胡 微

2017年6月印發(fā)的《商洛市全面推進(jìn)河長(zhǎng)制實(shí)施方案》中提出保證河流基本生態(tài)流量。柞水縣城位于乾佑河，縣城的供水、旅游及中藥材的發(fā)展是柞水的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，也離不開(kāi)水。乾佑河是柞水工業(yè)、農(nóng)業(yè)、旅游及縣城生產(chǎn)生活重要的取水水源。為了確保生產(chǎn)生活用水需要，又能確保乾佑河生態(tài)不受影響，本文分析了乾佑河的生態(tài)流量，為各級(jí)水行政主管部門(mén)在準(zhǔn)確決策批復(fù)河道取用水方面提供技術(shù)依據(jù)。

1 乾佑河概況

乾佑河發(fā)源于海拔2568.7 m的秦嶺主脊南坡的陳家溝腦，河源段稱(chēng)太峪河。為旬河一級(jí)支流。流域面積2504.8 km2，河長(zhǎng)148.3 km，比降11.9‰，高差1776.4 m。

乾佑河的支流較多，其中，長(zhǎng)度在25 km以上的支流有11條；長(zhǎng)度在10～25 km的干溝有34條；長(zhǎng)度在1～10 km的支溝有77條。兩岸支流分布比較對(duì)稱(chēng)，左岸有23條，右岸有21條。

由于受地質(zhì)構(gòu)造條件的影響，河谷形態(tài)為“串珠”狀。從河源至營(yíng)盤(pán)，為峽谷，河谷最寬不過(guò)20 m，為花崗巖山體，礫石河床，比降大。從營(yíng)盤(pán)至下梁，為寬谷，寬約150 m～300 m，比降1/200～1/300，山丘為沉積巖，柞水縣城坐落于此。從下梁至回龍，河谷縮窄，寬度在40 m左右，比降小，水流較緩?；佚堉留~(yú)洞峽，屬寬谷段，寬度在150 m左右。魚(yú)洞峽至青泥灣至小河口段又為峽谷段，兩岸山嶺為石灰?guī)r，河道進(jìn)入深邃的峽谷中。

2 柞水水文站資料情況

柞水水文站設(shè)立于1980年7月，位于柞水縣乾佑鎮(zhèn)，為國(guó)家基本水文站，為乾佑河干流控制站，控制流域面積457 km2，占乾佑河流域面積的20.5%，控制河長(zhǎng)36.5 km，占乾佑河總河長(zhǎng)的26.1%。主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有：水位、流量、泥沙、降水、蒸發(fā)、墑情等。

截至2016年，累積資料系列36年，資料觀測(cè)完整，系列連續(xù)。資料經(jīng)過(guò)在站整編，商洛局審查，省水文局復(fù)審，流域匯編。資料可靠。流域內(nèi)人類(lèi)活動(dòng)影響小，系列一致性好。經(jīng)分析系列均值累積曲線(xiàn)至2000年以后均值趨于穩(wěn)定，系列長(zhǎng)度達(dá)11年。經(jīng)分析變差系數(shù)CV累積曲線(xiàn)Cv值，隨著系列的增長(zhǎng)，Cv趨于穩(wěn)定，說(shuō)明系列具有代表性。

圖1 柞水徑流量均值累積曲線(xiàn)

圖2 柞水站徑流量變差系數(shù)CV累積曲線(xiàn)

3 乾佑水文站年徑流分配

表1 柞水水文站年徑流分配比例

春季3～5月，徑流量占年徑流17.4%；夏季6～8月，徑流量占年徑流42.6%；秋季9～11月，徑流量占年徑流34.3%；冬季12、1～2月，徑流量占年徑流5.7%。汛期5～10月，徑流量占年徑流量80.5%，非汛期11～12月、1～4月，徑流量占年徑流量19.4%。徑流分配極為不均勻。

4 柞水站生態(tài)流量分析

采用《建設(shè)項(xiàng)目水資源論證培訓(xùn)教材》（水利部水資源管理司、水利部水資源管理中心編著，中國(guó)水利水電出版社）提供的方法進(jìn)行分析計(jì)算。

主要方法有：歷史水文資料法、水力學(xué)計(jì)算法、生境研究法和綜合法等四類(lèi)。本文采用歷史流量法進(jìn)行分析。歷史流量法應(yīng)用于無(wú)特定生態(tài)需水目標(biāo)的水域生態(tài)需水量的計(jì)算，其強(qiáng)調(diào)的是借助歷史水文資料而開(kāi)展生態(tài)水的分析方法。

（1）7Q10法

圖3 柞水水文站年平均流量頻率曲線(xiàn)圖

將90%保證率最枯連續(xù)7天的平均水量作為河流生態(tài)水量的極限流量條件。90%保證率流量為1.94 m3/s。連續(xù)7天的平均流量為1.74 m3/s。

