科研与管理 水利规划与设计 ２０１１年第５期 六盘山引水工程中生态基流的研究 曹建忠 （宁夏水利水电勘测设计研究院有限公司 银川 ７５０００４） 【摘要】 目前我国生态基流的计算方法多样且不成熟，现有的技术标准和规范中缺乏相关的条款。本文以水 总环移Ｅ２ＯｌＯ￣２４８号、环评函［２００６］４号和环办函Ｅ２ｏｏ６￣１１号为依据，采用Ｔｅｎｎａｎｔ法、９Ｏ 保证率最枯 月平均流量法、近十年最枯月平均流量法、最小月平均径流法和７Ｑ１０法对六盘山引水工程取水点生态基流进行 了分析计算和比较，并结合取水河段水资源量小、开发利用程度低而调入区又处于极度缺水干旱地区的特点， 推荐了适应于本工程的计算方法一一Ｔｅｎｎａｎｔ法，可为类似工程的规划设计提供参考。 【关键词】 六盘山引水工程生态基流计算方法研究 【中图分类号】 ＴＶ１２１ 【文献标识码】 Ｂ 【文章编号】 １６７２—２４６９（２０１１）０５—００４１—０３ 【Ｄ０Ｉ编码】 １０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２—２４６９．２０１１．０５．０１４ １ 问题的提出 要求和依据。为此，需采用多种方法进行分析计 算，合理采用生态基流计算结果。 六盘山引水工程是宁夏固原地区（宁夏中南 部）城乡饮水安全水源工程的俗称，是将宁夏固原 ２生态基流概述 地区南部六盘山东麓雨量较多、水量相对较丰沛的 根据水总环移Ｆ２０１０］２４８号“关于印发《水 泾河流域地表水，经拦截、调蓄，向北输送到固原 工程规划设计生态指标体系与应用指导意见》的通 中北部干旱缺水地区的区域性水资源优化配置工 知”，河道内生态环境基本需水量需考虑：维持河 程，其任务是向干旱缺水的宁夏中南部地区的固原 道基本生态功能的最小需水量（包括防止河道断 市原州区和彭阳、西吉、海原县部分城镇居民生活 流、维持河流自净能力、河道冲沙输沙以及维持河 和农村人畜供水，解决１１１．７９万城乡居民的饮水 湖水生生物基本生存的水量）；维持通河湖泊湿地 安全问题。 生态功能的最小需水量（包括湖泊、沼泽地以及必 工程的调出区位于宁夏南部六盘山东麓的泾河 要的地下水补给等需水）；维系河口生态环境的最 流域，是宁夏地表水资源最丰富、水质最好的地 小需水量（包括冲淤补港、防潮压咸即河口生物保 区，而且当地用水量小，开发利用程度低。为了减 护需水等）；维持河道重要景观的最小水量。以上 少对下游的影响采用多点分散取水方案，取水河段 各类需水是重叠的，即一水多用。结合本项目取水 主要位于泾河流域的泾河干流、策底河、暖水河和 河段位于泾河源头区、流量小、泥沙含量低等特 颉河，布设可能取水点１１个，选定９个；多年平 点，主要考虑维持河道基本生态功能的最小需水量 均调水量３９８０万ｍ。，规划水平２０２０年供水量为 即防止河道断流、维持河流自净能力、河道冲沙输 ３７２０万ＩＴＩ。。 沙以及维持河湖水生生物基本生存的水量。 本工程属跨流域调水工程，调出区可调水量是 目前，生态基流分析计算方法有水文学法、水 确定调水规模的重要依据，而取水点生态基流是确 力学法、生境模拟法和整体法等多种，水文学法和 定可调水量的一个重要因素。目前，生态基流的计 水力学法运用较为普遍。