水庫調度對大壩下游河道生態(tài)徑流的影響

摘 要：隨著世界能源趨緊，水能作為一種可再生能源，尤其像中國這樣的能源消耗大國，水庫大壩的修建是不可避免的。筆者從流量因素出發(fā)，采用相同的方法對大壩修建前后壩下游河道生態(tài)徑流因水庫調度產生的變化進行比較，分析出產生改變的原因，并提出減少這種改變的方法，使河道維持河流生態(tài)系統(tǒng)健康的所需生態(tài)徑流量。本文根據(jù)某水庫的調度進行分析，總結出為減少這種影響，應以建壩前的最大、最小和適宜生態(tài)徑流過程為準。

關鍵詞：水庫調度；下游河道；生態(tài)徑流

在河流上修建水庫是利用水力發(fā)電的主要形式，大壩阻隔了江河，使河流連續(xù)性發(fā)生變化。水庫調度因目標不同而有區(qū)別，但現(xiàn)有的任一調度方式，都會使河道內流量年內或年際發(fā)生變化。怎樣對這種變化進行評價，并減少因水庫調度而使河流生態(tài)系統(tǒng)退化或破壞，維持河流生態(tài)系統(tǒng)的健康生命，是目前國內外學者研究的重點之一。

一、水庫調度

水庫調度工作是日常的必要性工作，調度大小依據(jù)實際的需求而變化。相對而言，現(xiàn)階段的任何一種水庫調度方式，都會導致河道內流量年內或者年際發(fā)生變化，這對下游居民而言，將會產生很大的影響。水庫調度工作，雖然表面上比較平常，但造成的影響卻是無法忽視的。

二、生態(tài)徑流

（一）計算方法。根據(jù)各種方法在國內的應用情況，采用逐月頻率計算法進行生態(tài)徑流計算。該法將流量資料分為1-12月份共12個月平均徑流系列，按每月多年平均徑流分析出最小生態(tài)徑流、最大生態(tài)徑流和適宜生態(tài)徑流。該方法使用簡單，操作方便，使用的資料不多，適合在流量較大的河流上使用。該方法提出了最大生態(tài)徑流理念及計算方法，在建有大壩的江河上，為了達到河流生態(tài)系統(tǒng)的健康要求，水庫在進行調度時，其最大出流量應盡量小于該河段的最大生態(tài)徑流量。

（二）生態(tài)徑流。（1）最小生態(tài)徑流。維持河流生態(tài)系統(tǒng)生命，避免河流生態(tài)系統(tǒng)遭受不可恢復性破壞的最小徑流過程。在逐月頻率計算法中是將每個月多年月均流量的最小值作為該月的最小生態(tài)徑流，再由每個月的最小生態(tài)徑流組成全年的最小生態(tài)徑流過程。（2）最大生態(tài)徑流。維持河流生態(tài)系統(tǒng)生命，避免河流生態(tài)系統(tǒng)遭受不可恢復性破壞的最大徑流過程。由于水庫調度的影響，使河道全年的自然徑流過程發(fā)生變化，特別是在枯水期，河道的流量可能受水庫調度的影響而高于同期水位，流量也大于同期徑流，這也會對河流生態(tài)系統(tǒng)產生嚴重影響，是河流季節(jié)性變化消失，造成某些物種消失或減產，使河流生態(tài)系統(tǒng)受到不可恢復的生態(tài)破壞。在逐月頻率計算法中是指將每個月多年月均流量的最大值作為該月的最大生態(tài)徑流，再由每個月的最大生態(tài)徑流組成全年的最大生態(tài)徑流過程。（3）適宜生態(tài)徑流。維持河流生態(tài)系統(tǒng)健康和保持生物多樣性最為合適的徑流過程。長期處于最大生態(tài)徑流或最小生態(tài)徑流對河流生態(tài)系統(tǒng)來說是不利的，這樣生態(tài)系統(tǒng)功能將會減弱。河流徑流過程是隨機變化的，因時因地而異，適宜生態(tài)徑流過程應具有明顯的統(tǒng)計特征，并具有一個相應的變化范圍。逐月頻率計算法中是指將1年中每個月的保證率都取為50%，用此保證率求得河流的適宜生態(tài)徑流過程。

