九龍縣三埡河一級(jí)水電站生態(tài)流量的優(yōu)化調(diào)整分析

宋 鑫,吳 波,潘鵬程

(四川省甘孜水文水資源勘測(cè)中心,四川 瀘定 626100)

0 前言

為確保甘孜藏族自治州(以下簡稱甘孜州)水電站下泄生態(tài)流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)如期投入運(yùn)行,對(duì)州內(nèi)所有水電站下泄生態(tài)流量實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè),在各地水利部門牽頭對(duì)水電站設(shè)置下泄流量在線監(jiān)測(cè)裝置、落實(shí)生態(tài)流量泄放措施的過程中,發(fā)現(xiàn)由于部分水電站取水口位置偏遠(yuǎn),無電無網(wǎng)絡(luò)專線,加之森林防火不允許私下拉電等規(guī)定,不具備在取水口建設(shè)在線監(jiān)測(cè)裝置的條件。不具備電源及通信條件的取水口生態(tài)流量監(jiān)測(cè)點(diǎn)需調(diào)整至具備通電通網(wǎng)條件的適當(dāng)位置。由于電站取水量及取水方式未發(fā)生變化,生態(tài)流量目標(biāo)控制值不需要重新核定,但因生態(tài)流量監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置發(fā)生變化,需將原監(jiān)測(cè)點(diǎn)與擬建監(jiān)測(cè)點(diǎn)區(qū)間的來水量、取用水量和原生態(tài)流量一并進(jìn)行監(jiān)測(cè),考慮到水資源剛性約束的要求與電站經(jīng)濟(jì)效益,本文以九龍縣三埡河一級(jí)水電站為例,對(duì)擬建監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的生態(tài)流量進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整分析,并提出結(jié)論建議,為研究確定其他類似水文站生態(tài)流量優(yōu)化調(diào)整提供參考。

1 電站概況

三埡河一級(jí)水電站位于雅礱江左岸一級(jí)支流三埡河上,為三埡河水電規(guī)劃梯級(jí)開發(fā)中的第二座水電站。工程等級(jí)為Ⅳ等小(1)型電站工程,系引水式水電站。該電站設(shè)有兩處取水樞紐,分別位于九龍縣三埡河色者溝和瓦屋溝的牛包山,通過修建底格欄柵壩將水引入引水隧洞,引水隧洞末端接壓力前池,通過壓力鋼管輸送至廠房,廠址位于俄爾鄉(xiāng)瓦屋溝與色者溝匯口處。

瓦屋溝取水口位于三埡河西源瓦屋溝上,距離廠房3.8 km,生態(tài)流量批復(fù)值為0.100 m3/s;色者取水口位于三埡河?xùn)|源色者溝上,距離廠房4.9 km,生態(tài)流量批復(fù)值為0.245 m3/s。

2 擬選監(jiān)控?cái)嗝嫖恢么_定

三埡河一級(jí)水電站色者溝取水口離色者電站距離較近,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)生態(tài)流量在線監(jiān)測(cè),本次只考慮瓦屋溝取水口生態(tài)流量監(jiān)控?cái)嗝嫖恢玫倪w移。

圖1 擬選生態(tài)流量監(jiān)控?cái)嗝嫖恢檬疽?/p>

在瓦屋溝取水口下游200 m處有牛包山溝匯入,其控制面積10.3 km2,擬選生態(tài)流量監(jiān)控?cái)嗝嫖挥谂０綔舷掠?能合理控制減水河段及支流匯入來水,對(duì)來水監(jiān)測(cè)無遺漏。

