張宇航

(貴州省水利水電勘測設計研究院有限公司，貴州 貴陽 550002)

1 流域概況

六池河地處貴州省東北部，流域范圍地跨銅仁市德江縣、思南縣，遵義市鳳岡縣、湄潭縣4縣，流經(jīng)下屬18個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。六池河干流發(fā)源于銅仁市德江縣煎茶鎮(zhèn)莊子巷，源流蜿蜒向西南方向流至復興鄉(xiāng)進入遵義市，后折向東南流至秦家頂村進入銅仁市，后折向南流至桶口村匯入烏江。六池河干流河長112km，流域面積2090km2，其中遵義市境內(nèi)790km2，銅仁市境內(nèi)1300km2。[1]

六池河支流眾多，其中流域面積100km2以上河流有4條，楊家河為中游左岸一級支流，流域面積275km2，河長49km；龍?zhí)逗訛橹杏斡野兑患壷Я?，流域面積309km2，河長36km；山伍溪河為下游左岸一級支流，流域面積197km2，河長28km；蜂巖河為下游右岸一級支流，流域面積346km2，河長48km。

六池河流域?qū)俚蜕胶庸鹊孛玻矫}走向與河流一致，整體地勢向東傾斜，溶蝕作用強烈，巖溶地貌明顯。河谷地貌總體為溶蝕、侵蝕峽谷，呈“V”型，深切河谷多呈“U”型，局部侵蝕寬谷內(nèi)較集中分布耕地及民房，石灰?guī)r分布較廣，巖溶發(fā)育，多洞穴、井泉和伏流河段。[2]

六池河流域?qū)僦衼啛釒駶櫦撅L型氣候，四季分明，無嚴寒酷暑。流域內(nèi)有鳳岡縣氣象站，流域降水較豐沛，降雨日數(shù)較多，多年平均降雨量1241.8mm，最大、最小年降雨量分別為1559.6、847.9mm。降雨年際變化不大，Cv=0.19，Cs=2Cv；年內(nèi)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 水資源概況

根據(jù)德江縣、思南縣、鳳岡縣、湄潭縣水資源綜合規(guī)劃、貴州省第三次水資源調(diào)查評價成果等相關(guān)資料分析，六池河流域多年平均地表水資源量12.1億m3，多年平均地下水資源量3.6億m3。

六池河流域現(xiàn)有蓄水工程、引提水工程共1536處，其中中型水庫2座、?、裥退畮?座、?、蛐退畮?1座、山塘272座、窖池927處、引水工程219處、提水工程87處。根據(jù)現(xiàn)有工程資料，對中型水庫按長系列徑流以時歷法逐一復核、小Ⅰ及?、蛐退畮觳捎每晒┧?興利庫容無綱量化即α-β關(guān)系復核、山塘工程采用復蓄指數(shù)法復核、引提水工程根據(jù)供水對象分析其供水量。計算成果表明，六池河現(xiàn)有水利工程設計供水能力13580萬m3，現(xiàn)狀供水量11560萬m3，見表1。

表1 六池河現(xiàn)有水利工程地表水源供水量表 單位：萬m3

六池河流域現(xiàn)有水利工程現(xiàn)狀供水量1.16億m3，流域內(nèi)多年平均水資源量12.1億m3，現(xiàn)狀水資源開發(fā)利用率9.59%。依據(jù)《2019年貴州省水資源公報》，六池河流域水資源開發(fā)利用率低于貴州省平均水平0.61個百分點、高于銅仁市2.49個百分點、低于遵義市4.61個百分點，流域水資源開發(fā)利用程度一般。[3]

