江河流域河流最小生态流量研究

2022-01-05陆建宇杜娟

水利水电工程设计 2021年4期

关键词：场站径流量水生

陆建宇杜娟

1 流域概况

2 资料来源

表1 南河流域水文站点及资料情况

3 成果分析

3.1 资料整理

考虑邛崃站来水含三合堰以及南河上游灌溉退水，径流组成复杂，难以还原，且新场站—邛崃站区间不受上游雪山影响，径流主要由降雨补给，径流受到三合堰退水影响，邛崃站系列一致性较差；新场站与大邑站径流同期时段为1955—1967、1978—1986年，新场与大邑站同期径流相关关系较差；新场站实测流量系列一致性较好。因此，采用新场站降雨径流关系（如图1所示），插补延长新场站缺失的1987—2018年流量数据。

图1 新场站降雨径流相关关系

插补后，新场站1955—2018年多年平均径流量为4.49亿m3，插补段多年平均径流量为4.20亿m3，实测段多年平均径流量为4.80亿m3，与降雨量时段变化一致，见表2。因此，插补后的新场站1955—2018年径流成果是合理的。

表2 实测段、插补段、插补后的新场站多年平均径流量表

3.2 计算成果

最小生态流量是指使河流维持生态系统健康及水生生物正常生长必须保留最小水量[1-2]。目前，最小生态流量计算主要采用传统的水文学法，该方法借助长系列流量资料，具有简便、快捷、直观的特点。

本次采用传统水文学法中的次最小值法[2]、频率排位法[3]、年内展布法[4]，基于新场站1955—2018年逐月流量资料，计算其最小生态流量。其中，频率排位法取保证率95%对应的径流值；年内展布法通过建立最小年均径流量与多年年均径流量的同期均值比，结合多年平均月径流过程，确定河流最小生态流量。多种方法计算的新场站最小生态流量过程，见表3、如图2所示。

由表3、图2可知：（1）3种方法计算的最小生态流量年内过程大体相同，径流年总量差别不大；从趋势和径流总量来看，3种方法计算成果均是可取的。（2）频率排位法、次最小值法1—3、5、10—12月计算值大于年内展布法的，不利于枯水期水资源开发利用，将使得人类社会生产生活用水与河流生态用水之间的矛盾更尖锐。（3）年内展布法1—3、5、10—12月计算值略小，但可维持下游水生生物在年内最危险时段内处于极好的水流条件中；丰水期流量数值略大，大量营养物质可随水流输移至下游，有助于河流水生生物的快速生长与发育。因此，年内展布法计算成果是相对比较理想的。

表3 多种方法计算的新场站最小生态流量过程万m3

图2 多种方法计算的新场站最小生态流量过程

3.3 分析讨论

3.3.1 Tennant法评价

根据Tennant法基本原理，评价年内展布法计算流量成果的合理性，见表4。由表4可知，年内展布法计算流量成果能够使得河流水面宽、水深、流速在1—3、4—9、10—12月分别处于“极好”“好”“极好”状态，维持丰水期水生生物繁殖有着适宜水流条件、枯水期较舒适地度过最基本生存阶段。因此，年内展布法计算的流量过程能够维持下游河道基本生态结构与功能、保证水生生物有较为充足的水流生存空间，是较为合理的。

表4 新场站最小生态流量的Tennant法评价结果万m3

3.3.2 生态流量满足程度

结合新场站1955—2018年径流资料，基于年内展布法计算的最小生态流量过程，分析生态流量满足程度。经分析，不满足年份仅出现在4、6、7、8、9月，次数依次为2、5、5、3、3。可见，在年内展布法计算的最小生态流量标准下，江河干流单一断面—新场站测流断面最小生态流量满足程度较为乐观。

3.3.3 流域水生态现状

3.3.4 参考建议

根据川水函〔2018〕720号、成水务〔2018〕66号，国家级、省级及以下自然保护区内水电站下泄最小生态流量不得低于河道天然同期多年平均流量的18%、15%；涉及国家和地方重点保护水生野生动物和珍稀濒危物种或开发区域等有特殊用水要求的河段，应专题论证确定其最小生态流量。

根据Tennant法基本原理，河道内流量为多年平均流量10%时，是大多数水生生物生存所需的最小水量，此时水生状况处于“差”的状态；河道内流量为多年平均流量30%时，能保持大多数水生动物有良好栖息条件。其中，对于鱼类产卵育幼期，河流水生状况处于“开始退化”情况；对于枯水期，河流水生状况可达到“非常好的状况”。

综上，为尽可能地营造良好的河流水生态环境，平衡河流生态用水、人类社会生产生活用水之间的矛盾，建议将Tennant法、年内展布法计算的最小生态流量过程外包值作为最小生态流量，即丰水期（5—10月）取下包线（Tennant法值30%）、枯水期（11月—翌年4月）取下包线（年内展布法值）。见表5。