摘要：水库大坝建设会改变坝址下游水文情势，从而对下游河道生态环境造成影响。为降低不利生态环境影响，应提出最小生态下泄流量泄放要求。以福建省泉州白濑水利枢纽工程为例，从维持水生生态系统基本稳定所需水量、维持水环境功能需水量和生产生活用水等方面进行综合分析，研究确定白濑最小生态下泄流量要求，为类似水库工程提供参考和借鉴。

关键词：生态流量;水生生态系统;生态水力学

中图分类号：X143 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）03-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.03.112

Analysis and research on the minimum ecological drainage flow of Quanzhou Bailai water conservancy project

Wang Congmin

（Fujian Provincial Investigation，Design & Research Institute of Water Conservancy & Hydropower，Fuzhou Fujian 350000，China）

Abstract：Reservoir dam construction will change the hydrological situation downstream of the dam site， thereby affecting the ecological environment of the downstream river. In order to reduce the adverse ecological environment impact，the requirements of minimum ecological downflow discharge should be proposed.Taking the Baise Water Conservancy Project in Quanzhou，Fujian Province as an example，a comprehensive analysis is carried out from the aspects of water required to maintain the basic stability of the aquatic ecosystem，water required to maintain water environmental functions，and production and domestic water. Provide references for similar reservoir projects.

Key words：Ecological flow;Aquatic ecosystem;Ecological hydraulics

水庫工程具有供水、防洪、灌溉、发电等多种功能，但大坝建设会改变坝址下游水文情势，从而对下游河道生态环境造成影响。为降低不利生态环境影响，应提出最小生态下泄流量泄放要求。

泉州白濑水利枢纽工程位于福建省晋江流域西溪上游，坝址控制流域面积968km2，多年平均流量30.6m3/s。工程开发任务以供水为主，结合防洪，兼顾发电，并为改善下游灌溉、生态用水创造条件。水库正常蓄水位288.00m，总库容5.44亿m3，最大坝高106.00m，电站总装机容量57MW，为大（2）型多年调节水库。

1 最小生态下泄流量计算范围

白濑水库建成之后将改变坝址下游天然流量过程，在蓄水期下泄流量减少，为保证下游用水，需计算下游最小生态需水量。计算范围重点考虑至下游有较大支流汇入处。

白濑水利枢纽工程坝址下游至磨石坑水电站坝址区间有高磜溪汇入，磨石坑（无调节）～美溪桥（无调节）～枷楠电站（日调节）区间有西溪第二大支流龙潭溪汇入枷楠电站库区。龙潭溪流域面积416km2，多年平均流量为14.17m3/s，约占白濑水库坝址多年平均流量的46%，因此，本次最小下泄流量计算范围重点考虑白濑水库坝址至支流龙潭溪汇口约28.3km减水河段。

支流的汇入对坝址下游流量有一定的补给，坝址下游支流情况见表1。

2 坝址下游河段用水需求分析

2.1 维持水生生态系统稳定需水

根据水生生态调查结果，在白濑水库坝址至枷楠水电站坝址区间由于进行了多级水电开发，已无集中的产卵场分布，仅在一些电站库尾河段有产卵条件，分布有黑脊倒刺鲃、草鱼、翘嘴红鲌、鲢鱼、鳙鱼、鲤鱼、鲫鱼、鲶鱼、赤眼鳟、黄颡鱼、泥鳅、黄鳝等经济鱼类。因此，为维持这些鱼类在该河段内正常的生存、产卵繁殖、休息，就必须保证一定的流量[1]，因此，需考虑水生生态需水要求。

2.2 维持河流水环境功能需水

为维持下游河段水质，需要保持河道内一定流量。

2.3 生产生活需水

白濑水库坝址至枷楠电站河段有安溪县湖头镇生产生活取水要求。

2.4 地下水补给需水

工程坝址以下河段地下水与地表水的关系基本为地下水单向补给地表水，因此，不存在维持地下水位动态平衡所需要的补给水量[1]。

2.5 河道外植被需水

根据水文地质查勘结果，坝下游河段为工程区地下水最低排泄基准面，地下水接受大气降水补给，向河床排泄，不存在河道补给山体坡面的情况。因此，河谷两岸的植被需水主要由大气降水补给和岸坡地下水补给，河道减水不会危及对两岸植被的生存。

2.6 景观需水

下游景观需水重要河段为湖头镇，由于该镇下游有闸坝控制城镇沿河段水位，因此在满足其他用水条件的前提下，可不考虑景观需水要求。

综上，本次最小下泄生态流量计算重点考虑维持水生生态系统稳定需水、维持河流水环境功能需水和下游生产生活用水。

3 下泄流量计算分析

3.1 维持水生生态系统稳定所需水量

根据晋江西溪河流特征，采用水文学法中的Tennant法和最小月平均径流法、水力学法中的R2-Cross法[3]等方法论证下游河段所需的生态需水量。

3.1.1 水文学法

3.1.1.1 Tennant法计算结果

根据Tennant法，白濑水库10月～次年3月（枯水期）所需下泄的最小流量为多年平均流量的10%，即3.06m3/s;4月～9月（汛期）所需下泄的最小流量为多年平均流量的30%，即9.2m3/s。Tennant法比较适合河流进行最初的目标管理和河流的战略性管理，该计算结果可作为其他方法的一种检验。

