重慶市主要河流生態環境水量評價分析

李文杰

摘要：基于重慶市第三次水資源調查評價成果，根據重慶市小江等8個主要控制斷面的徑流分配及基本生態環境需水量、目標生態環境需水量調查情況，分析了重慶市各站基本生態環境需水量成果的合理性和目標生態需水量的滿足程度。結果表明：自2000年以來，雖然隨著重慶市大量水電工程的興建及經濟的高速增長，局部地區流域下墊面發生改變，在一定程度上改變了河流的自然狀況，年徑流量發生系統性偏小，但由于枯季徑流量有一定增加，流域內生態基流和目標生態需水量基本得到滿足，整體情況良好。

關鍵詞：生態環境水量;徑流;Qp法;Tennant法;滿足程度;重慶市

中圖法分類號：X826

文獻標志碼：A

文章編號：1006-0081（2020）12-0068-06

1概述

近年來我國水資源情勢變化，新老水問題相互交織，水安全上升為國家戰略，迫切需要開展水資源調查評價工作。水資源調查評價是國家重大資源環境和國情國力調查評價的重要領域，是制訂水資源規劃和實行最嚴格水資源管理制度的基礎，是水資源開發利用管理工作的前提，也是制定流域和區域經濟社會發展的依據。

2017年，根據中央關于實施全國水資源調查評價的指示，重慶市啟動了水資源調查評價工作，以全面摸清60余年來全市水資源狀況變化情況。統計了近期主要河流水生態狀況，重點把握近年來水資源及其開發利用的新情勢、新變化，梳理水資源短缺、水環境污染及水生態損害等新老水問題，系統分析水資源演變規律，提出全面、真實、準確、系統的評價成果。利用國家水資源調查評價基礎信息平臺，初步形成了較為完善的技術體系和規范化的滾動評價機制，為滿足新時期水資源管理、健全水安全保障體系、促進經濟社會可持續發展和生態文明建設奠定了基礎。

2河流生態環境需水計算方法

河湖生態環境需水主要包括基本生態環境和目標生態環境需水量。其中，基本生態環境需水是指為維系河流生態環境保護目標所需保留在河道內的最小水量（下限值），目標生態環境需水量指河道外經濟社會消耗水量的控制值。其計算方法主要有Qp法和Tennant法。

2.1Qp法

Qp法又稱不同頻率最枯月平均值法，以節點長系列（n≥30a）天然月平均流量、月平均水位或徑流量為基礎，用每年的最枯月排頻，選擇不同頻率下的最枯月平均流量、月平均水位或徑流量作為節點基本生態環境需水量的最小值。根據河湖水資源開發利用程度、規模、來水等實際情況確定頻率P，宜取90%或95%。實測水文資料應進行還原和修正，不同工作對系列資料的時間步長要求不同，各流域水文特性不同，因此最枯月也可以是最枯旬、最枯日或瞬時最小流量。

2.2Tennant法

Tennant法是依據觀測資料建立的流量和河流生態環境狀況之間的經驗關系，用歷史流量資料就可以確定年內不同時段的生態環境需水量，使用簡單、方便。不同河道內生態環境狀況對應的流量百分比見表1。

3水資源總體情況分析

3.1歷年水資源情況

重慶地區水系發達，河流縱橫，除長江干流外，主要河流還有嘉陵江、烏江、綦江、渠溪河、龍河、小江、湯溪河、磨刀溪和大寧河等。2017年重慶市組織第3次水資源調查評價，收集了龍溪河高硐、小江河小江產、大寧河巫溪、龍河石柱、磨刀溪龍角、綦江五岔、阿蓬江濯河壩及大溪河鳴玉等8個主要河流代表站點的徑流資料。1956～2016年各代表站徑流統計見表2。

從表2中可以看出：各代表站徑流量年內分配呈現汛期占比大，枯季占比小的特點。汛期占比主要在43.7%～94.3%之間，其中，龍溪河高硐站1975年汛期占比僅為43.7%，主要原因為10～11月來水偏多，其余各站均在50%以上?？菁菊急仍?.7%～56.3%之間，其中龍溪河高硐站1975年枯季占比略大，達56.3%，其余各站最大占比均小于50%。1956～2016年各代表站多年平均徑流量的年內豐枯變化較大，多年平均汛期占比在71.39%～87.61%之間，平均為78.27%;多年平均非汛期占比在12.39%～28.61%之間，平均為21.73%。