3 區(qū)間來水量的確定

三埡河流域無任何水文氣象站點(diǎn)分布。經(jīng)對(duì)三埡河流域周邊水文站點(diǎn)篩選及資料情況分析,三埡河一級(jí)水電站原初步設(shè)計(jì)階段擬定采用烏拉溪水文站作為徑流分析計(jì)算參證站,并對(duì)計(jì)算的徑流成果采用實(shí)測(cè)成果分析后綜合確定三埡河一級(jí)水電站徑流成果。本次擬建生態(tài)流量斷面所在三埡河流域周圍情況較初設(shè)無明顯改變,故本次擬定采用已審批通過的烏拉溪水文站為本次水文論證依據(jù)站點(diǎn)。

由于三埡河一級(jí)水電站瓦屋溝取水口取水方式與取水地點(diǎn)及取水量沒有發(fā)生任何變化,對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和業(yè)主經(jīng)濟(jì)利益綜合考慮,利用參證站烏拉溪水文站徑流資料按水利年(6-翌年5月)、枯水期(12-翌年4月)、最小三月(2-4月)等時(shí)段的平均流量分別進(jìn)行排頻計(jì)算,采用烏拉溪水文站最小三個(gè)月平均流量利用水文比擬法[2]計(jì)算出瓦屋溝取水口最小三個(gè)月平均流量,再利用瓦屋溝取水口最小三個(gè)月平均流量計(jì)算出瓦屋溝取水口與擬選斷面區(qū)間最小三個(gè)月平均流量作為區(qū)間來水量。

烏拉溪水文站為國家基礎(chǔ)水文測(cè)站,該站資料的可靠性、一致性、代表性[3]均滿足要求,利用烏拉溪水文站整編數(shù)據(jù)按水利年進(jìn)行排頻,結(jié)果見表1。

表1 烏拉溪水文站徑流計(jì)算成果 m3·s-1

由于烏拉溪水文站集水面積2143 km2,瓦屋溝取水口集水面積21.5 km2,面積相差較大,因此在利用水文比擬法計(jì)算瓦屋溝取水口流量時(shí),采用降雨綜合修正對(duì)三埡河一級(jí)水電站進(jìn)行相應(yīng)水文分析計(jì)算,降雨修正系數(shù)K為1.261。瓦屋溝取水口徑流計(jì)算成果見表2。

表2 瓦屋溝取水口徑流計(jì)算成果 m3·s-1

三埡河一級(jí)電站取水口至監(jiān)控?cái)嗝鏈p水河段的平均來水量計(jì)算,采用水文比擬法計(jì)算,公式如下:

式中,ˉQ區(qū)間為瓦屋溝取水口至擬選生態(tài)流量監(jiān)控?cái)嗝鎱^(qū)間最小三月平均流量;ˉQ瓦屋溝為瓦屋溝取水口最小三月平均流量;F區(qū)間為瓦屋溝取水口至擬選生態(tài)流量監(jiān)控?cái)嗝鎱^(qū)間集水面積;F瓦屋溝為瓦屋溝取水口集水面積。

食有谷肉果菜之分，人有男女老幼之別，體（體質(zhì)）有虛實(shí)寒熱之辨，故“冬令進(jìn)補(bǔ)”不同體質(zhì)和不同年齡的人群，應(yīng)有針對(duì)性地選擇清補(bǔ)、溫補(bǔ)、小補(bǔ)、大補(bǔ)，萬不可盲目“進(jìn)補(bǔ)”。此時(shí)宜少吃生冷或燥熱的食物，適合進(jìn)食滋陰潛陽、清補(bǔ)甘溫的食物，如羊肉、雞肉、鴨肉、鵝肉、魚類、芝麻、黑木耳等，同時(shí)配以甘潤生津的果蔬，如白菜、蘿卜、梨、冬棗、柑橘等，也可以配合一些清潤滋補(bǔ)的藥膳進(jìn)行調(diào)理。冬季養(yǎng)生可以多吃堅(jiān)果，如花生、核桃、板栗、榛子、杏仁等。堅(jiān)果中含有多不飽和脂肪酸及維生素E，可以提高人體免疫能力。

