大藤峡水利工程生态流量的确定及保障措施

王文瑞

（中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林长春130021）

1 项目概况

1.1 工程基本情况

大藤峡水利枢纽工程位于珠江流域西江水系黔江干流大藤峡出口弩滩上，距下游桂平市彩虹桥6.6km。工程等级为Ⅰ等大（1）型工程，枢纽工程主要由黔江主坝、黔江副坝和南木江副坝组成。水库正常蓄水位为61.00m，死水位为47.60m，总库容为34.79×108m3；工程装机容量为1600MW，多年平均发电量为60.55×108kW·h，年利用小时数为3784h；船闸建设规模为3000t级；灌溉面积为8.04万hm2。坝址处多年平均流量为4150m3/s。

1.2 水库运行方式

工程任务为防洪、航运、发电、补水压咸、灌溉等综合利用。在工程运行时，发电调度服从水资源调度，水资源调度服从生态调度，但在汛期均应服从防洪调度。

主汛期6，7，8月份运行时预留15×108m3防洪库容，相应防洪限制水位为47.6m；为控制淹没范围，当入库流量大于20000m3/s时，水库进行防洪调度，水位可降至防洪运用最低水位44.0m；4，5，9月份按流量分级控制坝前水位方式运行，允许最高水位为59.6m；10月至次年3月亦按流量分级控制坝前水位方式运行，允许最高水位达到正常蓄水位61.0m。

2 下泄生态流量的计算

大藤峡黔江主坝最小下泄生态流量：基于综合考虑，维持大藤峡坝址下游水生生态系统基本稳定所需流量、满足航运所需水量、下游压咸需水量后，取三者最大值作为大藤峡工程的最小下泄生态流量，并兼顾考虑坝下河道外需水。

2.1 水生生态需水分析

根据2006年国家环境保护总局发布的《水电水利建设项目河道生态用水、低温水和过鱼设施环境影响评价技术指南（试行）》（环评函［2006］4号），维持水生生态系统稳定所需水量的计算方法，主要有水文学法、水力学法、综合法、生境模拟法、综合法及生态水力学法。工程采用水文学法中的Tennant法、最枯月平均流量的Q90法以及生态水力学法，分别计算维持水生生态系统稳定所需水量。

2.1.1 Tennant法

Tennant法也叫Montana法，是国内广为应用的生态流量计算方法之一，该方法简单易行，便于操作。一般情况下以多年平均流量的10%作为推荐的生态流量，此工程河段多年平均流量的10%为424m3/s。

2.1.290 %保证率最枯月平均流量

一般以最近10年或20年以上的历史观测数据为依据，计算出90%保证率的最枯月平均流量作为生态环境用水流量。采用长系列年最枯月平均流量的Q90法计算，分析坝址最小生态环境流量为660m3/s。

2.1.3 生态水力学

根据水生生态现状调查结果，结合水力生境参数标准要求，采用一维水动力数学模型，模拟计算不同流量下大藤峡坝址下游至观音阁产卵场河段的水深、流速。计算结果显示，在满足水深2m、平均流速0.3m/s下等指标要求的适宜流量为650m3/s。

2.1.4 推荐生态流量

根据计算成果，Tennant法所推荐的生态流量最小，Q90法的最大。从维持黔江良好的生态环境角度出发，采用外包法，以Q90法的生态流量作为本河段的推荐生态流量，即660m3/s。

2.2 航运需水分析

根据大藤峡水利枢纽所处河段及功能定位，此河段具有航运功能，航道等级为Ⅱ级，通航保证率为98%。根据水文分析计算结果，在航运保证率P=98%时坝址处的天然来水日流量为656m3/s。为使下游河段满足通航要求且留有余地，该工程按700m3/s考虑航运基流。

2.3 压咸流量分析

每年的10月至次年2月是需要压咸的时段，梧州断面的压咸流量为2100m3/s；在每个月（阴历月）非压咸时段内，梧州断面的生态流量为1800 m3/s。因此，在枯水期，大藤峡的下泄水量应按能满足梧州断面的生态流量下泄，最小下泄流量不小于航运基流700m3/s。由于大藤峡至梧州断面区间有郁江、桂江汇入，其中郁江上游还有百色水库进行调节补水，大藤峡的压咸流量应根据上游来水、坝前水位、郁江及桂江的实际水情确定。根据2009年10月至2010年2月，大藤峡调节计算结果，大藤峡的日均下泄流量在700～1620m3/s之间，可使梧州断面的流量在非压咸时段达到1800 m3/s，在压咸时段达到2100m3/s。因此，在压咸时期，大藤峡应根据其调度原则下泄，以满足下游的压咸要求。

2.4 河道外需水分析

枢纽下游黔浔江河段为桂平、梧州等地区的主要取水水源。因此，大藤峡水利枢纽最小下泄流量应能满足下游河段沿程其他用水户的取用水要求，包括生活、工业以及农田灌溉等。根据相关设计规范，生活、工业以及农田灌溉的设计保证率分别为95%、97%和90%，相应武宣站在保证率P=97%时，坝址处的天然来水日流量约为660m3/s。根据调查显示，坝址下游的主要用水户为桂平市各个自来水厂的取水口，其取水口底板高程一般是在22m左右，而当大藤峡电站按最小发电流量700m3/s下泄时，相应坝下水位约为23.5m，能满足下游河道外用水需求。

