九龙县三垭河一级水电站生态流量的优化调整分析

宋 鑫,吴 波,潘鹏程

(四川省甘孜水文水资源勘测中心,四川 泸定 626100)

0 前言

为确保甘孜藏族自治州(以下简称甘孜州)水电站下泄生态流量监测系统如期投入运行,对州内所有水电站下泄生态流量实现在线监测,在各地水利部门牵头对水电站设置下泄流量在线监测装置、落实生态流量泄放措施的过程中,发现由于部分水电站取水口位置偏远,无电无网络专线,加之森林防火不允许私下拉电等规定,不具备在取水口建设在线监测装置的条件。不具备电源及通信条件的取水口生态流量监测点需调整至具备通电通网条件的适当位置。由于电站取水量及取水方式未发生变化,生态流量目标控制值不需要重新核定,但因生态流量监测点位置发生变化,需将原监测点与拟建监测点区间的来水量、取用水量和原生态流量一并进行监测,考虑到水资源刚性约束的要求与电站经济效益,本文以九龙县三垭河一级水电站为例,对拟建监测站点的生态流量进行优化调整分析,并提出结论建议,为研究确定其他类似水文站生态流量优化调整提供参考。

1 电站概况

三垭河一级水电站位于雅砻江左岸一级支流三垭河上,为三垭河水电规划梯级开发中的第二座水电站。工程等级为Ⅳ等小(1)型电站工程,系引水式水电站。该电站设有两处取水枢纽,分别位于九龙县三垭河色者沟和瓦屋沟的牛包山,通过修建底格栏栅坝将水引入引水隧洞,引水隧洞末端接压力前池,通过压力钢管输送至厂房,厂址位于俄尔乡瓦屋沟与色者沟汇口处。

瓦屋沟取水口位于三垭河西源瓦屋沟上,距离厂房3.8 km,生态流量批复值为0.100 m3/s;色者取水口位于三垭河东源色者沟上,距离厂房4.9 km,生态流量批复值为0.245 m3/s。

2 拟选监控断面位置确定

三垭河一级水电站色者沟取水口离色者电站距离较近,已经实现生态流量在线监测,本次只考虑瓦屋沟取水口生态流量监控断面位置的迁移。

图1 拟选生态流量监控断面位置示意

在瓦屋沟取水口下游200 m处有牛包山沟汇入,其控制面积10.3 km2,拟选生态流量监控断面位于牛包山沟下游,能合理控制减水河段及支流汇入来水,对来水监测无遗漏。

3 区间来水量的确定

三垭河流域无任何水文气象站点分布。经对三垭河流域周边水文站点筛选及资料情况分析,三垭河一级水电站原初步设计阶段拟定采用乌拉溪水文站作为径流分析计算参证站,并对计算的径流成果采用实测成果分析后综合确定三垭河一级水电站径流成果。本次拟建生态流量断面所在三垭河流域周围情况较初设无明显改变,故本次拟定采用已审批通过的乌拉溪水文站为本次水文论证依据站点。

由于三垭河一级水电站瓦屋沟取水口取水方式与取水地点及取水量没有发生任何变化,对生态环境保护和业主经济利益综合考虑,利用参证站乌拉溪水文站径流资料按水利年(6-翌年5月)、枯水期(12-翌年4月)、最小三月(2-4月)等时段的平均流量分别进行排频计算,采用乌拉溪水文站最小三个月平均流量利用水文比拟法[2]计算出瓦屋沟取水口最小三个月平均流量,再利用瓦屋沟取水口最小三个月平均流量计算出瓦屋沟取水口与拟选断面区间最小三个月平均流量作为区间来水量。

乌拉溪水文站为国家基础水文测站,该站资料的可靠性、一致性、代表性[3]均满足要求,利用乌拉溪水文站整编数据按水利年进行排频,结果见表1。

表1 乌拉溪水文站径流计算成果 m3·s-1

由于乌拉溪水文站集水面积2143 km2,瓦屋沟取水口集水面积21.5 km2,面积相差较大,因此在利用水文比拟法计算瓦屋沟取水口流量时,采用降雨综合修正对三垭河一级水电站进行相应水文分析计算,降雨修正系数K为1.261。瓦屋沟取水口径流计算成果见表2。

