贵州省六池河生态流量保障方案分析

张宇航

(贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550002)

1 流域概况

六池河地处贵州省东北部，流域范围地跨铜仁市德江县、思南县，遵义市凤冈县、湄潭县4县，流经下属18个乡镇。六池河干流发源于铜仁市德江县煎茶镇庄子巷，源流蜿蜒向西南方向流至复兴乡进入遵义市，后折向东南流至秦家顶村进入铜仁市，后折向南流至桶口村汇入乌江。六池河干流河长112km，流域面积2090km2，其中遵义市境内790km2，铜仁市境内1300km2。[1]

六池河支流众多，其中流域面积100km2以上河流有4条，杨家河为中游左岸一级支流，流域面积275km2，河长49km；龙潭河为中游右岸一级支流，流域面积309km2，河长36km；山伍溪河为下游左岸一级支流，流域面积197km2，河长28km；蜂岩河为下游右岸一级支流，流域面积346km2，河长48km。

六池河流域属低山河谷地貌，山脉走向与河流一致，整体地势向东倾斜，溶蚀作用强烈，岩溶地貌明显。河谷地貌总体为溶蚀、侵蚀峡谷，呈“V”型，深切河谷多呈“U”型，局部侵蚀宽谷内较集中分布耕地及民房，石灰岩分布较广，岩溶发育，多洞穴、井泉和伏流河段。[2]

六池河流域属中亚热带湿润季风型气候，四季分明，无严寒酷暑。流域内有凤冈县气象站，流域降水较丰沛，降雨日数较多，多年平均降雨量1241.8mm，最大、最小年降雨量分别为1559.6、847.9mm。降雨年际变化不大，Cv=0.19，Cs=2Cv；年内分配不均，多年平均汛期(5—10月)降水量941.2mm，占全年75.6%，枯期(11—4月)降水量300.8mm，占全年24.4%。

2 水资源概况

根据德江县、思南县、凤冈县、湄潭县水资源综合规划、贵州省第三次水资源调查评价成果等相关资料分析，六池河流域多年平均地表水资源量12.1亿m3，多年平均地下水资源量3.6亿m3。

六池河流域现有蓄水工程、引提水工程共1536处，其中中型水库2座、小Ⅰ型水库8座、小Ⅱ型水库21座、山塘272座、窖池927处、引水工程219处、提水工程87处。根据现有工程资料，对中型水库按长系列径流以时历法逐一复核、小Ⅰ及小Ⅱ型水库采用可供水量-兴利库容无纲量化即α-β关系复核、山塘工程采用复蓄指数法复核、引提水工程根据供水对象分析其供水量。计算成果表明，六池河现有水利工程设计供水能力13580万m3，现状供水量11560万m3，见表1。

表1 六池河现有水利工程地表水源供水量表 单位：万m3

六池河流域现有水利工程现状供水量1.16亿m3，流域内多年平均水资源量12.1亿m3，现状水资源开发利用率9.59%。依据《2019年贵州省水资源公报》，六池河流域水资源开发利用率低于贵州省平均水平0.61个百分点、高于铜仁市2.49个百分点、低于遵义市4.61个百分点，流域水资源开发利用程度一般。[3]

六池河干流上划定有1个省级重要水功能一级区，测段范围为煎茶镇至桶口村，水质目标为Ⅱ类，现状水质为Ⅱ类；支流蜂岩河上划定有1个省级重要水功能一级区，测段范围为蜂岩镇至长坝镇，水质目标为Ⅲ类；杨家河干流上分布有2个市级重要水功能二级区，测段范围为金家槽水库至过水湾水库坝址、思南农业用水区至过水湾水库坝址，水质目标为Ⅲ类；支流龙潭河上划定有1个水功能一级区，测段范围为白岩沟至龙台村，水质目标为Ⅲ类。六池河干流及龙潭河各水电站均已设有生态流量泄放设施，现状六池河干流不存在脱水河段。

3 生态流量控制与保证

3.1 生态流量控制断面

根据河湖生态环境需水计算规范，结合六池河干流开发利用和控制性水利工程分布等因素综合分析，九道拐水文站为铜仁市、遵义市交界位置监测站，水文站断面以上控制面积962km2，监测项目有水位、流量、水质等，采纳为考核断面，其涉及的主要控制性工程包括六池河肖家湾、洞卡拉、九道拐、七里塘、双鱼关、东方红水电站及龙潭河大洞水电站、穿阡水库。

