基于Tennant法的白楊河生態(tài)基流分析評價

邸飛艷

（新疆水利水電勘測設(shè)計研究院，烏魯木齊 830000）

新疆克拉瑪依市存在水資源分布不均、開發(fā)程度高等多重因素，導(dǎo)致人與自然爭水現(xiàn)象日益突出，水土流失，水污染加劇，水生物多樣性減少，部分河流經(jīng)常出現(xiàn)干涸、斷流和水環(huán)境容量減少，水生態(tài)不斷惡化，河流水體功能嚴重受損。確定河流生態(tài)水量是“開展河（湖）健康評估”工作的重要基礎(chǔ)，既是流域合理分水的前提，也是維護河湖自然生態(tài)健康、加強生態(tài)文明建設(shè)的關(guān)鍵。

1 區(qū)域概況

白楊河又名納木郭勒河，發(fā)源于齊吾爾喀葉爾山東南坡，流域東、西分別與和布克河和額敏河流域接壤；上游為額敏縣、托里縣與和布克賽爾蒙古自治縣的界河，下游流經(jīng)克拉瑪依市，尾閭為艾里克湖。河流全長170 km，山口以上河長69 km，集水面積2008 km2，多年平均年徑流量為2.45×108m3。

730 水文站位于白楊河出山口處，觀測項目有水位、水溫、流量。該站設(shè)立于1963 年12 月30 日，1964 年1 月1 日起刊布資料，1968 年4 月14 日下遷7 km改名為渠首站，在同年12月撤銷，1990年水文站恢復(fù)觀測。該站具有1964-1968 年、1990-2017年不連續(xù)的33 年水文資料。白楊河進庫站位于730水文站下游約43 km處，觀測項目有水位、流量、泥沙、氣溫、水溫等。該站設(shè)立于1971 年12 月31日，1994 年遇特大洪水，測橋被沖垮、斷面加寬，測流設(shè)施遭到破壞，無觀測資料。該站于2005 年撤銷，有1972-2005年不連續(xù)的33年水文資料。

2 生態(tài)基流計算

河道生態(tài)基流是指為維持河流基本形態(tài)和生態(tài)功能、防止河道斷流、避免河流水生態(tài)系統(tǒng)功能遭受無法恢復(fù)的破壞的河道內(nèi)最小流量。

2.1 計算方法選擇

目前，國內(nèi)外河流生態(tài)基流計算方法大體上可以分為4 類，即水文學方法、水力學方法、棲息地偏愛法及綜合法[1，2]。目前國內(nèi)計算生態(tài)基流多用水文學方法，這種方法以歷史流量為基礎(chǔ)，根據(jù)水文指標來設(shè)定河流流量，直接獲取歷史流量中天然徑流量的百分數(shù)作為河道生態(tài)需水量的推薦值。水文學方法主要有Tennant法、流量歷時曲線法、保證率法、最枯月流量法和7Q10法等，本次計算白楊河生態(tài)基流選擇Tennant 法，該計算法適用于流量比較大且水文資料系列較長的河流[3，4]。

2.2 計算節(jié)點選擇

計算節(jié)點應(yīng)根據(jù)生態(tài)環(huán)境保護要求和基礎(chǔ)資料條件，選取具有代表性的河流控制斷面，節(jié)點宜選取在水文監(jiān)測斷面，水質(zhì)控制斷面、水功能區(qū)控制斷面，重要水利工程控制斷面，重要城市控制斷面，重要生態(tài)環(huán)境敏感保護目標河段等。

克拉瑪依白楊河為常年性河流，白楊河生態(tài)基流分析的節(jié)點為重要水利工程控制斷面，自上而下分別有：白楊河水庫、白楊河龍口渠首及艾里克湖入湖口。

2.3 生態(tài)基流的確定

Tennant 法是將河流多年平均流量的10%～30%作為生態(tài)基流。由于白楊河下游沒有監(jiān)測斷面，白楊河水庫斷面至白楊河龍口渠首斷面和艾里克湖入湖口斷面距離分別為30、50 km，按徑流損失率0.183%/km 進行計算，由于白楊河流域地處北方干旱區(qū)，屬缺水地區(qū)，而多年平均天然徑流量的10%是保持河流生態(tài)系統(tǒng)健康的最小流量，故本方案將多年平均天然徑流量的10%作為生態(tài)流量的基值。白楊河水庫斷面、白楊河龍口渠首斷面、艾里克湖入湖口斷面生態(tài)基流流量分別為0.36、0.34、0.32 m3/s。

本次根據(jù)Tennant 法確定的最小生態(tài)流量基值，考慮到維持水生生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定需水過程的要求，同時結(jié)合河段水生態(tài)環(huán)境恢復(fù)等，確定河段生態(tài)基流按照豐水期（6～9 月）為引水斷面多年平均流量的20%，其余月份為引水斷面多年平均流量的10%進行運行調(diào)度（見表1）。

