡梅港村，东经116°49′，北纬 28°26′，集水面积 15 535km2。1952 年 4 月，由江西省水利局设立，测验项目有水位、流量、降水量、蒸发量、沙量、水温、颗分等。流域多年平均降水量为1 832.2mm，历年实测年平均径流量为180.0×108m3，径流深为1 158.6mm，丰水期主要集中在3～7月，占全年的65.4%，其余各月均占3.4%～7.5%不等，平均径流量最大月份出现在6月份，为39.3×108m3，占全年21.8%。

2 梅港水文站最小生态流量分析

梅港实测系列水文资料大体上反映了断面上游现状开发利用情况下的河道来水水平，可以依此流量计算河道生态流量。河道生态流量用3种方法确定，根据各种方法计算成果综合确定。

（1）方法1：最小连续30天平均流量法

对梅港水文站连续67年（1953～2019年）最小连续30天平均流量系列进行频率计算，取90%保证率时流量值作为河流的最小生态流量，求得流量值为36.2m3/s，计算结果见表1，其相应频率曲线见图1。

（2）方法 2：7Q10法

7Q10法采用90%保证率连续7天最小日平均水量作为河流最小生态流量设计值。采用梅港水文站连续7天最小日平均流量进行频率计算，求得取90%的流量值为24.2m3/s，计算结果见表2，其相应频率曲线见图2。

表1 梅港水文站最小连续30天平均流量设计值

图1 梅港水文站连续最小30天平均流量频率曲线

（3）方法 3：Tennant法

依据梅港水文站67年流量系列，得出其多年平均流量为574m3/s。按我省最小生态流量不低于多年平均流量10%计算，本次分析按10%推算得出其最小生态流量为57.4m3/s。

3 信江梅港水文站测验断面生态流量确定合理性分析

梅港水文站上游约22km处建有界牌枢纽工程；界牌枢纽工程属低坝型挡水建筑物，根据江西省港航管理局界牌航电枢纽管理处提供的运行调度方式，界牌枢纽为径流式电站，每年汛期4～7月，界牌枢纽根据鹰潭市防汛抗旱指挥部批复的度汛方案执行。在非汛期8月～次年3月，水库坝前水位24.00m，来水量通过发电和泄水闸下泄，按来多少放多少的原则调度，保持上游水位不变。

表2 梅港水文站最小连续7天平均流量设计值

图2 梅港站最小连续7天平均流量频率曲线

界牌枢纽工程运行规则具体如下：

① 当来水量小于300m3/s时，泄水闸闸门全部关闭，来水量从电站发电下泄；

② 当来水量为300～l 000m3/s时，部分泄水闸开启，多于发电所需流量由泄水闸下泄；

③ 当来水量大于l 000m3/s时，电站停机，全部由泄水闸下泄；

④ 当来水量大于l 200m3/s时，闸门全部提离水面，恢复天然河道；

⑤ 当来水量退至700m3/s时，逐步下闸蓄水。

根据对界牌航运枢纽上游的弋阳水文站历年（水文年）年平均流量进行分析，选取2003年为设计频率P＝97%典型年对界牌航运枢纽进行逐日调节计算。在调节计算时，界牌航运枢纽处逐日来水量采用水文比拟法直接计算；由于弋阳水文站实测资料中已反映了上游的工业、农业以及生活用水，因此弋阳水文站至界牌航运枢纽区间用水量不予考虑。通过调节计算，2003年在界牌航运枢纽保证下泄水量均大于45m3/s的前提下，界牌航运枢纽全年水位均高于通航最低水位要求，同时满足发电、航运以及下游用水的需要。

界牌航运枢纽控制面积占梅港水文站控制面积的79%，界牌航运枢纽至梅港水文站区间主要支流白塔河主要控制站耙石水文站控制面积占梅港水文站控制面积的20%；设计频率P＝97%典型年2003年界牌航运枢纽下泄水量45m3/s后叠加白塔河主要控制站耙石水文站最小生态流量之和可满足上下游生产生活用水的要求。因此考虑到本项目上游界牌航运枢纽通航水位和上下游生产生活用水的要求，结合梅港水文站所在河段的水功能区及该河段没有需要特殊保护的水生生物等生态敏感对象等因素，本文采用Tennant法计算河道内最小生态需水量，即57.4m3/s作为河道内最小生态需水量是基本合理的。

4 断面生态流量（水量）满足程度分析

根据控制断面1953～2019年水文系列实测月均流量数据和1953～2019年实测日均流量数据，对已确定的生态流量以及基本生态水量的月均和日均满足程度进行分析，详见表3。

表3 梅港断面生态流量（水量）分析一览表

4.1 生态流量满足程度分析

① 月均流量满足程度分析

通过收集梅港断面1953～2019年月均流量数据，按生态流量进行满足程度评价，分析结果表明断面生态流量月满足程度为95.7%。

② 历年最小月平均流量满足程度分析

通过对梅港断面1953～2019年历年最小月平均流量数据进行满足程度评价，小于57.4m3/s的月份共有34天，分析结果表明断面生态流量月满足程度为95.8%。

③ 日均流量满足程度分析

根据收集梅港断面2012～2016年日径流量数据，按生态流量进行满足程度评价，分析结果表明梅港控制断面近5年生态流量日均满足程度分别为100%、99.7%、100%、100%、100%。

依据1953～2019年67年实测资料看，共有1 650天日平均流量小于57.4m3/s，大于57.4m3/s的天数为22 814天，总天数为24 464天，日均流量满足度保证率为93.2%，达到90%的保证需求。

4.2 基本生态水量满足程度分析

梅港断面基本生态水量保障程度汛期为100%，非汛期为97%，全年为100%。

5 结语

通过以上3种方法计算分析，综合确定按最小生态流量不低于多年平均流量10%，计算梅港生态流量为57.4m3/s，并对确定的生态流量进行了合理性分析和满足度分析，满足度均大于90%，成果基本合理。