3.2近年水資源情況

表3統計了2001～2016年各代表站徑流量與多年均值對比情況，各站全年、汛期徑流量均呈現系統性偏小狀態，非汛期無系統性偏離。年平均徑流量偏小范圍為4.89%～16.47%，其中石柱、濯河壩、龍角、五岔站分別偏小10%以上;汛期徑流量偏小3.77%～23.43%，除小江、巫溪站偏小小于10%以外，其余站均偏小在12%以上;非汛期徑流量偏離大小范圍在-13.07%～12.85%。從各代表站情況看，除高硐、巫溪、龍角站非汛期徑流量比多年均值分別偏大12.85%，2.86%，10.95%，其余各站汛期、非汛期、全年徑流量均呈偏小狀態，整體表現為枯水年份。

從上述分析可知：重慶市主要河流各代表站年內分配無較大改變，整體符合汛多枯少的規律，徑流主要集中在5～9月，徑流年內相對集中。由于部分站點受電站蓄放水影響和年內降水量不均影響，年內分配發生了一定程度改變，枯季徑流有一定增加，汛期的徑流有一定程度減少，但影響都較小。

各代表站徑流量年際變化無明顯趨勢性變化，人類活動對徑流年際變化影響較小，徑流量仍主要受降雨量影響，整體呈正常的豐枯交替波動。與多年均值相比（1956～2016年），2001～2016年各站全年、汛期徑流量均呈系統性偏小狀態，非汛期無系統性偏離。

4生態環境需水量分析

4.1基本生態環境需水量

4.1.1生態基流分析

基本生態環境需水是指河流水系及其主要控制節點和斷面的基本生態環境需水量，主要包括生態基流，逐月、敏感期、汛期、非汛期4種時段基本生態環境需水量和全年基本生態環境需水量。生態基流計算主要采用Qp法計算，以修正和還原的1956～2016年長系列資料天然月平均流量為基礎，挑選出每年的最枯月平均流量，用每年最枯月均流量進行排頻，選擇頻率為90%或95%的最枯月均流量作為生態基流值，各站Qp法計算生態基流成果見表4。

從表4可以看出，重慶市主要控制斷面生態基流在0.98～8.40m³/s之間，占各控制斷面多年平均徑流量比值在3.7%～11.7%之間。除小江主要控制斷面生態基流占多年平均天然徑流量比值為3.7%（小于5%）外，其余主要在5.1%～11.7%區間。主要原因是小江站多年受電站蓄放水影響，個別年份枯水期推算天然徑流量值只占多年平均枯水期徑流量的1%，推算生態基流值相對較小。

4.1.2時段基本生態環境需水量分析

（1）汛期、非汛期基本生態環境需水量。汛期、非汛期基本生態環境需水量分別采用Qp法或Tennant法進行計算。Qp法以修正和還原的1956～2016年長系列資料天然月平均流量為基礎，分別按汛期（5～10月）天然最枯月平均徑流量和非汛期（11月至次年4月）天然最枯月平均徑流量排頻，選擇頻率為90%或95%的汛期最枯月均徑流量和非汛期最枯月均徑流量推算汛期、非汛期基本生態環境需水量。

Tennant法依據觀測資料建立了流量和河流生態環境狀況之間的經驗關系，根據重慶市流域情況，分析計算基本生態環境需水量時，按照SLZ712-2014《河湖生態環境需水計算規范》（以下簡稱“《規范》”）中不同流量百分比對應河道內生態環境狀況“中”等至“好”狀況進行取值，非汛期按同時期多年平均非汛期徑流量的10%～20%，汛期按同時期多年平均汛期徑流量的30%～40%取值。兩種計算方法成果分別見表5～6。

由Qp法計算成果可知：汛期基本生態環境需水量占多年平均值的3.26%～21.08%，總體比例偏小，其中小江站、高硐站、石柱、龍角站占比均在10%以下，小江站只占3.26%。Tennant法計算成果表明：全年基本生態環境需水量占多年平均徑流量的25.71%～28.14%，區間整體較為合理。

綜合考慮，小江、高酮、濯河壩、石柱、龍角、鳴玉站汛期、非汛期基本生態環境需水量采用Tennant法計算成果。巫溪、五岔站由于本身基流相對較大，非汛期采用Qp法計算成果，計算結果非汛期占同時期多年平均徑流量的28.65%和27.01%;汛期采用Tennant法計算成果，汛期占同時期多年平均徑流量的30%。時段基本生態環境需水量取值成果見表7。

