水库调度对大坝下游河道生态径流的影响

摘 要：随着世界能源趋紧，水能作为一种可再生能源，尤其像中国这样的能源消耗大国，水库大坝的修建是不可避免的。笔者从流量因素出发，采用相同的方法对大坝修建前后坝下游河道生态径流因水库调度产生的变化进行比较，分析出产生改变的原因，并提出减少这种改变的方法，使河道维持河流生态系统健康的所需生态径流量。本文根据某水库的调度进行分析，总结出为减少这种影响，应以建坝前的最大、最小和适宜生态径流过程为准。

关键词：水库调度；下游河道；生态径流

在河流上修建水库是利用水力发电的主要形式，大坝阻隔了江河，使河流连续性发生变化。水库调度因目标不同而有区别，但现有的任一调度方式，都会使河道内流量年内或年际发生变化。怎样对这种变化进行评价，并减少因水库调度而使河流生态系统退化或破坏，维持河流生态系统的健康生命，是目前国内外学者研究的重点之一。

一、水库调度

水库调度工作是日常的必要性工作，调度大小依据实际的需求而变化。相对而言，现阶段的任何一种水库调度方式，都會导致河道内流量年内或者年际发生变化，这对下游居民而言，将会产生很大的影响。水库调度工作，虽然表面上比较平常，但造成的影响却是无法忽视的。

二、生态径流

（一）计算方法。根据各种方法在国内的应用情况，采用逐月频率计算法进行生态径流计算。该法将流量资料分为1-12月份共12个月平均径流系列，按每月多年平均径流分析出最小生态径流、最大生态径流和适宜生态径流。该方法使用简单，操作方便，使用的资料不多，适合在流量较大的河流上使用。该方法提出了最大生态径流理念及计算方法，在建有大坝的江河上，为了达到河流生态系统的健康要求，水库在进行调度时，其最大出流量应尽量小于该河段的最大生态径流量。

（二）生态径流。（1）最小生态径流。维持河流生态系统生命，避免河流生态系统遭受不可恢复性破坏的最小径流过程。在逐月频率计算法中是将每个月多年月均流量的最小值作为该月的最小生态径流，再由每个月的最小生态径流组成全年的最小生态径流过程。（2）最大生态径流。维持河流生态系统生命，避免河流生态系统遭受不可恢复性破坏的最大径流过程。由于水库调度的影响，使河道全年的自然径流过程发生变化，特别是在枯水期，河道的流量可能受水库调度的影响而高于同期水位，流量也大于同期径流，这也会对河流生态系统产生严重影响，是河流季节性变化消失，造成某些物种消失或减产，使河流生态系统受到不可恢复的生态破坏。在逐月频率计算法中是指将每个月多年月均流量的最大值作为该月的最大生态径流，再由每个月的最大生态径流组成全年的最大生态径流过程。（3）适宜生态径流。维持河流生态系统健康和保持生物多样性最为合适的径流过程。长期处于最大生态径流或最小生态径流对河流生态系统来说是不利的，这样生态系统功能将会减弱。河流径流过程是随机变化的，因时因地而异，适宜生态径流过程应具有明显的统计特征，并具有一个相应的变化范围。逐月频率计算法中是指将1年中每个月的保证率都取为50%，用此保证率求得河流的适宜生态径流过程。

三、实例分析

（一）昭平水电站是一座以水力发电为主，兼有灌溉、饮用水、抵御一定洪水标准的洪水等综合效益的大型控制性水利枢纽工程，是桂江流域第二梯级的水库，总库容1.255亿m3。水库位于本县境内，干河流域面积19288km2，多年平均年径流量为134.7亿m3，径流以降雨为主，洪水以暴雨型为主。干河流域是重要的木材、粮、桑叶、油料作物生产基地，分上游灌区与下游灌区。由此可见，水库的调度工作，将会对大坝下游河道生态径流产生较大的影响。

（二）根据计算过程得出影响的结果。水库是本地区较大的水库，需有效的计算出水库调度对大坝下游河道生态径流的影响，为此，主要计算其最小生态径流量、最大生态径流量、适宜生态径流量。经过详细的计算后发现，水库大坝下游河道的月平均径流过程和生态径流过程在水库修建前后发生了较大变化，由于水库是河道上的控制性工程，且从水库到大坝下游河道的支流汇入所占流量的比重不大，影响了下游流量，水库修建前后，大坝下游河道流量发生的变化主要是由水库调度引起的。为了减少这种影响，应以建坝前的最大、最小和适宜生态径流过程为准，对现有的调度规程进行适当修改，使以后运行的最小生态径流不小于建坝前的最小生态径流，最大生态径流不大于建坝前的最大生态径流过程，减小水库对生态系统的影响。

（三）生态径流趋于稳定。对于水库而言，由于当地的降水量较少，因此开展水库调度工作是非常有必要的。通过进行水库调度工作，能够促使大坝下游河道生态径流逐步趋于稳定。第一，在降雨量较多的情况下，水库调度会采用放水量较少的策略，避免在下游河道上造成最大生态径流的问题，客观上避免了“涝”的出现。第二，在降雨量较少的情况下，水库会根据下游河道的需求量，适当的进行放水，基本上满足下游河道的最小生态径流量，避免造成生态环境的恶化或者是各种物种的大量死亡。第三，经过长期的水库调度工作，大坝下游的河道生态径流，近年来已经趋向于“适宜生态径流”的标准，总体上是比较让人欣慰的。

水库调度的影响是必然存在的，因此，日后的工作重点应放在如何帮助大坝下游河道生态径流稳定，使其长期处于适宜生态径流的范畴内。另一方面，应对下游的情况进行广泛的调查和分析，包括居民对径流的看法、相关数据的搜集、农作物的生长情况等等，通过详细的信息来决定日后如何进行水库调度工作。相信在未来的工作中，水库调度会更加有效，其方案会更加健全。

参考文献

[1] 钟华平，耿雷华，等.河道内生态需水估算方法及其评述[J].水科学进展，2006，17（3）：430-433.

作者简介：吴晶，广西桂能电力有限责任公司昭平水电厂。