表2 瓦屋沟取水口径流计算成果 m3·s-1

三垭河一级电站取水口至监控断面减水河段的平均来水量计算,采用水文比拟法计算,公式如下:

式中,¯Q区间为瓦屋沟取水口至拟选生态流量监控断面区间最小三月平均流量;¯Q瓦屋沟为瓦屋沟取水口最小三月平均流量;F区间为瓦屋沟取水口至拟选生态流量监控断面区间集水面积;F瓦屋沟为瓦屋沟取水口集水面积。

食有谷肉果菜之分，人有男女老幼之别，体（体质）有虚实寒热之辨，故“冬令进补”不同体质和不同年龄的人群，应有针对性地选择清补、温补、小补、大补，万不可盲目“进补”。此时宜少吃生冷或燥热的食物，适合进食滋阴潜阳、清补甘温的食物，如羊肉、鸡肉、鸭肉、鹅肉、鱼类、芝麻、黑木耳等，同时配以甘润生津的果蔬，如白菜、萝卜、梨、冬枣、柑橘等，也可以配合一些清润滋补的药膳进行调理。冬季养生可以多吃坚果，如花生、核桃、板栗、榛子、杏仁等。坚果中含有多不饱和脂肪酸及维生素E，可以提高人体免疫能力。

其中,来水区间是指瓦屋沟取水口以下至本次拟选生态流量监控断面之间的集水面积。

三垭河一级水电站取水口至监控断面间来水量成果见表3。

表3 三垭河一级水电站瓦屋沟取水口至拟选断面间来水量成果 m3·s-1

本次取水口至监控断面来水量分别计算了最小三月平均流量及P=90 %最小三月平均流量,通过对上述计算成果对比,考虑到计算来水区间位于产水相对较少的中下游区域,故本次区间来水量拟定采用P=90 %最小三月平均流量。

综上所述,瓦屋沟区间来水量拟定为0.083 m3/s。

4 区间取用水情况

瓦屋沟取水口下游约300 m处设有一引水池,取水水源为瓦屋沟取水口下泄流量及河道区间来水,供三垭镇人、畜、土地灌溉用水。经调查,具体取用水情况为:用水户数130户共计692人,用水牲畜1200头,土地灌溉面积26.67 hm2。根据《四川省用水定额》,按照农村居民生活用水定额120 L/人·d、牲畜用水40 L/头·d、农田灌溉亩均需水量350 m3计算,瓦屋沟取水口至拟选生态流量监控断面区间取用水量折合为流量0.0059 m3/s。

5 拟选断面生态流量控制目标

本次拟选断面生态流量优化调整结果是由瓦屋沟取水口已批复下泄生态流量值与区间流域来水量的总和,减去区间流域取水量计算得出[4],成果见表4。

表4 拟选断面生态流量计算成果 m3·s-1

6 结论与建议

(1)针对取水口布设在偏远地区的水电站无法实现下泄生态流量在线监控的情况,拟选下泄生态流量监控断面应考虑布设在交通方便、通网通电、便于管理的地方。

(2)在计算拟选断面下泄生态流量时,应着重考虑拟选断面与原断面之前区间来水情况,是否存在支流的汇入、汇出,以及是否存在取用水工程。

(3)为保证拟选断面下泄生态流量的可控性,建议水电站在运行过程中保留取水口原监控断面的闸门固定限位设施。

(4)在拟选断面开始监测下泄生态流量时,建议取水口原监控断面采取本地存储监控设备和拟选断面在线监控设备并行运行,收集实测数据,方便核对生态流量目标控制值偏差以便后续进行修正。

(5)由于缺乏小流域实测资料,利用水文比拟法通过大流域资料计算小流域的成果计算值存在一定的偏差,建议在计算时加入降水系数进行修正。

(6)针对同类型水电站的下泄生态流量目标控制值的优化,可以参考本文提出的方案和技术方法,但应根据实际情况因地制宜进行分析计算,以得到更准确的结果。