六池河干流上劃定有1個省級重要水功能一級區(qū)，測段范圍為煎茶鎮(zhèn)至桶口村，水質(zhì)目標為Ⅱ類，現(xiàn)狀水質(zhì)為Ⅱ類；支流蜂巖河上劃定有1個省級重要水功能一級區(qū)，測段范圍為蜂巖鎮(zhèn)至長壩鎮(zhèn)，水質(zhì)目標為Ⅲ類；楊家河干流上分布有2個市級重要水功能二級區(qū)，測段范圍為金家槽水庫至過水灣水庫壩址、思南農(nóng)業(yè)用水區(qū)至過水灣水庫壩址，水質(zhì)目標為Ⅲ類；支流龍?zhí)逗由蟿澏ㄓ?個水功能一級區(qū)，測段范圍為白巖溝至龍臺村，水質(zhì)目標為Ⅲ類。六池河干流及龍?zhí)逗痈魉娬揪言O有生態(tài)流量泄放設施，現(xiàn)狀六池河干流不存在脫水河段。

3 生態(tài)流量控制與保證

3.1 生態(tài)流量控制斷面

根據(jù)河湖生態(tài)環(huán)境需水計算規(guī)范，結(jié)合六池河干流開發(fā)利用和控制性水利工程分布等因素綜合分析，九道拐水文站為銅仁市、遵義市交界位置監(jiān)測站，水文站斷面以上控制面積962km2，監(jiān)測項目有水位、流量、水質(zhì)等，采納為考核斷面，其涉及的主要控制性工程包括六池河肖家灣、洞卡拉、九道拐、七里塘、雙魚關(guān)、東方紅水電站及龍?zhí)逗哟蠖此娬?、穿阡水庫?/p>

3.2 徑流計算

3.2.1參證站選取

六池河流域內(nèi)黃蟮田、胡家灣、合興、石徑、復興、鴨子頭、九道拐等水文站為新建水文站，資料年限不足30a，僅作參考分析用；鳳岡水文站位于六池河流域內(nèi)，資料系列較長、三性較好，選定為生態(tài)流量計算的參證站。

鳳岡水文站始建于1981年5月，屬長江流域烏江水系，為龍?zhí)逗涌刂普?，屬基本站網(wǎng)小河控制站，控制集水面積149km2。測驗方式為駐測站，測驗項目有水位、流量、降水、水質(zhì)、蒸發(fā)等。鳳岡站自1984年起測，2017年施工停測1a，本次計算采用1984—2016、2018—2019年長系列均值代替2017年平均流量進行資料分析及徑流計算。

3.2.2徑流分析

鳳岡站不同徑流系列長度下年徑流均值相差不大，變差系數(shù)和偏態(tài)系數(shù)一致，其統(tǒng)計參數(shù)穩(wěn)定；根據(jù)1984—2019年(共36a)年徑流量差積曲線進行系列豐枯分析，其中平水年14a、豐水年11a、枯水年10a，豐平枯適中，系列代表性較好。

對鳳岡站1984—2019年天然徑流與實測徑流數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計對比，2個水文系列的多年平均流量、枯水期、最小月總體上未發(fā)生較大的變化，絕對差值小于10%。對鳳岡站1984—2000和2000—2016年實測徑流進行統(tǒng)計對比，2個水文系列的水文年、豐水期、枯水期、最小月時段多年平均流量絕對差值相差較大，近20a來測站上游用戶取用水影響較大。[4]

根據(jù)水利部水規(guī)總院《關(guān)于印發(fā)2019年重點河湖生態(tài)流量(水量)保障實施方案編制及實施有關(guān)技術(shù)要求的通知》，對于水文系列，原則上以天然徑流系列確定生態(tài)流量目標。

將鳳岡水文站1984—2019年的歷年逐月平均流量按水文年、豐枯時段、最小月流量進行頻率分析計算，以P-Ⅲ型曲線適線，徑流計算成果見表2。

表2 參證站、控制斷面徑流計算成果表 單位：m3/s

3.2.3控制斷面徑流成果計算

控制斷面徑流依據(jù)參證站徑流分析計算采用面積比加降水、徑流系數(shù)修正的水文比擬法進行計算，參證站及斷面徑流系數(shù)成果、流域降水成果結(jié)合已有相關(guān)規(guī)劃及《貴州省地表水資源》有關(guān)等值線圖進行綜合取值，控制斷面徑流計算公式如下，計算成果見表2。[5]

(1)