2.5 最小下泄生态流量的确定

综上所述，推荐此工程所在河段的维持水生生态系统需求的流量为660m3/s，航运基流为700 m3/s。因此，最小下泄流量取生态流量、航运基流中的最大值，即700m3/s。

3 下泄生态流量的保障措施

根据工程施工特性与运行情况，针对生态流量，不同时期采取不同的下泄保障措施。

3.1 施工期生态流量保障措施

工程采用两期导流方案。一期左岸围堰，采用右岸主河床过流，过流宽度为300m，导流标准为39300m3/s，完全满足生态流量要求；二期实施右岸围堰，此时左岸的3台发电机组及21孔泄水闸已建成，1台机组的额定流量为886.04m3/s。当机组发电时，机组过流量即可满足生态与环境需水要求，机组不发电时，则通过泄水闸泄水以满足生态与环境需水要求。

3.2 初期蓄水期生态流量保障措施

此工程水库为日调节水库，二期围堰建成后即可进行初期蓄水。初期蓄水时通过机组发电流量或是泄水闸泄水以满足生态与环境需水要求。

3.3 运行期生态流量保障措施

3.3.1 最小下泄流量

大藤峡黔江主坝共设置8台发电机组和26孔泄水闸，运行期内主要通过机组发电流量满足最小下泄流量700m3/s要求；当机组不发电时，则通过泄水闸泄水满足最小下泄量要求。

3.3.2 压咸期

依据大藤峡水利枢纽水资源配置调度规则，可在每年的10月至次年2月的枯水期间，由黔江武宣、郁江贵港、北流河金鸡、桂江京南、蒙江太平站（以下简称5测站）测报西江梧州站流量，由大藤峡水库按照梧州流量达到2100/1800m3/s进行补水。

1）若在各月（阴历月）需要压咸，5测站测报的梧州站流量小于压咸流量2100m3/s，大藤峡需加大泄量以满足梧州站压咸流量的要求；若5测站测报梧州站流量大于2100m3/s，且大藤峡水位低于正常蓄水位61m时，大藤峡水库在满足梧州流量大于2100m3/s的前提下减小下泄量，水库回蓄，但下泄量不小于航运基流700m3/s。

2）若在每个月（阴历月）非压咸时段内，5测站测报梧州站流量小于1800m3/s，大藤峡则加大泄量满足梧州站生态流量要求；若5测站测报梧州站流量大于1800m3/s，且大藤峡水位低于正常蓄水位61m时，大藤峡水库在满足梧州站流量大于1800 m3/s的前提下减小下泄量，水库回蓄，下泄量不小于航运基流700m3/s。

3.3.3 生态敏感期

据该项目环境影响评价报告书分析，刺激“四大家鱼”产卵最小径流量为3000m3/s。因此在鱼类产卵期内当入库流量不足3000m3/s时，采用水库“人造洪峰”调度方式来刺激鱼类洄游产卵。

大藤峡鱼类产卵期“人造洪峰”调度具体实施时间服从红水河流域“人造洪峰”调度安排：“人造洪峰”调度以龙滩水电站为主、大藤峡水利枢纽配合，龙滩下游其余梯级电站按来水下泄，且在“人造洪峰”调度期间各电站发电调度不参与调峰调频。

大藤峡水利枢纽建成后，每年4月至5月水库按允许最高发电水位59.6m控制运行，有库容，有条件调峰，大藤峡水利枢纽可以实现“人造洪峰”；而每年6月至7月水库在死水位47.6m运行，没有库容，没有条件调峰，应由其他电站承担“人造洪峰”。

人造洪峰调度过程：每年4月至7月鱼类产卵期，入库流量不足3000m3/s时，通过龙滩水电站与大藤峡水利枢纽联合调度制造“人造洪峰”，保证大藤峡水利枢纽下泄不小于3000m3/s的流量，达到刺激“四大家鱼”产卵的最小径流量。因每年4月至7月同时为鱼类孵化期，希望下游水位平稳，避免水位变化太快，当入库流量大于3000m3/s，水库按来水下泄，不改变天然来水过程。

3.4 生态流量下泄在线监控措施

黔江主坝下泄流量在线监测，委托桂平市水文站进行。桂平市水文站距离大藤峡水利枢纽12km，工程建设后改变了下游断面水流形态、水文特性等，影响了桂平水文站水情预报的效果，拟改造相应监测设备和设施，达到恢复原有站网的测报功能。桂平市水文站改建完成后，通过联网提供黔江主坝下泄流量在线监测数据。

4 结语

大藤峡水利枢纽工程的建设对流域生态环境将造成一些不利影响，为维持流域生态系统的稳定性，保证流域内的生态需水要求及其周边居民生产生活的正常运行，必须选择合适的计算方法来确定生态需水量。结合工程特性与不同时期下泄流量需求，采取相应的保障措施和流量在线监控措施以保障生态流量的下泄，逐步完善河流生态恢复，实现工程建设的社会效益、经济效益和环境效益协调发展。