得勝河生態(tài)流量與生態(tài)水位研究

郭志陽

摘 要：河流生態(tài)流量是維系河流生態(tài)系統(tǒng)的基本要素。該研究以馬鞍山市得勝河為對(duì)象，在深入現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的基礎(chǔ)上，選取含山東門和金河口閘斷面作為主要控制斷面，采用Tennant法計(jì)算得到含山東門和金河口閘斷面的生態(tài)流量分別為0.111m3/s、0.359m3/s。綜合考慮小流量監(jiān)測(cè)精度差、下游均建有閘壩不利于流量監(jiān)測(cè)等因素，結(jié)合得勝河地處河網(wǎng)地區(qū)的特點(diǎn)和相關(guān)政策要求，改用最低生態(tài)水位指標(biāo)，采用2016—2019年最枯月最低旬均水位分別為6.82m、4.41m，相應(yīng)的水深分別為0.55m、1.59m。

關(guān)鍵詞：生態(tài)流量;生態(tài)水位;控制斷面;得勝河;河網(wǎng)

中圖分類號(hào) TV211.2? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2021）18-0131-04

Study on the Ecological Flow and Water Level of Desheng River

GUO Zhiyang

（Anhui Survey Design Institute of Water Resources Hydropower Co.， Ltd， Hefei 230088， China）

Abstract： Ecological flow of rever is the basic element of maintaining river ecosystem. On the basis of in-depth field investigation， this paper takes Desheng River in Maanshan as research object， selects the sections of HanshanDongmen and Jinhekou Brake as the primary control sections. According to calculating based on the method of Tennant， we get the ecological flow of HanshanDongmen and Jinhekou Brake，which is 0.111m3/s and 0.359 m3/s respectively. Overall considering the elements of poor accuracy of small flow monitoring， there are gates and dams downstream which is not conducive to flow monitoring etc. Combination the characteristics of Desheng River that located in the river network area and related policy requirements， we use the lowest ecological water level index instead. The average water level of the lowest ten days of the driest month from 2016 to 2019 is adopted as the ecological water level of the sections of HanshanDongmen and Jinhekou Brake， which is 6.82m and 4.41m respectively， and the corresponding water depth is 0.55m and 1.59m respectively.

Key words： Ecological flow; Ecological water level; Control section; Desheng River; River network

河湖生態(tài)流量是維系江河湖泊生態(tài)系統(tǒng)的基本要素[1，2]，保障河湖生態(tài)流量是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。自2019年2月以來，水利部、水規(guī)總院、安徽省水利廳等相繼出臺(tái)河湖生態(tài)流量相關(guān)政策文件[3，4]，要求加強(qiáng)河湖生態(tài)流量（水量）研究，規(guī)范生態(tài)流量保障方案編制的相關(guān)技術(shù)要求，提出“定斷面、定目標(biāo)、定保證率、定管理措施、定預(yù)警等級(jí)、定監(jiān)測(cè)手段、定監(jiān)管責(zé)任”的7大任務(wù)，為河湖生態(tài)流量的研究保障工作指明了方向。

近年來，隨著馬鞍山市產(chǎn)業(yè)布局和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，得勝河流域用水管理和節(jié)水水平在不斷提高，但水資源開發(fā)利用方式仍較粗放，水資源利用形勢(shì)嚴(yán)峻，水資源供需矛盾與水資源低效利用并存，下游河道生態(tài)流量保障程度偏低，河流生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性受到影響。因此，開展得勝河生態(tài)流量研究工作，能夠指導(dǎo)和推動(dòng)馬鞍山市各縣區(qū)開展河流生態(tài)流量保障工作，強(qiáng)化重要河湖生態(tài)流量監(jiān)控和管理，是維護(hù)河湖健康及其生態(tài)服務(wù)功能，保障國家水安全，是落實(shí)“五位一體”總體布局和實(shí)施生態(tài)文明建設(shè)戰(zhàn)略的迫切需要。