式中，Qa、Q—控制斷面、參證站多年平均流量，m3/s；Fa、F—控制斷面、參證站集水面積，km2；Pa、P—控制斷面、參證站面降水量，mm；αa、α—控制斷面、參證站徑流系數(shù)。

3.3 生態(tài)流量計算

依據(jù)六池河流域水文情勢及開發(fā)利用狀況，結(jié)合《河湖生態(tài)環(huán)境需水計算規(guī)范》，以基本生態(tài)環(huán)境流量，即生態(tài)基流與不同時段基本生態(tài)流量作為控制指標，以生態(tài)基流作為考核指標。

3.3.1計算方法

對水利、環(huán)保部門已批復生態(tài)流量控制指標的控制斷面，根據(jù)批復結(jié)論采用；對未經(jīng)批復的斷面，采用以下方法結(jié)合河流特性實際情況綜合確定。

基本生態(tài)流量計算，控制斷面基本生態(tài)流量常規(guī)選用逐月頻率曲線法，根據(jù)控制斷面徑流系列，構(gòu)建各月水文頻率曲線，將P=95%頻率相應流量作為對應月份的基本生態(tài)流量，組成年內(nèi)不同時段值。

生態(tài)基流計算，對干流控制斷面以上有控制性水利工程(且調(diào)節(jié)性能為日調(diào)節(jié)以上)的，依據(jù)《河湖生態(tài)環(huán)境需水計算規(guī)范》規(guī)范要求，采用Tennant法綜合控制斷面實際情況進行綜合選?。粚Ω闪骺刂茢嗝嬉陨蠠o控制性水利工程或工程調(diào)節(jié)性能極差(無調(diào)節(jié)或日調(diào)節(jié))的，依據(jù)《水利水電建設項目水資源論證導則》要求，采用該斷面最枯流量值作為生態(tài)基流。[6]

3.3.2生態(tài)流量計算成果

九道拐水文站斷面生態(tài)基流計算成果，斷面P=90%最小月均流量4.80m3/s，最枯日流量0.96m3/s，生態(tài)基流1.92m3/s。對貴州省六池河干流控制斷面生態(tài)流量目標值及其占均值比例進行計算，計算成果見表3，考核斷面生態(tài)流量保證率為90%。

表3 六池河考核斷面生態(tài)流量目標值成果統(tǒng)計表

根據(jù)成果統(tǒng)計，九道拐水文站斷面基本生態(tài)流量占多年平均徑流量比例為27.95%～72.24%，平均值46.02%；生態(tài)基流占多年平均徑流量比例為4.36%～6.93%，平均值14.92%。采用實測逐日流量數(shù)據(jù)計算九道拐水文站日均流量數(shù)據(jù)，按生態(tài)基流滿足程度評價分析，結(jié)果表明六池河九道拐水文站考核斷面的生態(tài)基流月滿足程度為100%，日滿足程度為99.6%，滿足程度較好。[7]

3.3.3控制斷面最小下泄流量

六池河干流及重要支流龍?zhí)逗由婕爸饕刂菩怨こ?處，結(jié)合上述計算成果及已有批復成果，各工程斷面生態(tài)基流(即最小下泄流量)成果見表4。

表4 斷面涉及的主要控制性工程特性表

3.4 生態(tài)流量調(diào)度方案

考核斷面每年來水過程及用耗水過程不一，上游水庫或水電站生產(chǎn)生活用水及電網(wǎng)發(fā)電調(diào)度每年均有差異，因此生態(tài)流量調(diào)度方案以滿足最小下泄流量、生態(tài)基流的下放管控為主。

常規(guī)調(diào)度措施包括：正常情況下九道拐水電站通過機組發(fā)電下放最小下泄流量滿足1.92m3/s；水電站停止發(fā)電情況下，根據(jù)水位不同通過機組空載或避開機組振動區(qū)運行來攜帶一定的基礎負荷，滿足最小下泄流量1.92m3/s；九道拐水電站水位降至死水位且入庫流量小于1.92m3/s時，來水全部下泄。

