贵州省余庆河生态流量保障程度分析

张泽宇，黄 瑾，吴名剑，常文凯

（贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550002）

基本生态流量是指维系河流、湖泊、沼泽给定的生态环境保护目标所对应的生态环境功能不丧失，需要保留在河道内的最小流量。近年来，由于水利工程及小水电建设的大力发展，河流中下游断流或局部断流的现象层出不穷，因此提出了很多关于生态流量的措施和思考[1]。本文以余庆河为基础，采用Tennant 法计算其生态流量[2，3]，提出余庆河生态流量保障率及调度方案[4]，为该流域水量调度、生态保护修复、流域综合管理等工作奠定基础。

1 流域概况

余庆河发源于贵州省黔南布依族苗族自治州瓮安县新寨，河源高程1180 m，干流流经贵州省黔南州瓮安县、黔东南州黄平县、遵义市余庆县、铜仁市石阡县。余庆河介于东经107°40´12″～108°5´36″、北纬27°14´15″～27°29´40″，干流河长111 km，全流域面积1502 km2，流域形状为扇形。

余庆河河床坡降小，水流平缓，较大的支流有小乌江、大龙河、满溪河、苏江河。流域属中亚热带湿润性季风气候，四季较分明，冬无严寒，夏无酷暑，无霜期较长，水热资源较为丰富，水热同季，年均气温在14～16 ℃。余庆河流域水系及水利工程分布，如图1所示。

图1 余庆河流域水系及水利工程分布示意

2 生态流量计算方法

本次生态流量计算方法以《河湖生态环境需水计算规范》（SL/T712-2021）为基础，同时参考长江水利委员会编制的《长江流域片生态水量（流量）研究报告》等成果[5]，最终确定生态流量计算采用Tennant法（10%），基本生态流量计算采用逐月频率曲线法（P=95%）。

3 生态流量技术参证站选择及分析

3.1 参证站的选择

余庆河流域中游设有余庆（三）水文站，邻近流域的水文站有田坝水文站、石阡水文站等测站，各测站的具体情况详见表1。

表1 各站基本情况

根据余庆河位置、下垫面情况等综合考虑后选择流域中游的余庆（三）水文站作为水文参证站，并参照贵州省水文局印发的最新三调成果对余庆（三）水文站进行还原计算，得到其天然径流过程。

3.2 水文站径流分析成果

将余庆（三）水文站1961—2017年（2018年之后因建设施工，停测流量）的历年逐月平均天然流量按水文年、丰枯时段、最小月流量进行频率分析计算，并以P-Ⅲ型曲线适线，由此得到其年径流系列的统计参数，成果详见表2。

表2 余庆（三）水文站不同频率洪峰流量计算成果

4 控制断面径流及生态流量目标值分析

综合考虑余庆河水资源开发利用状况、贵州省水利部门管理等多方因素和需求，本次选取河坝水文站作为贵州省余庆河干流的管理断面，断面所在位置如图1所示。

4.1 管理断面径流成果分析

管理断面径流成果依据参证站的径流分析计算成果，采用面积比加降水、径流系数修正的水文比拟法进行计算，参证站及断面径流系数成果、区域降水成果结合已有相关规划及《贵州省地表水资源》上的有关等值线图进行取值，计算成果详见表3。

表3 余庆河干流管理断面天然径流计算成果

根据贵州省枯水模数等值线图，贵州省余庆河流域河坝水文站断面最枯流量模数取1 L/（s·km2），断面枯水期径流成果，详见表4。

表4 余庆河河坝水文站断面枯水期径流成果

4.2 管理断面生态流量目标值

根据确定的生态流量计算方法对贵州省余庆河管理断面生态流量目标值进行计算，同时结合已批复《余庆县小水电清理整改“一站一策”工作方案》以及《石阡县小水电清理整改“一站一策”工作方案》进行综合分析。本次方案中确定的管理断面生态基流计算成果与已批复生态流量成果对比，详见表5。

表5 余庆河管理断面生态流量成果对比m3/s

由表5 可知，管理断面本次计算成果与已批复成果差别不大，考虑到与已有成果的协调性，本次方案生态基流采用管理断面已批复成果。

根据确定的生态流量计算方法对贵州省余庆河管理断面不同时段基本生态流量进行计算，计算成果详见表6—7，如图2所示。

表6 余庆河干流管理断面生态流量目标值计算成果

5 管理断面生态流量满足性分析

5.1 管理断面生态流量占比分析

根据成果统计，余庆河生态基流占多年平均径流量比例为3.87%～29.4%（平均值14.7%），基本生态流量占多年平均径流量比例为8.98%～42.4%（平均值23.9%）。

余庆河干流管理断面生态流量占多年平均径流量比例较低，分析其原因主要是与流域内水利工程调蓄能力的高低有关，余庆河中下游调蓄能力较好，上游调蓄能力较低，所以生态流量保障程度相对较低。余庆河管理断面逐月生态流量占比，详见表7。

5.2 管理断面生态流量可达性分析

5.2.1 生态基流月均流量满足程度分析

由于河坝水文站断面无实测流量数据，本次采用余庆河干流余庆水文站1961—2017 年水文系列56 个水文年实测月均流量比拟（考虑降雨及径流系数修正）至河坝水文站断面，对河坝水文站断面以上流域的生态基流的月均满足程度进行分析。管理断面生态基流满足度（月均）变化，如图3所示。

图3 管理断面生态基流满足度（月均）变化

从图3 可以看出，按确定的生态基流目标值进行月均满足程度评价，分析结果表明贵州省余庆河管理断面的生态基流月满足程度为98%～100%，满足程度较好。

5.2.2 生态基流日均流量满足程度分析

由于河坝水文站无实测资料，通过收集余庆（三）水文站2012—2017年共7年的逐日实测日均流量数据（考虑降雨及径流系数修正）比拟至河坝水文站断面，按生态基流满足程度评价方法进行分析，分析成果如图4所示。

图4 管理断面生态基流满足度（实测日均）变化

从图4 可以看出，按确定的生态基流目标值进行日均满足程度评价，分析结果表明贵州省余庆河管理断面的生态基流日满足程度为90%～99%。

6 结论

根据贵州省余庆河水资源条件、工程分布及调蓄能力、生态保护要求等因素，同时结合管理断面生态流量可达性分析成果，综合分析确定余庆河管理断面生态流量保证率为90%，由此确定余庆河生态流量调度方案分为常规调度和应急调度。其中，常规调度措施包括：①正常情况下，河坝水文站断面上游段花山水电站通过机组发电及闸门泄流来满足最小下泄流量2.23 m3/s 的要求；②当上游水电站停止发电情况下，根据水位不同通过机组空载或避开机组振动区运行来携带一定的基础负荷来满足最小下泄流量2.23 m3/s 要求；③当上游花山水电站水位降至死水位500 m 且入库流量小于2.23 m3/s 时，按来水量进行下泄。应急调度措施为：当遇到特枯年份来水量锐减等特殊情况（枯水期P=95%时），在满足最低基本生产生活用水基础上，断面上游的团结水库、方竹水电站具备补偿调度能力时，应适当加大下泄流量，补偿水库至河坝水文站断面区间水量，其余水利水电工程不得拦蓄，须同步下泄流量。