1 得勝河流域概況

1.1 河流水系 得勝河流域位于東經(jīng)118°00′～118°29′，北緯31°37′～31°50′，地處安徽省含山縣、和縣境內(nèi)，屬長江下游左岸支流。得勝河發(fā)源于含山縣巧脈崗、橫山一帶，是含山縣、和縣兩縣的公共河道，橫山及黃鷹山來水在夏橋上游匯合后與東山水庫下泄的洪水交泄于含城西部，再匯合東門河來水，然后自西向東分別在張公橋、腰埠橋、馬橋等處與得勝河主要支流卞莊河、月亮河、西馬支河等匯合，流經(jīng)和縣城南至金河口入江，全長36.26km，流域面積427.3km2[5]。沿岸支流主要有：青崗河、東山河、王橋河、運(yùn)糧河、卞莊河、東雙橋河、七聯(lián)圩支河、西章河及西馬支河等，另有霍橋、桃花等幾條撇洪溝。兩岸水系較為發(fā)達(dá)，并與太陽河、姥下河及豐山新河等水系相互溝通，形成網(wǎng)絡(luò)，見圖1。

1.2 水資源開發(fā)利用情況 按照安徽省水資源分區(qū)，得勝河流域?qū)匍L江流域湖口以下干流水資源二級(jí)區(qū)，巢滁皖及沿江諸河三級(jí)區(qū)。根據(jù)得勝河流域1956—2016年含山、和縣雨量站監(jiān)測(cè)資料，結(jié)合馬鞍山市、和縣水資源綜合規(guī)劃，含山縣水資源綜合利用與保護(hù)規(guī)劃等相關(guān)規(guī)劃，經(jīng)分析計(jì)算復(fù)核，得勝河流域多年平均地下水資源量為4458.9萬m3，與地表水資源不重復(fù)量888.3萬m3，多年平均水資源總量為17947.3萬m3。得勝河屬長江左岸支流，長江大通站多年平均過境量8919億m3。得勝河流域內(nèi)可利用域外水資源主要為長江過境水。得勝河流域2017年供水總量約9042.91萬m3，其中本地地表水供水量約8027.91萬m3，金河口閘站引江供水約1015萬m3。得勝河流域內(nèi)大部分城鄉(xiāng)居民生活用水、工業(yè)用水為城市自來水廠供水，從長江取水，城鎮(zhèn)公共用水來源主要是污水處理廠中水回用，均不從得勝河取水。得勝河流域年用水總量約9042.91萬m3，其中農(nóng)業(yè)約8926.12萬m3，農(nóng)村生活約115.8萬m3，工業(yè)約1萬m3[6]，得勝河沿岸農(nóng)業(yè)取水口較多，工業(yè)及生活取水口很少，主要用于農(nóng)業(yè)灌溉。

1.3 涉水工程分布與管理 得勝河流域內(nèi)中型水庫有東山水庫1座，?。?）型水庫有魚硯口、環(huán)峰塘和林芝溝等7座水庫，?。?）型水庫有小尖山、劉武、梅山等18座。水庫總庫容3257.88萬m3，總集水面積100.85km2，設(shè)計(jì)年供水量1662.5萬m3，設(shè)計(jì)灌溉面積5.43萬畝，主要供水用途為農(nóng)業(yè)供水。得勝河沿線及主要支流現(xiàn)有控制閘4座，其中含山縣境內(nèi)2座，分別為青崗河入得勝河口的青崗河閘、東門河入得勝河口的東門河閘;和縣境內(nèi)2座，分別為控制得勝河與太陽河連通的八字河閘、得勝河入江口的金河口閘。得勝河含山縣境內(nèi)現(xiàn)有兩座在建的氣盾壩，分別為登科氣盾壩和謝墩氣盾壩。得勝河流域現(xiàn)有提水泵站19臺(tái)套，總裝機(jī)3155kW，設(shè)計(jì)流量共34.2m3/s，其中金河口閘站為一級(jí)提水工程，從長江提水，裝機(jī)臺(tái)數(shù)12臺(tái)，設(shè)計(jì)流量30m3/s，2017—2019年分別引江補(bǔ)水1015萬m3、1607.51萬m3、3977.5萬m3，是得勝河重要的補(bǔ)水來源。得勝河現(xiàn)有水文站2處，分別為含山東門站和金河口閘水文站，詳見圖1。