應急調(diào)度措施包括：遇特枯年份來水量銳減等特殊情況(枯期P=95%)時，當九道拐水電站斷面來水量低于1.92m3/s時暫停發(fā)電，按來水量進行下泄；肖家灣、大洞水電站不得攔蓄，同步下泄流量。

加強六池河流域農(nóng)業(yè)、工業(yè)、城鄉(xiāng)生活的節(jié)水建設或調(diào)整農(nóng)業(yè)種植業(yè)，全面節(jié)水，嚴格控制河道外用水總量，避免超量取水導致各斷面生態(tài)基流減少，特別是加強特枯月份(11—4月)的河道外用水量管控。

3.5 生態(tài)流量監(jiān)測

結(jié)合流域內(nèi)各區(qū)縣小水電“一站一策”清理整改實施方案等工作，截至2020年底六池河干流各水電站均已進行生態(tài)流量改造及生態(tài)流量監(jiān)控設施建設。本次生態(tài)流量監(jiān)測方案將小水電清理整改工作建設的各水電站生態(tài)流量監(jiān)控、泄放設施工況視頻接入貴州省生態(tài)流量監(jiān)測管理平臺。

各水電站通過發(fā)電尾水和引水設施下泄生態(tài)流量，流量監(jiān)測采用視頻圖像疊加實時流量數(shù)據(jù)監(jiān)測的方式，傳輸方式采用實時傳輸，保證監(jiān)測能實時上傳至省級小水電監(jiān)控平臺，數(shù)據(jù)接口統(tǒng)一。九道拐水文站生態(tài)流量監(jiān)測直接采用水文站測流裝置，自動報送時，九道拐水文站將水位、流量信息實時傳輸至貴州省生態(tài)流量監(jiān)測管理平臺；人工觀測時，枯期不低于一段一次，最小下泄流量或者歷年最低水位時不低于二段二次。生態(tài)流量監(jiān)測常規(guī)信息報送內(nèi)容為水位、流量；非常規(guī)信息報送內(nèi)容為水質(zhì)、水生生物和水生生境。

3.6 生態(tài)流量預警

根據(jù)六池河流域河流選取的控制斷面，合理設置生態(tài)流量預警層級為藍色預警和紅色預警兩級。藍色預警代表斷面生態(tài)流量基本滿足，但接近輕度破壞狀態(tài)，流量范圍為1.92～2.30m3/s；紅色預警代表生態(tài)流量不足，需盡快采取措施，流量范圍為<1.92m3/s。

當九道拐水文站斷面預警狀態(tài)為藍色時，密切關(guān)注九道拐水電站出庫流量情況。當九道拐水文站預警狀態(tài)為紅色時，監(jiān)管責任主體貴州省水利廳、生態(tài)環(huán)境廳發(fā)布紅色預警并通知保障責任主體，九道拐水電站按要求加大下泄流量，必要時上游電站水庫進行補償調(diào)度，并做好相關(guān)斷面之間的取水管控和調(diào)度管理，沿線各區(qū)縣嚴格控制區(qū)間河道外取水。各責任主體職責劃分見表5。

表5 控制斷面生態(tài)流量責任劃分職責表

4 結(jié)語

本研究共得出3點主要結(jié)論。一是提供統(tǒng)籌考慮河流分布、流域概況、控制性工程分布等因素，明確六池河主要控制斷面；二是結(jié)合水資源稟賦、水生態(tài)保護和修復要求，根據(jù)區(qū)域氣候水文特征、水文站網(wǎng)布設等，確定生態(tài)流量計算方法，得出生態(tài)流量目標值、保證率等；三是以保障控制斷面生態(tài)基流為主要目標，制定生態(tài)流量調(diào)度、監(jiān)測及預警方案。本方案對流域水量調(diào)度、生態(tài)保護修復、流域綜合管理等工作具有十分重要的意義。后續(xù)可進一步研究河流生態(tài)流量控制指標計算常采用的水文學法、水力學法、棲息地法和整體分析法等4類方法，以六池河生態(tài)流量調(diào)度運用實際成果為驗證，總結(jié)適宜流域特征的河流生態(tài)流量計算方法。