常用方法有Ｔｅｎｎａｎｔ法、 算方法多样且不成熟，同时我国现有的技术标准和 规范中缺乏完整、具体的有关生态基流的相关条 作者简介：曹建忠（１９７２年一），男，汉族，宁夏平罗人，高 款，造成水利规划、水工程设计中缺乏具体的技术 级工程师，副总工程师，主要从事水利工程规划设计。 ・ ４１ ・ 科研与管理 水利规划与设计 ２０１１年第５期 ９０ 保证率法最枯月平均流量法、最小月平均径流 法、近１Ｏ年最枯月平均流量法、流量历时曲线法、 湿周法、７ＱｌＯ法等。根据本工程取水河段的特点 以及河流水文资料情况，主要选取Ｔｅｎｎａｎｔ法、 ９Ｏ 保证率最枯月平均流量法、近十年最枯月平均 流量法、最小月平均径流法和７Ｑ１０法对生态基流 进行分析计算。 ３取水点生态基流计算结果 ３．１取水点布设 在取水河段上布设可能取水点１１个，其中泾 河干流６个，分别为龙潭水库、新民林场、兰大 庄、黄林寨、红家峡、西峡水库；策底河１个，为 石咀子；暖水河２个，为暖水河水库和白家沟；颉 河２个，为清水沟和卧羊川。泾河干流和策底河上 的取水点以泾河源水文站为代表站，暖水河和颉河 上的取水点以三关口水文站为代表站。 ３．２代表站水文特征值 泾河源水文站位于泾源县泾河源镇，属黄河流 域泾河水系泾河上游控制站，亦为六盘山东麓区域 代表站，该站设于１９７９年１月１日，断面以上集 水面积为１４８ｋｍ ，至河源２５．５ｋｉｎ。１９９８年６月 断面下迁１．５ｋｍ，集水面积１５ｌｋｍ ，为泾河源 （二）站，上游４ｋｍ龙潭电站有一定削减洪峰作 用。 三关口水文站位于泾源县六盘山镇三关口村， 属黄河流域泾河水系一级支流颉河控制站，也是六 盘山东侧半湿润石山林区代表站。该站设立于 １９６０年５月２５ Ｈ，１９６２年停测，１９６６年恢复至 今，１９７４年５月测验断面下迁８０ｍ，为三关口 （二）站。断面以上集水面积２１８ｋｍ ，至河源 ２１．ｋｍ，至河口２９ｋｍ。两个代表站水文特征值见 表１（表中特征值为１９５６～２００８年系列统计值）。 表１ 代表站水文特征指标表 泾河 三关 序号 项目 单位 源站 口站 １ 多年平均流量 ｍ０／ｓ １．４６ Ｏ．８８ ２ 多年平均径流量 万ｍ０ ４６１６ ２７７７ ３ 实测最大洪峰流量 ｍ。／ｓ １５Ｏ ６９６ ４ 多年平均最枯月平均径流量 万ｍ ８４ １ＯＯ ５ ９０ 保证率最枯月平均径流量 万ｍ０ ３６ ５２ ６ 近十年最枯月平均径流量 万ｍ０ ７７ ７４ ７ ９０ 保证率最枯连续７天的平均径流量 万ｍ０ Ｏ．６Ｏ １．０７ ３．３ 取水点生态基流计算方法及结果 生态基流计算方法中有以流量为计算依据的， ・ ４２ ・ 也有以径流量为计算依据的；计算结果又有年值、月 值和日值之分；为方便对比分析，计算时统一以径流 量为依据，以年值结果进行表述。 ３．３．１ Ｔｅｎｎａｎｔ法 Ｔｅｎｎａｎｔ法以多年平均径流量的百分数来描述 生态基流，计算结果为年值。根据北方河流的特点 及宁夏处于干旱缺水地区的实际情况，选取１０ 进 行计算。１１个可能取水点多年平均径流量之和为 １１４６８万ｍ。，则生态基流为１１４７万ｍ。。 ３．３．２ ９０ 保证率最枯月平均流量法 以各取水点９Ｏ 保证率最枯月平均径流量作 为生态基流，计算结果为月值，乘以１２转换为年值。 