其中,來水區(qū)間是指瓦屋溝取水口以下至本次擬選生態(tài)流量監(jiān)控?cái)嗝嬷g的集水面積。

三埡河一級(jí)水電站取水口至監(jiān)控?cái)嗝骈g來水量成果見表3。

表3 三埡河一級(jí)水電站瓦屋溝取水口至擬選斷面間來水量成果 m3·s-1

本次取水口至監(jiān)控?cái)嗝鎭硭糠謩e計(jì)算了最小三月平均流量及P=90 %最小三月平均流量,通過對(duì)上述計(jì)算成果對(duì)比,考慮到計(jì)算來水區(qū)間位于產(chǎn)水相對(duì)較少的中下游區(qū)域,故本次區(qū)間來水量擬定采用P=90 %最小三月平均流量。

綜上所述,瓦屋溝區(qū)間來水量擬定為0.083 m3/s。

4 區(qū)間取用水情況

瓦屋溝取水口下游約300 m處設(shè)有一引水池,取水水源為瓦屋溝取水口下泄流量及河道區(qū)間來水,供三埡鎮(zhèn)人、畜、土地灌溉用水。經(jīng)調(diào)查,具體取用水情況為:用水戶數(shù)130戶共計(jì)692人,用水牲畜1200頭,土地灌溉面積26.67 hm2。根據(jù)《四川省用水定額》,按照農(nóng)村居民生活用水定額120 L/人·d、牲畜用水40 L/頭·d、農(nóng)田灌溉畝均需水量350 m3計(jì)算,瓦屋溝取水口至擬選生態(tài)流量監(jiān)控?cái)嗝鎱^(qū)間取用水量折合為流量0.0059 m3/s。

5 擬選斷面生態(tài)流量控制目標(biāo)

本次擬選斷面生態(tài)流量優(yōu)化調(diào)整結(jié)果是由瓦屋溝取水口已批復(fù)下泄生態(tài)流量值與區(qū)間流域來水量的總和,減去區(qū)間流域取水量計(jì)算得出[4],成果見表4。

表4 擬選斷面生態(tài)流量計(jì)算成果 m3·s-1

6 結(jié)論與建議

(1)針對(duì)取水口布設(shè)在偏遠(yuǎn)地區(qū)的水電站無法實(shí)現(xiàn)下泄生態(tài)流量在線監(jiān)控的情況,擬選下泄生態(tài)流量監(jiān)控?cái)嗝鎽?yīng)考慮布設(shè)在交通方便、通網(wǎng)通電、便于管理的地方。

(2)在計(jì)算擬選斷面下泄生態(tài)流量時(shí),應(yīng)著重考慮擬選斷面與原斷面之前區(qū)間來水情況,是否存在支流的匯入、匯出,以及是否存在取用水工程。

(3)為保證擬選斷面下泄生態(tài)流量的可控性,建議水電站在運(yùn)行過程中保留取水口原監(jiān)控?cái)嗝娴拈l門固定限位設(shè)施。

(4)在擬選斷面開始監(jiān)測(cè)下泄生態(tài)流量時(shí),建議取水口原監(jiān)控?cái)嗝娌扇”镜卮鎯?chǔ)監(jiān)控設(shè)備和擬選斷面在線監(jiān)控設(shè)備并行運(yùn)行,收集實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),方便核對(duì)生態(tài)流量目標(biāo)控制值偏差以便后續(xù)進(jìn)行修正。

(5)由于缺乏小流域?qū)崪y(cè)資料,利用水文比擬法通過大流域資料計(jì)算小流域的成果計(jì)算值存在一定的偏差,建議在計(jì)算時(shí)加入降水系數(shù)進(jìn)行修正。

(6)針對(duì)同類型水電站的下泄生態(tài)流量目標(biāo)控制值的優(yōu)化,可以參考本文提出的方案和技術(shù)方法,但應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況因地制宜進(jìn)行分析計(jì)算,以得到更準(zhǔn)確的結(jié)果。