（2）各月基本生態環境需水量。根據確定的汛期、非汛期基本生態需水量反推計算各月基本生態需水量。以汛期為例，首先對汛期（5～10月）各月徑流量進行排頻，選定保證率（P取90%）的汛期各月徑流量，計算出汛期各月相對于汛期總量的占比。然后以汛期各月占比作為權重，將汛期基本生態需水量減去生態基流水量的值分配到各月，再加上生態基流水量即得到各月基本生態水量。非汛期同理，各月基本生態環境需水量取值成果見表8。

4.1.3全年基本生態環境需水量分析

根據確定的年內汛期、非汛期基本生態環境需水量，計算全年基本生態環境需水量，成果見表7，各站全年基本生態環境需水量占比為25.71%～29.72%。

4.1.4合理性分析

（1）生態基流。重慶市主要控制斷面生態基流主要在0.98～8.4m³/s之間，占各控制斷面多年平均徑流量比值在3.7%～11.7%區間，生態基流均小于各月生態環境需水量的最小值，整體成果較合理。

（2）基本生態環境需水量。汛期基本生態需水量等于汛期各月份基本生態環境需水量之和，非汛期基本生態需水量等于非汛期各月份基本生態環境需水量之和，全年基本生態需水量等于汛期與非汛期基本生態需水量之和。

非汛期基本生態環境需水占同時段多年平均天然徑流量的15%～30%，不超過50%;汛期各主要控制斷面基本生態環境需水占比都按30%取值，不低于10%，成果基本合理。

全年基本生態環境需水量占全年多年平均徑流量的25%～30%，滿足《規范》中小河流南方地區開發利用程度中等等級的要求，符合重慶市現狀。

4.2目標生態環境需水量分析

目標生態環境需水量可按時段（汛期、非汛期全年）進行分析，本次目標生態環境需水量主要采用Tennant法進行計算。由于本次調查評價范圍河流流域面積均小于10000km²，屬于中小河流范圍，采用《規范》“好”至“非常好”狀況進行，具體為：枯季按多年枯季平均徑流量20%～30%，汛期按多年汛期平均徑流量40%～50%分別進行分析計算，1956～2016年時段目標生態環境需水量取值成果見表9。

經分析計算，年內汛期、非汛期目標生態環境需水量之和為全年目標生態環境需水量，汛期、非汛期目標生態環境需水占同時段多年平均天然徑流量比例的20%～40%，高于同時段基本生態環境需水占比，各站全年目標生態環境需水量占多年平均徑流量的30%～40%，滿足《規范》開發利用程度高等等級以上要求。

5生態環境用水滿足程度評價

在調查的水文系列中，根據各評價時段（全年、汛期、非汛期）實際徑流量超過相應的生態環境需水量的年份數與水文系列時長總年份數的比值，來評價生態環境需水過程滿足程度。調查具體成果見表10。

各控制斷面生態基流保障程度在91.9%～99.8%區間，除小江站低于95%外，其他都在95%以上。不同時段基本生態需水量保障程度，除綦江汛期達97.3%和小江非汛期達89.2%外，其他河流控制斷面保障程度均為1 00%，全年基本生態環境需水量保障程度均達100%，全部滿足基本生態需水要求。目標生態需水量中，除小江非汛期滿足程度為89.2%，阿蓬江汛期滿足程度為94.6%，綦江汛期、全年滿足程度為97.3%外，其余河流控制斷面滿足程度均達到100%。

6結論

（1）重慶市主要河流各代表站年內分配無較大改變，整體符合汛多枯少的規律，徑流主要集中在5～9月，徑流年內相對集中。部分站點受電站蓄放水和人類耗用水影響，年內分配發生了一定程度改變，但影響較小。與多年均值相比（1956～2016年），近年（2001～2016年）各站全年、汛期徑流量均呈系統性偏小狀態，非汛期無系統性偏離，整體表現為枯水。

（2）重慶市主要河流控制斷面計算的生態基流為0.98～8.40m³/s;基本生態環境需水量占全年多年平均徑流量的比值為25%～30%，滿足《規范》開發利用程度“中等”等級要求;目標環境需水量占全年多年平均徑流量比值為30%～40%，滿足《規范》中“高等”等級以上要求。通過對各控制斷面歷年徑流量分析，能基本滿足各斷面生態環境需水量。

（3）小江站部分年份枯水期天然徑流量值很小，不能滿足生態環境需水。應加強河道環境治理，減少污水排放，提倡節約用水，此外應修建水利工程，科學調度，有計劃加大枯水期河流下泄水量。

（編輯：唐湘茜）