1.4 生態(tài)敏感區(qū)、生態(tài)保護(hù)對(duì)象及要求 通過馬鞍山市水利局提供相關(guān)資料和本次調(diào)查，得勝河的底棲動(dòng)物主要包括20余種，其中軟體動(dòng)物10多種，種類組成主要有梨形環(huán)棱螺、中華圓田螺、河蜆、顫蚓等，各底棲動(dòng)物數(shù)量與種類較少，密度也不是很大。得勝河魚類調(diào)查共采集魚類23種，有赤眼鱒、船丁魚、魴、紅鰭鯉、鱖、鯰、黃顙、黃鱔、鰻鱺、泥鰍、短頜鱭、銅魚、長吻鮠、麥穗魚、鯽、青魚、草魚、鰱魚、鳙魚、鯉、針魚等。得勝河沿線無自然保護(hù)區(qū)、水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)，未列入國家重要濕地，得勝河無生態(tài)敏感區(qū)和特殊保護(hù)對(duì)象，得勝河有底棲動(dòng)物20余種、魚類23種以及大量水生植物等，需要維持生態(tài)基流，以保障基本生存需要和維持河流基本形態(tài)、基本生態(tài)功能。

2 生態(tài)流量（水位）研究確定

2.1 主要控制斷面選擇

2.1.1 選擇原則 根據(jù)《河湖生態(tài)水量（流量）研究工作大綱（試行）》《水利部關(guān)于做好河湖生態(tài)流量確定和保障工作的指導(dǎo)意見》等相關(guān)政策文件，本研究控制斷面的選取原則：結(jié)合得勝河流域生態(tài)敏感區(qū)、生態(tài)保護(hù)對(duì)象特點(diǎn)，統(tǒng)籌得勝河流域上下游、干支流協(xié)調(diào)均衡，兼顧生態(tài)問題斷面和良好斷面。根據(jù)生態(tài)保護(hù)對(duì)象，選擇跨行政區(qū)斷面、把口斷面（入江）、主要控制性水工程斷面、大型引調(diào)水工程取水口等斷面。盡量選取可監(jiān)測(cè)、可考核、可調(diào)度的若干重要斷面作為主要控制斷面，宜選擇有水文監(jiān)測(cè)資料的斷面。

2.1.2 主要控制斷面及其基本情況 本研究選取含山東門斷面和金河口閘斷面2處控制斷面，詳見圖1。其中，含山東門斷面位于得勝河登科橋上游約880m，既設(shè)有水文站點(diǎn)，又可作為含山與和縣的縣界斷面進(jìn)行控制;金河口閘斷面處設(shè)置有水文站點(diǎn)，也是得勝河入長江的把口斷面，下游120m建有重要控制性工程金河口閘。

2.2 生態(tài)流量研究方法

2.2.1 目標(biāo)指標(biāo) 生態(tài)流量包括基本生態(tài)流量（水量）和目標(biāo)生態(tài)流量（水量）。其中，基本生態(tài)流量（水量）包括生態(tài)基流、敏感期生態(tài)流量（水量）、不同時(shí)段生態(tài)流量（水量）、全年生態(tài)流量（水量）等不同指標(biāo)[7]。不同時(shí)段可包括逐月，或汛期、非汛期等時(shí)段[8]。本次初步選擇得勝河生態(tài)流量目標(biāo)指標(biāo)以保障生態(tài)基流為主，同時(shí)明確全年、汛期和非汛期生態(tài)流量。

2.2.2 分析方法 采用1956—2016年長系列天然徑流資料。生態(tài)基流的計(jì)算方法主要有水文學(xué)法、水力學(xué)法、生境模擬法和真題分析法等[9-11]，其中水文學(xué)法和水力學(xué)法運(yùn)用較為普遍，本次選擇Tennant法[12-14]研究得勝河含山東門斷面和金河口閘斷面基本生態(tài)流量值。Tennant法是利用河流的多年徑流流量資料來確定河流生態(tài)流量[15]，本次以多年月平均徑流量的10%作為各月基本生態(tài)水量。生態(tài)流量時(shí)段值由時(shí)段內(nèi)各月徑流量值加和轉(zhuǎn)換成流量得到。