（2）近10年最枯月平均流量法

柞水站2007～2016年的10年月最枯流量見(jiàn)表2。

表2 柞水站2007～2016年的10年月最枯流量

連續(xù)10年最枯月平均流量為0.79 m3/s。

（3）90%保證率最枯月的平均流量法

圖4 柞水站年最小月平均流量頻率曲線(xiàn)90%保證率月最枯流量為0.34 m3/s。

（4）蒙大拿法

蒙大拿法是美國(guó)常用的方法，采用年平均流量的10%為退化的或貧瘠的棲息地條件，年平均流量的20%提供保護(hù)水生棲息地條件。

2011年頒布的SL525-2011《水利水電建設(shè)項(xiàng)目水資源論證導(dǎo)則》規(guī)定：河流生態(tài)環(huán)境需水量原則上不應(yīng)小于多年平均流量的10%～20%確定。柞水站多年平均流量為4.38 m3/s，10%流量為0.44 m3/s，15%流量為0.66 m3/s，20%流量為0.88%。

（5）Texas法

Texas法是將50%保證率下的月流量作為各月生態(tài)水量的計(jì)算基礎(chǔ)。見(jiàn)表3。

表3 柞水站各月不同保證率徑流量

50%保證率下的月流量為0.67 m3/s。

（6）NGPRP法

NGPRP法主要是將已有的系列水文資料劃分為干旱、濕潤(rùn)和標(biāo)準(zhǔn)年?duì)顟B(tài)，以標(biāo)準(zhǔn)年年均90%保證率流量作為最小流量的基礎(chǔ)值。主要考慮河流水生物（尤其是魚(yú)類(lèi)）棲息環(huán)境的生態(tài)水量計(jì)算的方法。保證率大于25%為豐水年，25%～75%為標(biāo)準(zhǔn)年，小于75%為枯水年。

柞水站標(biāo)準(zhǔn)年年平均流量介于2.64～5.39 m3/s之間，標(biāo)準(zhǔn)年90%保證率流量為2.64 m3/s。

圖5 乾佑站標(biāo)準(zhǔn)年流量頻率曲線(xiàn)

5 成果的采用

表4 柞水站不同方法計(jì)算生態(tài)流量結(jié)果一覽表

各種方法的適用性分析：

（1）7Q10法的適用性：對(duì)于秦嶺南山受降水影響的河流，徑流量受降雨影響，降水充沛，則徑流量大；干旱少于雨，則徑流補(bǔ)給為地下水。柞水水文站以上山體為花崗巖，巖層滲透系數(shù)5×10～2×10 cm/s。故此，最枯連續(xù)7天的平均水量作為生態(tài)水量不適應(yīng)于秦嶺河源段河流。

（2）近10年最枯月平均流量法的適用性：秦嶺河源段災(zāi)害發(fā)生頻繁，降水的10年的周期性不明顯，從分析的徑流量積差累積曲線(xiàn)和變差系數(shù)Cv來(lái)看，系列必須在30年以上，才能反映出系列的豐、平、枯變化，故采用近10年最枯月平均流量作為生態(tài)流量也不符合秦嶺南麓河源段河流。

（3）90%保證率最枯月的平均流量法的適用性：柞水處在秦嶺山腰段，是洪澇災(zāi)害與干旱交替發(fā)生的地區(qū)，干旱在年內(nèi)任何時(shí)間段都可能發(fā)生。故采用90%保證率最枯月的平均流量法作為生態(tài)流量也不符合乾佑河的特點(diǎn)。

（4）蒙大拿法的適用性：從分析的結(jié)果來(lái)看，采用年平均流量的10%為退化的或貧瘠的棲息地條件作為生態(tài)水量，柞水處在旅游發(fā)展的重要區(qū)域，用此法確定生態(tài)流量明顯偏低；采用年平均流量的20%提供保護(hù)水生棲息地條件，主要是考慮保護(hù)水生魚(yú)類(lèi)資源的條件，對(duì)于乾佑河來(lái)說(shuō)除人工養(yǎng)殖冷水魚(yú)外河道無(wú)水生魚(yú)類(lèi)保護(hù)的要求。采用年平均流量的15%作為生態(tài)水量較為合理，即乾佑河柞水站按多年平均流量15%等于0.66 m3/s作為生態(tài)流量。

（5）Texas法的適應(yīng)特點(diǎn)：Texas法是將50%保證率下的月流量作為各月生態(tài)水量的計(jì)算基礎(chǔ)。經(jīng)對(duì)柞水站各月平均流量進(jìn)行頻率分析，見(jiàn)表3。從表3可以看出，由于年內(nèi)分配的不均，對(duì)流量影響很大，50%保證率月中只有2月份的流量最小，以最小值作為生態(tài)流量滿(mǎn)足全年的水量保證，科學(xué)可行。

（6）NGPRP法的適應(yīng)特點(diǎn)：此法主要考慮河流水生物（尤其是魚(yú)類(lèi)）棲息環(huán)境的生態(tài)水量計(jì)算的方法。乾佑河無(wú)水生物（尤其是魚(yú)類(lèi)）棲息環(huán)境保護(hù)，不推薦此法。

綜上，蒙大拿法的15%水量和Texas法適用于乾佑河生態(tài)水量的確定。

6 結(jié)論和建議

通過(guò)采用各種方法對(duì)柞水水文站生態(tài)流量進(jìn)行分析，得出和確定了乾佑河生態(tài)流量數(shù)值。從長(zhǎng)期對(duì)乾佑河的駐守監(jiān)測(cè)情況分析，基本符合柞水站斷面流量的實(shí)際情況。推薦乾佑河在河長(zhǎng)制管理中采用此值。結(jié)果可為乾佑河流域進(jìn)行取用水水資源論證提供依據(jù)。