陈海涛

(安徽省阜阳水文水资源局，安徽 阜阳 236000)

生态基流是保持河段能够正常维持生态活动的最小流量，对流域河段内各种生物生存、水量的合理调度，以及周边城市的长久发展至关重要。确定科学合理的生态基流大小，可以在尽可能地节约保护水资源的前提下，使得河段保持生态健康。当前，受到自然与人工的各种因素影响，淮河淮南河段生态环境可能发生了较大的变化。因此本文依据《河流生态环境需水计算规范》，对淮南站与鲁台子水文站断面河段内的生态基流量进行计算，并通过水文比拟法求得淮南站断面的生态流量。

1 河段概况与特性

淮南水文站位于淮南市区，在鲁台子水文站下游约60 km，集水面积为101000 km2，因淮河水文站设站年限较短，无长系列实测流量资料，鲁台子与淮南站之间支流较少，水位与流量两站变化较为稳定，纵向比降小，故采用上游鲁台子水文站历年资料，并运用水文比拟法推算淮南站河道内生态基流量。

鲁台子水文站属于国家重要水文站，位于淮河干流，实现全年驻测，观测项目多，工作任务重，集水面积88630 km2，多年平均水位是18.15 m，多年平均流量714 m3/s，距下游河口294 km，汇入洪泽湖。

测验断面为复式断面，大体呈“U”型。断面主流方向基本稳定，河床土质为砂壤土，稍有冲淤变化。右岸种有农作物，高水时阻水。流速仪测流断面在本站基本水尺断面下游105 m 处，上游12 km 处左岸有颍河汇入，18 km 处右岸有淠河汇入。受洪水波附加比降的影响，淮河河道水位与流量往往不是单一关系而是呈绳套关系。水位流量关系因受洪水涨落和回水顶托的影响非常明显，洪水涨落时相同流量的水位差别较大，即绳套变化幅度较大[1]。

2 生态基流计算分析

选取鲁台子该站31 年月径流资料，见表1。并结合本站实际情况与《河流生态环境需水计算规范》，从中选取Tennant 法、QP法与95%频率、近10 年最枯月平均流量法四种方法分别计算鲁台子生态基流，并且运用比拟法求得淮南水文站断面生态基流，并从中挑选最适合该河段的生态基流。由于淮南站与鲁台子水文站下垫面条件基本相似，流域集水面积减少12%，故可以确定淮南站与鲁台子站修正系数为1.14。

表1 鲁台子1990 年～2020 年月平均流量表

续表1

2.1 Tennant 法

Tennant 法原理是依据历年的径流资料就可以确定年内不同阶段的生态基流。依据规范中相应的参考标准，结合河段的特性与生态要求等因素，便可求出各自需求的生态基流。分析计算便捷，淮河位于北温带，属于季节性的河流，常年水量较大，适合本法。本次试验将5 月～10 月划分为汛期，11 月～4 月划分为非汛期，计算结果见表2。

表2 Tennant 法计算结果

由于淮河流域集水面积大、水系多、多受季风与沿海台风影响导致流域年均雨量较为丰富，加上淮河流域水库、闸坝等水利设施较为完善，水量调度与开发能力强，且考虑到淮南淮河段地区用水需求，因此，选取“中或差”这一等级，即鲁台子非汛期生态基流为32.4 m3/s，并确定淮南非汛期生态基流为36.9 m3/s。

2.2 Qp 法

Qp法为不同频率最枯月平均值法，依据淮河鲁台子河段特性与水资源开发与利用情况，选取频率P为90%，历年30 次连续的最枯月均流量进行分析计算。采用P-Ⅲ型曲线适线，将数据导入相应计算程序中，结果可得:鲁台子水文站多年平均流量频率分析成果见表3，最枯月均频率曲线见图1。

图1 鲁台子站最枯月均频率曲线图

表3 多年最枯月均流量频率分析成果表

通过分析计算得出:鲁台子站多年平均最枯月流量为120 m3/s， 变 差 系 数Cv=0.50， 偏 态 系 数Cs=0.87， 采 用 频 率为90% 的设计值为生态基流， 为51.9 m3/s， 淮南站确定为59.2 m3/s。

2.3 频率曲线法

采用鲁台子站1990 年～2020 年间月均平均流量进行分析，绘制出月均频率曲线。月均统计资料见表1，将P为95%的相应的月均径流作为对应月份的节点基本生态基流。组成年内不同时段值，并用汛期与非汛期月均值进行校核。多年月均流量频率分析成果见表4，各时期流量频率成果见表5。

表4 多年月均流量频率成果表

表5 多年95%各时段流量频率成果表

2.4 近10 年最枯月平均流量法

本法依照鲁台子水文站近10 年(2011 年～2020 年)内的最枯月均流量作为分析依据，计算成果见表6。

表6 近10 年最枯月均流量成果表

2.5 生态基流结果分析

本文依据鲁台子水文站分析淮南水文站河段内生态基流结果:

(1)Tennant 法分析得出的淮南河段非汛期生态基流是36.9 m3/s，所得出的生态流量较其它方法偏小。因此法着重考虑的是用水需求以及周围生态环境的因素，对丰水时段考虑不足，故导致存在偏小的误差。本文以非汛期用水时期为主要参考，但各种经验参考值可能随着地区不同而变化，机械的使用统一参考值可能会使得该河段运用此法可信度较低[2]。

(2)Qp法分析得出的淮南段生态基流为59.2 m3/s，采用的是各年中的最枯月份，此法未考虑中高水时的河道流量，主要依靠的是来水时期“最不利的情况”，故与Tennant 一样偏小，但此法经过定量频率计算，可信度较Tennant 高，此法可以为河段进行干旱预警，为水量调度提供依据。

(3)近10 年最枯月平均流量法得出生态基流为100 m3/s，因样本少，代表性较差，参考价值不高，但从得出数据分析可知，近10 年来淮南河段生态环境得到显著改善，河段治理效果好，生物多样性增加，水资源利用增多。

(4)频率曲线法得出的生态流量为157 m3/s。此法全面考虑了淮南河段枯水、平水、枯水年各月不同的来水情况，并且年内分配符合降雨等来水实际情况，最小流量出现时间在11 月～2 月，此时农业用水少。且河段上游有临淮岗，下游有蚌埠闸等水利工程，在5 月份控制水位水量，且5 月、6 月两月份农业灌溉增加，因此汛期5 月、6 月较其它月份来水量偏小。综合考虑，频率曲线法对于确定淮南段生态流量最为合理。

4 结语

运用规范中的四种方法，对淮河淮南段河道生态流量进行分析确定，最终确定该河段生态流量为157 m3/s，可为日后水资源调度提供一定的参考价值。