由于各取水点无实测水文资料，故以代表站实 测水文资料为依据，通过取水点和代表站多年平均 径流量的比值乘以代表站９Ｏ 保证率最枯月平均 径流量得出各取水点生态基流月值，进而转换为年 值。据此计算出ｌ１个可能取水点生态基流月值之 和为１２４万ｍ。，年值之和为１４８８万ｍ。。 ３．３．３ 近十年最枯月平均流量法 以各取水点近十年（１９９８～２００８年）最枯月平 均径流量作为生态基流，计算结果为月值，乘以１２ 转换为年值。 通过取水点和代表站多年平均径流量的比值乘 以代表站近十年最枯月平均径流量得出各取水点生 态基流月值，进而转换为年值。据此计算出１１个可 能取水点生态基流月值之和为２２２万ｍ。，年值之和 为２６６８万ｍ。。 ３．３．４ 最小月平均径流法 以各取水点最枯月平均径流量作为生态基流， 计算结果为月值，乘以１２转换为年值。 通过取水点和代表站多年平均径流量的比值乘 以代表站最枯月平均径流量得出各取水点生态基流 月值，进而转换为年值。据此计算出１１个可能取水 点生态基流月值之和为２６５万ｍ。，年值之和为 ３１８４万ｍ。。 ３．３．５ ７Ｑ１０法 以各取水点９０％保证率最枯连续７ｄ的平均水 量作为生态基流，计算结果为日值，乘以３６５转换为 年值。 通过取水点和代表站多年平均径流量的比值乘 以代表站９Ｏ 保证率最枯连续７ｄ的平均水量得出 各取水点生态基流日值，进而转换为年值。据此计 算出１１个可能取水点生态基流日值之和为２．３Ｏ万 ｍ。，年值之和为８３９万ｍ。。 科研与管理 水利规划与设计 ２０１１年第５期 不同方法生态基流计算结果汇总见表２。 表２不同方法生态基流计算结果汇总表 多年 Ｔｅｎｎａｎｔ 率最枯月 最枯月 平均 取水点 法 平均 平均 径流 流量法 流量法 平均流量法和７Ｑ１０法适合水资源量小且开发利用 程度已经较高的河流，均用于纳污能力计算。最小 月平均径流法适用于干旱、半干旱区域、生态环境目 标复杂的河流，对生态环境目标相对单一地区，计算 结果偏大；本工程各取水点均位于湿润区，生态环境 单位ｌ万ｍ ９Ｏ 保证 近十年 最小月 平均 ７Ｑ１０法 流量法 目标相对单一，故计算结果偏大。Ｔｅｎｎａｎｔ法适用 于流量较大的河流，作为河流进行最初目标管理、战 略性管理方法使用。 量 生态 比例 生态 比例 生态 比例 生态 比例 生态 比例 基流 新民林场 １７４ １７ １Ｏ 基流 １６ ９ 基流 基流 基流 ８ ５％ 老龙潭 ３９９Ｃ ３９９ １Ｏ ３７３ ９ ７９９ ２Ｏ ８７２ ２２ １８９ ５ ３５ ２Ｏ％ ３８ ２２ 根据国家环境保护总局环办函Ｅ２ｏｏ６］１１ 号“关于印发水电水利建设项目水环境与水生生态 兰大庄 １４６ １５ １Ｏ 红家峡 ５１８ ５２ １Ｏ １４ ９ ４８ ９ ２９ ２Ｏ ８５ ２０ ３２ ２２ ９３ ２２ ７ ５ ２０ ５ ２５ ５ 黄林寨 ４２６ ４３ １Ｏ％ ４０ ９ １０４ ２Ｏ １１３ ２２ 保护技术研讨会会议纪要的函”，维持水生生态 西峡水库 １１４１ １１４ １Ｏ １０７ ９ 石咀子 １９１１ １９１ １０ １７９ ９ ２２８ ＺＯ ２４９ ＺＺ％ ５４ ５ ３８５ ２Ｏ ４１８ ２２ ９１ ５ 系统稳定所需最小水量一般不应小于河道控制断面 多年平均流量的１Ｏ （当多年平均流量大于８０ｍ。