時段生態(tài)基流標準白楊河水庫斷面生態(tài)基流白楊河龍口渠首斷面生態(tài)基流艾里克湖入湖口斷面生態(tài)基流枯水期10月～次年5月年均流量的10%0.36 0.34 0.32豐水期6～9月年均流量的20%0.72 0.68 0.64

3 現(xiàn)狀達標情況評價

運用Tennant法對水生生態(tài)需水量滿足程度進行評價。該方法的推薦標準見表2。工程執(zhí)行生態(tài)調(diào)度后，不同來水頻率白楊河水庫斷面、白楊河龍口渠首斷面（由于資料有限，不做保證率分析）和艾里克湖入湖口渠首斷面（由于資料有限，不做保證率分析）各月下泄流量占該斷面多年平均流量的百分比、以及采用Tennant法復(fù)核情況分別見表3、表4。

流量狀況描述泛濫或最大最佳范圍很好好良好一般或較差差或最小極差推薦的基流（10月～次年5月）占平均流量的百分比/%推薦的基流（6～9月）占平均流量的百分比/%200（48～72/h）60～100 40 30 20 10 60～100 60 50 40 30 10 0～10 10 0～10

由表3、表4 可以看出，各斷面在50%來水條件下，6～9月能夠滿足20%的生態(tài)基流，10月～次年5月部分月份滿足10%的生態(tài)基流要求，在枯水年90%來水條件下，部分月份滿足生態(tài)基流要求。說明白楊河水庫調(diào)度運行方式未按照生態(tài)基流調(diào)度運行，白楊河水庫部分月份無下泄生態(tài)流量，對下游生態(tài)造成嚴重破壞，建議各引水渠首按生態(tài)基流調(diào)度運行，使河道水文情勢變化基本可滿足水生生態(tài)保護流量要求，改善河段水環(huán)境。

月份10%保證率下泄流量/（m3/s）月平均流量占多年平均流量的百分比/%50%保證率下泄流量/（m3/s）月平均流量占多年平均流量的百分比/%90%保證率下泄流量/（m3/s）月平均流量占多年平均流量的百分比/%1234567891 0 000 000極差極差極差最大最大000 0004 5極差極差極差很好最佳范圍最大最大最大000 0001 8極差極差極差一般良好好最佳范圍很好最佳范圍最佳范圍11 12 5.61 35.87 26.40 7.13 5.58 5.29 4.43 5.69 2.85 109 150 383 450 619 461 337 633 426 2.30 15.05 7.51 3.03 1.26 2.52 1.95 2.71 1.41 63 109 191 140 220 148 302 211 0.92 6.15 2.69 1.25 0.49 1.14 0.83 1.23 0.66 26 39 79 54 99 63 137 99最佳范圍

月份 1 2 345678 9 1 0白楊河龍口渠首斷面下泄流量/（m3/s）月平均流量占多年平均流量的百分比/%艾里克湖入湖口斷面下泄流量/（m3/s）月平均流量占多年平均流量的百分比/%極差極差極差很好良好最大2.54 6.25 6.94 5.19 3.94 4.92 0.84 2.40 1.27 0 0 04 9 0 0 04 7極差極差極差很好一般最佳范圍最佳范圍最佳范圍11 12 26 101 328 437 429 64 267 190 2.44 6.02 6.69 5.00 3.79 4.74 0.80 2.31 1.22 25 97 316 421 413 61 257 183最大

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

采用Tennant 法對克拉瑪依市白楊河生態(tài)基流進行分析，分析節(jié)點自上而下分別為白楊河水庫、白楊河龍口引水渠首、艾里克湖入湖口，得到以下結(jié)論。

（1）經(jīng)分析比較，認為選取的計算斷面，6～9月下泄生態(tài)基流為引水斷面多年平均流量的20%，10月～次年5 月下泄生態(tài)基流為多年平均流量的10%是合理的，也是合適的。即白楊河水庫斷面6～9月為0.72 m3/s，10月～次年5月為0.36 m3/s；白楊河龍口斷面6～9 月為0.68 m3/s，10 月～次年5 月為0.34 m3/s；艾里克湖入湖口斷面6～9月為0.64 m3/s，10月～次年5月為0.32 m3/s。

（2）各斷面在50%來水條件下，6～9 月能夠滿足20%的生態(tài)基流，10月～次年5月部分月份滿足10%的生態(tài)基流要求，在枯水年90%來水條件下，部分月份滿足生態(tài)基流要求。

4.2 建議

（1）建議各引水渠首按生態(tài)基流調(diào)度運行，使河道水文情勢變化基本可滿足水生生態(tài)保護流量要求，改善河段水環(huán)境。

（2）嚴格遵守最嚴格水資源管理制度，完善生態(tài)管理體系，按照“三條紅線”控制指標，重視河流生態(tài)，科學調(diào)配河道徑流。將基于生態(tài)流量保障的水量調(diào)度納入經(jīng)濟社會發(fā)展綜合評價體系，列入水資源管理制度考核。