2.2.3 生態(tài)流量計(jì)算 通過Tennant法計(jì)算，含山東門斷面全年、汛期和非汛期生態(tài)流量分別為0.169m3/s、0.255m3/s、0.111m3/s，生態(tài)基流為0.111m3/s，金河口閘斷面全年、汛期和非汛期生態(tài)流量分別為0.541m3/s、0.814m3/s、0.359m3/s，生態(tài)基流為0.359m3/s，見表1。

2.2.4 生態(tài)流量初步計(jì)算結(jié)果分析 本著可監(jiān)測(cè)、可調(diào)度、可考核的總體原則，對(duì)含山東門斷面和金河口閘斷面初步計(jì)算的生態(tài)流量目標(biāo)進(jìn)行綜合分析：根據(jù)初步計(jì)算結(jié)果，含山東門斷面生態(tài)基流為0.111m3/s，考慮到河道寬度約60m，小流量的監(jiān)測(cè)難度較大，精度較差;該斷面下游約1.5km處在建登科氣盾壩攔河蓄水，致使該斷面流量監(jiān)測(cè)受到影響，上述因素均不利于開展流量監(jiān)測(cè)、預(yù)警和調(diào)度，因此，含山東門斷面生態(tài)流量（水位）目標(biāo)指標(biāo)不宜采用流量指標(biāo)，根據(jù)水利部有關(guān)文件，平原河網(wǎng)可選用生態(tài)水位（水量）目標(biāo)，得勝河地處河網(wǎng)地區(qū)，含山東門斷面處水位監(jiān)測(cè)相比流量，可操作性更強(qiáng)，故本研究改用最低生態(tài)水位指標(biāo)。金河口閘斷面生態(tài)基流初步計(jì)算結(jié)果為0.359m3/s，考慮到河道寬度約100m，小流量的監(jiān)測(cè)難度較大，精度較差;該斷面受金河口閘影響很大，在關(guān)閘期間，流量為零;得勝河屬感潮河流，金河口閘斷面受長江潮汐影響，流量順逆不定;得勝河受長江高水位頂托時(shí)，流量出現(xiàn)負(fù)值，以上因素均不利于開展流量監(jiān)測(cè)、預(yù)警和調(diào)度，因此，金河口閘斷面生態(tài)流量（水位）目標(biāo)指標(biāo)不宜采用流量指標(biāo)，該斷面處水位監(jiān)測(cè)相比流量，可操作性更強(qiáng)，故本研究改用最低生態(tài)水位指標(biāo)。

2.3 最低生態(tài)水位確定

2.3.1 水文系列 含山東門水文站，從2014年6月開始遙測(cè)水位，2017年8月至今測(cè)汛期流量。金河口閘水文站，從2007年到2012年汛期遙測(cè)水位，2013年開始全年遙測(cè)水位;流量于2015年8月實(shí)施遙測(cè)。綜上，2個(gè)水文站總體上水位、流量測(cè)驗(yàn)?zāi)晗薅疾婚L，缺乏長系列年水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

2.3.2 資料分析 通過對(duì)1956—2019年得勝河流域降雨量分析，2019年得勝河流域大旱，全年降雨量2420mm，僅高于1978年降雨量，因此2019年水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能夠較好地反映得勝河枯水年份水量情況，且具有較強(qiáng)代表性。通過調(diào)查，2019年得勝河流域大旱，通過金河口電力排灌站開機(jī)提引江水3977.5萬m3對(duì)流域進(jìn)行補(bǔ)水，致使得勝河水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)受到一定影響。