3.1.1.2最小月平均径流法计算结果

以白濑坝址90%保证率最枯月平均流量作为减水河段基本生态需水量。根据1951年5月至2014年4月63个水文年的径流系列资料统计，白濑坝址处90%保证率下最枯月均流量为4.8m?/s。

3.1.2 水力学法

水力学法使用较多的有湿周法、R2-Cross法、生态水力学法等。其中湿周法适用于河床形状稳定的宽浅矩形和抛物线形河道[2]，而评价河段河段河道形态变化较大，根据实测地形数据无稳定的湿周流量关系，不适用于本项目;生态水力学法适用于下游有较为完整、连续河道的计算，由于白濑水库下游开发程度较高，也不适用生态水力学法;结合下游特点，本次选择R2-Cross法进行生态流量计算。

R2-Cross法的水力参数标准主要用于中小型河流的分析，仅对河宽30.5m以下的河流提出了水力参数标准。本次评价河段属于中小型河流，但河道形态变化较大，有些断面河宽超出30.5m范围，本次根据评价河段的特性及水生生物的生态习性，补充设定更大河宽满足鱼类生存的水力参数标准。本次R2-Cross法确定最小流量的标准见表2。

本次评价生态水力计算选择白濑坝址～龙潭溪汇口区间28.3km長的河流，选择了白濑坝下120m（坝址下游0.12km）、小白濑电站库尾（坝址下游1.5km）、小白濑电站坝下（坝址下游6km）、磨石坑电站（坝址下游13km）、云林村（坝址下游20km）、金谷元口（坝址下游28.3km）共6个代表断面，以坝址下泄多年平均流量的10%和90%最枯月平均流量计算水力参数，结合水位流量关系曲线确定断面相应的水面宽度、平均流速、平均水深、湿周率等，然后与标准进行对比分析，通过这6个断面特征水文参数的变化来分析论证减水河段所需的最小生态流量，计算结果见表3。

根据计算结果，当白濑坝址下泄10%多年平均流量时，白濑坝下120m断面平均水深0.21m，小白濑坝下断面平均水深0.20m，两个断面的平均水深不满足R2-Cross法的标准;云林村断面处湿周率58%，金谷元口断面处湿周率61%，两个断面的湿周率不满足R2-Cross法的标准;当白濑坝址下泄90%最枯月平均流量时，各断面对应的平均水深、流速、水面宽度和湿周率能满足R2-Cross法的标准。综上所述，90%最枯月平均流量4.8 m?/s可以满足R2-Cross法确定的维持水生生态系统基本稳定所需的流量要求。

3.1.3 水生生态需水量确定

综合以上2种计算方法，维持白濑下游28.3km减水河段生态系统基本稳定所需的最低流量为坝址断面90%保证率下最枯月平均流量，即4.8m?/s。为更好地维护下游河段生态环境，确定在10-次年3月最小生态需水量为坝址断面90%保证率下最枯月平均流量，即4.8m?/s，在4-9月最小生态需水量为30%坝址多年平均流量，即为9.2m?/s。

3.2 维持河流水环境功能的用水量

维持白濑坝下河流水环境功能质量的水量分别采用7Q10 法[3]和90%保证率最枯月平均流量法[4]进行计算，计算结果分别为1.7m3/s、4.8m3/s。白濑坝址下游河道生态及环境流量计算结果见表4。

3.3 生产生活用水量（河道外用水）

白濑水库坝址至枷楠水电站区间河段除湖头镇外，两岸人口、耕地稀少，居民生活生产用水主要取自沿岸溪沟或山泉水。下游湖头镇用水包括生活用水、工业用水及灌溉用水。规划远期2030年湖头镇用水规模为7.0万t/d（现状取水规模约4万t/d，包括自来水厂和工业取水），另外湖头镇白濑左渠灌区取水流量为0.26 m3/s。因此，综合考虑湖头镇远期城镇用水规模7.0万t/d（折合0.81 m3/s）及灌溉用水量，白濑坝址下游至枷楠电站区间河道外用水总规模为1.07 m3/s。

白濑水库下游河道主要取水户湖头镇生产生活用水均在磨石坑下游河段取水，磨石坑断面位于白濑坝址下游约13km，区间流域汇水面积97km2，包括高磜溪等支流汇入。枯水期（10～3月）白濑坝址～磨石坑区间流量为1.3m3/s，区间流量可满足磨石坑断面河道外用水要求，因此，10～3月白濑水库最小下泄流量4.8m3/s可满足生态流量+河道外用水要求。

4 最小生态下泄流量及要求确定

综合以上维持水生生态系统基本稳定所需水量、维持水环境功能需水量和生产生活用水分析，以此确定泉州白濑水利枢纽工程最小生态流量下泄原则，即在10-次年3月，最低下泄流量为4.8m3/s;在4-9月，最低下泄流量为9.2m3/s。

参考文献

[1]廖琦琛.水利水电工程生态环境流量计算方法研究及其应用[D].杭州：浙江大学，2012.

[2]王庆敏.雅砻江锦屏二级水电站减水河段生态环境需水研究[D].成都：西南交通大学，2006.

[3]环境保护部.水电水利建设项目河道生态用水、低温水和过鱼设施环境影响评价技术指南（试行）[Z].环评函〔2006〕4号.

[4]GB/T25173-2010.水域纳污能力计算规程[S].

收稿日期：2020-02-07

作者简介：王聪敏，男，汉族，注册环评工程师/注册环保工程师，研究方向为环境影响评价和环境工程。