3.2 径流计算

3.2.1参证站选取

六池河流域内黄蟮田、胡家湾、合兴、石径、复兴、鸭子头、九道拐等水文站为新建水文站，资料年限不足30a，仅作参考分析用；凤冈水文站位于六池河流域内，资料系列较长、三性较好，选定为生态流量计算的参证站。

凤冈水文站始建于1981年5月，属长江流域乌江水系，为龙潭河控制站，属基本站网小河控制站，控制集水面积149km2。测验方式为驻测站，测验项目有水位、流量、降水、水质、蒸发等。凤冈站自1984年起测，2017年施工停测1a，本次计算采用1984—2016、2018—2019年长系列均值代替2017年平均流量进行资料分析及径流计算。

3.2.2径流分析

凤冈站不同径流系列长度下年径流均值相差不大，变差系数和偏态系数一致，其统计参数稳定；根据1984—2019年(共36a)年径流量差积曲线进行系列丰枯分析，其中平水年14a、丰水年11a、枯水年10a，丰平枯适中，系列代表性较好。

对凤冈站1984—2019年天然径流与实测径流数据进行统计对比，2个水文系列的多年平均流量、枯水期、最小月总体上未发生较大的变化，绝对差值小于10%。对凤冈站1984—2000和2000—2016年实测径流进行统计对比，2个水文系列的水文年、丰水期、枯水期、最小月时段多年平均流量绝对差值相差较大，近20a来测站上游用户取用水影响较大。[4]

根据水利部水规总院《关于印发2019年重点河湖生态流量(水量)保障实施方案编制及实施有关技术要求的通知》，对于水文系列，原则上以天然径流系列确定生态流量目标。

将凤冈水文站1984—2019年的历年逐月平均流量按水文年、丰枯时段、最小月流量进行频率分析计算，以P-Ⅲ型曲线适线，径流计算成果见表2。

表2 参证站、控制断面径流计算成果表 单位：m3/s

3.2.3控制断面径流成果计算

控制断面径流依据参证站径流分析计算采用面积比加降水、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、流域降水成果结合已有相关规划及《贵州省地表水资源》有关等值线图进行综合取值，控制断面径流计算公式如下，计算成果见表2。[5]

(1)

式中，Qa、Q—控制断面、参证站多年平均流量，m3/s；Fa、F—控制断面、参证站集水面积，km2；Pa、P—控制断面、参证站面降水量，mm；αa、α—控制断面、参证站径流系数。

3.3 生态流量计算

依据六池河流域水文情势及开发利用状况，结合《河湖生态环境需水计算规范》，以基本生态环境流量，即生态基流与不同时段基本生态流量作为控制指标，以生态基流作为考核指标。

3.3.1计算方法

对水利、环保部门已批复生态流量控制指标的控制断面，根据批复结论采用；对未经批复的断面，采用以下方法结合河流特性实际情况综合确定。

基本生态流量计算，控制断面基本生态流量常规选用逐月频率曲线法，根据控制断面径流系列，构建各月水文频率曲线，将P=95%频率相应流量作为对应月份的基本生态流量，组成年内不同时段值。

生态基流计算，对干流控制断面以上有控制性水利工程(且调节性能为日调节以上)的，依据《河湖生态环境需水计算规范》规范要求，采用Tennant法综合控制断面实际情况进行综合选取；对干流控制断面以上无控制性水利工程或工程调节性能极差(无调节或日调节)的，依据《水利水电建设项目水资源论证导则》要求，采用该断面最枯流量值作为生态基流。[6]

3.3.2生态流量计算成果

九道拐水文站断面生态基流计算成果，断面P=90%最小月均流量4.80m3/s，最枯日流量0.96m3/s，生态基流1.92m3/s。对贵州省六池河干流控制断面生态流量目标值及其占均值比例进行计算，计算成果见表3，考核断面生态流量保证率为90%。