2.3.3 最低生態(tài)水位確定 綜合考慮目標(biāo)的可落地、可操作性，結(jié)合含山東門和金河口閘水文站建站時(shí)間較短，水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)系列年短的現(xiàn)狀，本研究選用建站以來有完整年水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的2016—2019年最枯月最低旬均水位，作為含山東門斷面和金河口閘斷面最低生態(tài)水位目標(biāo)值，分別為6.82m、4.41m，相應(yīng)的水深分別為0.55m、1.59m。采用日平均水位評(píng)價(jià)斷面生態(tài)水位保障情況，依據(jù)本流域水資源開發(fā)利用、用水矛盾的實(shí)際情況、工程調(diào)度能力以及生態(tài)保護(hù)重要性等因素，確定得勝河主要控制斷面最低生態(tài)水位設(shè)計(jì)保證率為最枯月90%保證率，見表2。

3 結(jié)論

結(jié)合得勝河跨含山、和縣2縣以及現(xiàn)有水文監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的實(shí)際，分別在2縣選擇主要控制斷面含山東門和金河口閘斷面，其中含山東門斷面既是縣界斷面，又建有水文站;金河口閘斷面既是入江把口斷面，又位于控制性工程金河口閘附近，同時(shí)又建有水文站。采用Tennant法計(jì)算得出含山東門和金河口閘斷面的生態(tài)流量分別為0.111m3/s、0.359m3/s。綜合考慮到小流量監(jiān)測(cè)精度差，不利于開展監(jiān)測(cè)預(yù)警和調(diào)度等因素，本研究改用最低生態(tài)水位指標(biāo)。選用2016—2019年最枯月最低旬均水位，作為含山東門斷面和金河口閘斷面最低生態(tài)水位目標(biāo)值，分析得出兩斷面的生態(tài)水位目標(biāo)分別為6.82m、4.41m，相應(yīng)的水深分別為0.55m、1.59m。

參考文獻(xiàn)

[1]王鴻翔，桑明崎，查胡飛，等.基于生態(tài)水文學(xué)法的湘江生態(tài)流量研究[J].人民長江，2019，50（08）：70-73.

[2]李紅清，林國俊，楊寅群，等.厄瓜多爾流域綜合規(guī)劃適宜生態(tài)流量研究[J].人民長江，2017，48（22）：48-52.

[3]水利部關(guān)于做好河湖生態(tài)流量確定和保障工作的指導(dǎo)意見[J].中國水利，2020（15）：1-2.

[4]水利部辦公廳關(guān)于印發(fā)全國重點(diǎn)河湖生態(tài)流量確定工作方案的通知[J].中華人民共和國水利部公報(bào)，2020（03）：23-24.

[5]石正寶.安徽省得勝河流域設(shè)計(jì)洪水分析[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2014（07）：34-37.

[6]尹桂平，楊勇，王剛，等.得勝河水量分配方案探析[J].黑龍江水利科技，2020，48（11）：107-109.

[7]林育青，陳求穩(wěn).生態(tài)流量保障相關(guān)問題研究[J].中國水利，2020（15）：26-28+19.

[8]淦峰，唐琳，郭懷成，等.湖泊生態(tài)水位計(jì)算新方法與應(yīng)用[J].湖泊科學(xué)，2015，27（05）：783-790.

[9]楊志峰，張遠(yuǎn).河道生態(tài)環(huán)境流量研究方法比較[J].水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展，2003，18（3）：294-301.

[10]孫甲嵐，雷曉輝，蔣云鐘，等.河流生態(tài)需水量研究綜述[J].南水北調(diào)與水利科技，2012，10（01）：112-115.

[11]史方方，黃薇.河道內(nèi)基本生態(tài)環(huán)境需水量計(jì)算方法研究[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2008（10）：779-781.

[12]Tennat D L. Instream flow regimens for fish，wildlife，recreation，and related environment resources[C]?Proceedings of Symposium and Specility Conference on Instream Flow NeedsⅡ. Bethesda：American Fisheries Society，Maryland，1976.

[13]SL 460-2009，水文年鑒匯編刊印規(guī)范[S].北京：中國水利水電出版社，2010.

[14]李文杰.重慶市主要河流生態(tài)環(huán)境水量評(píng)價(jià)分析[J].水利水電快報(bào)，2020，41（12）：68-73.

[15]吳玲玲，閆中月，阮曉紅.基于Tennant法改進(jìn)的生態(tài)水位計(jì)算方法研究[J].人民長江，2019，50（05）：47-51.

（責(zé)編：張宏民）