三、實例分析

（一）昭平水電站是一座以水力發(fā)電為主，兼有灌溉、飲用水、抵御一定洪水標準的洪水等綜合效益的大型控制性水利樞紐工程，是桂江流域第二梯級的水庫，總庫容1.255億m3。水庫位于本縣境內，干河流域面積19288km2，多年平均年徑流量為134.7億m3，徑流以降雨為主，洪水以暴雨型為主。干河流域是重要的木材、糧、桑葉、油料作物生產基地，分上游灌區(qū)與下游灌區(qū)。由此可見，水庫的調度工作，將會對大壩下游河道生態(tài)徑流產生較大的影響。

（二）根據(jù)計算過程得出影響的結果。水庫是本地區(qū)較大的水庫，需有效的計算出水庫調度對大壩下游河道生態(tài)徑流的影響，為此，主要計算其最小生態(tài)徑流量、最大生態(tài)徑流量、適宜生態(tài)徑流量。經(jīng)過詳細的計算后發(fā)現(xiàn)，水庫大壩下游河道的月平均徑流過程和生態(tài)徑流過程在水庫修建前后發(fā)生了較大變化，由于水庫是河道上的控制性工程，且從水庫到大壩下游河道的支流匯入所占流量的比重不大，影響了下游流量，水庫修建前后，大壩下游河道流量發(fā)生的變化主要是由水庫調度引起的。為了減少這種影響，應以建壩前的最大、最小和適宜生態(tài)徑流過程為準，對現(xiàn)有的調度規(guī)程進行適當修改，使以后運行的最小生態(tài)徑流不小于建壩前的最小生態(tài)徑流，最大生態(tài)徑流不大于建壩前的最大生態(tài)徑流過程，減小水庫對生態(tài)系統(tǒng)的影響。

（三）生態(tài)徑流趨于穩(wěn)定。對于水庫而言，由于當?shù)氐慕邓枯^少，因此開展水庫調度工作是非常有必要的。通過進行水庫調度工作，能夠促使大壩下游河道生態(tài)徑流逐步趨于穩(wěn)定。第一，在降雨量較多的情況下，水庫調度會采用放水量較少的策略，避免在下游河道上造成最大生態(tài)徑流的問題，客觀上避免了“澇”的出現(xiàn)。第二，在降雨量較少的情況下，水庫會根據(jù)下游河道的需求量，適當?shù)倪M行放水，基本上滿足下游河道的最小生態(tài)徑流量，避免造成生態(tài)環(huán)境的惡化或者是各種物種的大量死亡。第三，經(jīng)過長期的水庫調度工作，大壩下游的河道生態(tài)徑流，近年來已經(jīng)趨向于“適宜生態(tài)徑流”的標準，總體上是比較讓人欣慰的。

水庫調度的影響是必然存在的，因此，日后的工作重點應放在如何幫助大壩下游河道生態(tài)徑流穩(wěn)定，使其長期處于適宜生態(tài)徑流的范疇內。另一方面，應對下游的情況進行廣泛的調查和分析，包括居民對徑流的看法、相關數(shù)據(jù)的搜集、農作物的生長情況等等，通過詳細的信息來決定日后如何進行水庫調度工作。相信在未來的工作中，水庫調度會更加有效，其方案會更加健全。

參考文獻

[1] 鐘華平，耿雷華，等.河道內生態(tài)需水估算方法及其評述[J].水科學進展，2006，17（3）：430-433.

作者簡介：吳晶，廣西桂能電力有限責任公司昭平水電廠。