石海涛

（甘肃省张掖水文水资源勘测局，甘肃 张掖 734000）

关键字：生态流量；下泄量；测验方法

1 基本概况

甘肃地处黄土高原、青藏高原、内蒙古高原三大高原交汇处，是黄河、长江上游的重要水源补给区，是国家“两屏三带”生态安全屏障的重要组成部分，生态环境具有多样性、脆弱性和战略性特征。祁连山作为河西走廊的“母亲山”和“生命线”孕育了石羊河、黑河、疏勒河三大内陆河流域，供给河西走廊良田灌溉、居民生活、企业生产，维系着敦煌、酒泉、张掖、武威等绿洲的繁衍生息，是保障北方地区生态安全的天然屏障[1]。

龙渠一级电站位于甘肃省张掖市甘州区龙渠乡三清湾村，坐标位置东经100°12′59.97016″北纬38°49′19.18647″。是黑河出峡谷后第一座水电站，现装机容16000kW（4×4000kW），距张掖市区20km。龙渠一级水电站始建于1976 年，经过1992 年和2010 年两次扩建，建成现有电站规模。电站布置在黑河右岸，是一座径流引水式水电站，电站装机容16000kW，设计水头32.3m，设计引水流量66m3/s，年发电量8000 万kW·h，年利用小时数5000h，电站主要由引水枢纽（如图1 所示）、引水渠道（如图2 所示）、压力前池、发电厂房（如图3 所示）和尾水渠组成。引水枢纽位于莺落峡水文站上游1km 处，是一座拦河闸式[2]引水枢纽，由进水闸和泄水闸组成，闸底基础为板岩，进水闸布置在枢纽右侧，1 孔，单孔宽度6.5m，闸底高程1679.9m，比泄冲闸底板高1.9m；泄冲闸7 孔，垂直主河道布置，右边5 孔（从右向左依次为1#-5#）单孔宽度8m，原设计闸底板高程均为1678.0m，2#、3#、4#闸闸底板维修时加高至1678.3m，1#、5#两孔闸底板高程维持原设计不变，1#、5#两孔闸安装高6.8m 的平板升卧式钢闸门，2#、3#、4#闸安装高6.5m 的平板式升卧式钢闸门，左侧两孔（从右至左依次为6#、7#）单孔宽度5.5m，闸底高程1680.8m，安装高4m 的平板式钢闸门。引水渠长度为4.7km，梯形断面，底宽7m，浆砌石衬砌。发电厂房安装4 台混流式水轮发电机组，单机容量4000km，尾水渠长200m，梯形断面，底宽12m，浆砌石衬砌。

图1 龙渠一级电站引水枢纽

图2 龙渠一级电站引水枢纽（引水渠道）

图3 龙渠一级电站发电厂房

2 监测内容

水电站下泄生态流量监测以水情自动监测为主，主要监测参数为水位、流量（多通过水位—流量关系曲线计算得出），还可以集成雨量监测、水质监测、图像/视频监控、闸门监控等功能，为流域生态保护、水政管理、水文水资源监测等提供服务。

3 最小生态流量概况

3.1 批复情况

2012 年12 月3 日，张掖市环保局以张环函[2012]232 号文下发《关于张掖市龙渠一级水电站工程竣工环境保护验收意见的函》，验收意见要求“龙渠一级水电站的运行应保证生态下泄流量的要求，须在引水枢纽区设置确保不小于5m3的生态流量下泄装置，按照环保部门的要求安装生态下泄流量在线检测仪。

2018 年5 月14 日，甘肃省水利厅和甘肃省环境保护厅以甘水河湖发[2018]189 号文下发了《甘肃省水利厅 甘肃省环境保护厅关于严格落实祁连山地区水电站最小下泄流量的通知》，通知附表中确定龙渠一级水电站在枯水期（11 月～次年3 月）最小下泄流量值3.41m3/s，丰水期（4 月～10 月）最小下泄流量值7.78m3/s。

3.2 现场调查情况

经现场调查表明，龙渠一级水电站生态流量[3]在线检测设施为高清摄像头、水位计、流量计等，具备远程监测、自动采集、数据存储等功能，如图4 所示。

图4 龙渠一级水电站引水枢纽处实时监测数据

生态流量下泄通过龙渠一级引水枢纽5#下泄闸门增加垫块方式下泄，在枯水期保证不小于3.41m3/s 的下泄流量，丰水期保证不小于7.78m3/s的下泄流量，现场下泄情况如图5 所示。

图5 龙渠一级生态流量下泄现场照

3.3 最小生态下泄流量

为保证生态流量足额下泄，龙渠一级电站采用泄冲闸闸孔出流方案，利用5#泄冲闸下泄生态流量，为防止人为减小生态流量，在闸槽上游靠近闸墩闸底板预埋件上焊接限位垫块，以限制最小开度。枯水期垫块高度为99mm，丰水期为205mm。2020 年实际下泄生态流量成果见表1。

表1 最小生态流量下泄成果表 单位：m3/s

4 复核生态流量概况

4.1 测验方法仪器设备选择

本次复核流量测验工作选取流速仪法涉水施测，选取重庆华正水文仪器有限公司生产的Ls(25-1)型流速传感仪器，仪器编号No.141832。测速范围0.06m3/s-5m3/s。右岸水边距浆砌石护岸较远故左右岸岸边系数均选择为0.7。

4.2 断面概况

受地形因素限制影响，本次测验选取代表断面为龙渠一级电站引水枢纽下游1km 处（东经100°10′51.56577″北纬38°48′27.78792″）的顺直河道，河床由鹅卵石、大块砂石组成，右岸有浆砌石护岸，左岸为自然河道。

4.3 测量成果

本次测量采用流速仪法涉水施测，布设测深垂线13 条，测速垂线12 条。测验结果得出实测流量7.80m3/s，实测断面面积11.7m2，实测平均流速0.67m/s、最大流速1.05m/s，实测断面水面宽26.0m，实测平均水深0.45m、最大水深0.65m。测量现场如图5 所示。

5 结果及建议

通过实地调研、实地测量，得出结果表明龙渠一级水电站生态流量下泄任务完成状况较好，严格执行了电调服从水调的原则，计量监测设施使用正常。水资源论证报告中最小下泄流量计算方法正确，复核最小下泄流量结果与水资源论证报告结果基本一致。但是相关单位要积极推动河湖生态流量保障法，在法律法规制度框架下明确河湖生态流量管理与监督的总体要求、责任主体、目标任务等，以适应新形势下我国生态文明建设的迫切需要。同时，全面加强生态流量理论和方法等基础研究，在系统梳理分析现有生态流量的基础上，进一步深化研究并提出能够达成共识的生态流量定义、概念和内涵，为生态流量保障和管理[4]提供坚实的理论基础。