／ Ｓ时按５ 取用），在生态系统有更多更高需要时应 加大流量，不同地区、不同规模、不同类型河流、同一 暖水河水库 １０５０ １０５ １０ ２３６ ２２ ３３４ ３２％ ４５５ ４３ １４８ １４ 白家沟 ３６０ ３６ １Ｏ ８１ ２２ １１４ ３２ ｌ５６ ４３ ５１ １４％ 清水沟 ８４０ ８４ １０％ １８９ ２２ ２６７ ３２％ ３６４ ４３ １１８ １４％ 卧羊川 ９１２ ９１ １Ｏ ２０５ ２２％ ２９Ｏ ３２ ３９５ ４３ １２８ １４％ 河流不同河段的生态用水要求差异较大，应针对具 体情况采取合适计算方法予以确定。 本工程取水河段水资源量小、开发利用程度低， 合计 １１４６￣ １１４７ １０ １４８８ １３ ２６６８ ２３ ３１８４ ２８ ８３９ ７％ 注：表中比例指各计算方法结果与对应多年平均径流量的比例。 ４ 取水点生态基流计算结果分析及采用 从计算结果看出：近十年最枯月平均流量法和 而调入区又处于极度缺水的干旱地区，依据上述文 件精神结合各种方法的计算结果，本工程生态基流 采用Ｔｅｎｎａｎｔ法以多年平均径流量的１０ 进行计 最小月平均径流法计算结果较大，分别为多年平均 径流量的２３ 和２８ ；７Ｑ１０法计算结果较小，为多 算比较合理、可靠。 年平均径流量的７％；Ｔｅｎｎａｎｔ法和９０ 保证率最 枯月平均流量法计算结果适中，分别为多年平均径 流量的１０ 和１３ 。 ５ 结语 目前我国水利规划、水工程设计中缺乏对生态 基流的具体技术要求和依据，现有的技术标准和规 范中缺乏相关的条款，生态基流的计算方法多样且 Ｔｅｎｎａｎｔ法采用水文资料的年值计算，９Ｏ ９／６保 证率最枯月平均流量法、近十年最枯月平均流量法 不成熟。本文采用Ｔｅｎｎａｎｔ法、９０％保证率最枯月 平均流量法、近十年最枯月平均流量法、最小月平均 和最小月平均径流法采用水文资料的月值计算， ７Ｑ１０法采用水文资料的日值计算。 径流法和７Ｑ１０法对六盘山引水工程取水点生态基 从水文资料的精度要求看，７Ｑ１０法要求的精 度最高，９Ｏ 保证率最枯月平均流量法、近十年最枯 月平均流量法和最小月平均径流法方法要求次之， Ｔｅｎｎａｎｔ法要求最低。本工程取水点代表站中，泾 河源站只有１９７７～２００８年、三关口站只有１９６６～ 流进行了分析计算和比较，结合取水河段水资源量 小、开发利用程度低而调入区又处于极度缺水干旱 地区的特点，推荐适应于本工程的计算方法—— Ｔｅｎｎａｎｔ法。 ２００８年实测水文资料，其他年份为插补延长（延长 到１９５６年），故从水文资料的精度上来看，实测年径 参考文献 １水总环移［２ｏｌｏ］２４８号“关于印发《水工程规划设计生态 指标体系与应用指导意见》的通知” 流、月径流、日径流资料精度逐渐下降，以此为基础 计算的生态基流结果可靠性应依次下降，即Ｔｅｎ— ｎａｎｔ法计算结果较可靠，９Ｏ％保证率最枯月平均流 量法、近十年最枯月平均流量法和最小月平均径流 ２环评函Ｅ２ｏｏ６３４号“关于印发《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）》的函” 法计算结果可靠性其次，７Ｑ１０法计算结果可靠性 最差。 ３ 国家环境保护总局环办函［２００６］１１号“关于印发 水电水利建设项目水环境与水生生态保护技术研讨 会会议纪要的函” ４３・ ９Ｏ 保证率最枯月平均流量法、近十年最枯月 ・