表3 六池河考核断面生态流量目标值成果统计表

根据成果统计，九道拐水文站断面基本生态流量占多年平均径流量比例为27.95%～72.24%，平均值46.02%；生态基流占多年平均径流量比例为4.36%～6.93%，平均值14.92%。采用实测逐日流量数据计算九道拐水文站日均流量数据，按生态基流满足程度评价分析，结果表明六池河九道拐水文站考核断面的生态基流月满足程度为100%，日满足程度为99.6%，满足程度较好。[7]

3.3.3控制断面最小下泄流量

六池河干流及重要支流龙潭河涉及主要控制性工程8处，结合上述计算成果及已有批复成果，各工程断面生态基流(即最小下泄流量)成果见表4。

表4 断面涉及的主要控制性工程特性表

3.4 生态流量调度方案

考核断面每年来水过程及用耗水过程不一，上游水库或水电站生产生活用水及电网发电调度每年均有差异，因此生态流量调度方案以满足最小下泄流量、生态基流的下放管控为主。

常规调度措施包括：正常情况下九道拐水电站通过机组发电下放最小下泄流量满足1.92m3/s；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，满足最小下泄流量1.92m3/s；九道拐水电站水位降至死水位且入库流量小于1.92m3/s时，来水全部下泄。

应急调度措施包括：遇特枯年份来水量锐减等特殊情况(枯期P=95%)时，当九道拐水电站断面来水量低于1.92m3/s时暂停发电，按来水量进行下泄；肖家湾、大洞水电站不得拦蓄，同步下泄流量。

加强六池河流域农业、工业、城乡生活的节水建设或调整农业种植业，全面节水，严格控制河道外用水总量，避免超量取水导致各断面生态基流减少，特别是加强特枯月份(11—4月)的河道外用水量管控。

3.5 生态流量监测

结合流域内各区县小水电“一站一策”清理整改实施方案等工作，截至2020年底六池河干流各水电站均已进行生态流量改造及生态流量监控设施建设。本次生态流量监测方案将小水电清理整改工作建设的各水电站生态流量监控、泄放设施工况视频接入贵州省生态流量监测管理平台。

各水电站通过发电尾水和引水设施下泄生态流量，流量监测采用视频图像叠加实时流量数据监测的方式，传输方式采用实时传输，保证监测能实时上传至省级小水电监控平台，数据接口统一。九道拐水文站生态流量监测直接采用水文站测流装置，自动报送时，九道拐水文站将水位、流量信息实时传输至贵州省生态流量监测管理平台；人工观测时，枯期不低于一段一次，最小下泄流量或者历年最低水位时不低于二段二次。生态流量监测常规信息报送内容为水位、流量；非常规信息报送内容为水质、水生生物和水生生境。

3.6 生态流量预警

根据六池河流域河流选取的控制断面，合理设置生态流量预警层级为蓝色预警和红色预警两级。蓝色预警代表断面生态流量基本满足，但接近轻度破坏状态，流量范围为1.92～2.30m3/s；红色预警代表生态流量不足，需尽快采取措施，流量范围为<1.92m3/s。

当九道拐水文站断面预警状态为蓝色时，密切关注九道拐水电站出库流量情况。当九道拐水文站预警状态为红色时，监管责任主体贵州省水利厅、生态环境厅发布红色预警并通知保障责任主体，九道拐水电站按要求加大下泄流量，必要时上游电站水库进行补偿调度，并做好相关断面之间的取水管控和调度管理，沿线各区县严格控制区间河道外取水。各责任主体职责划分见表5。

表5 控制断面生态流量责任划分职责表

4 结语

本研究共得出3点主要结论。一是提供统筹考虑河流分布、流域概况、控制性工程分布等因素，明确六池河主要控制断面；二是结合水资源禀赋、水生态保护和修复要求，根据区域气候水文特征、水文站网布设等，确定生态流量计算方法，得出生态流量目标值、保证率等；三是以保障控制断面生态基流为主要目标，制定生态流量调度、监测及预警方案。本方案对流域水量调度、生态保护修复、流域综合管理等工作具有十分重要的意义。后续可进一步研究河流生态流量控制指标计算常采用的水文学法、水力学法、栖息地法和整体分析法等4类方法，以六池河生态流量调度运用实际成果为验证，总结适宜流域特征的河流生态流量计算方法。