清江流域梯級(jí)電站對(duì)河流水文的影響

楊嬌

摘 要：為系統(tǒng)地分析清江流域梯級(jí)電站的開發(fā)利用對(duì)河流水文情況的具體影響，基于清江流域梯級(jí)電站多年實(shí)測(cè)資料，結(jié)合水文比擬方法，分析清江流域梯級(jí)電站對(duì)徑流的實(shí)際影響與差異。調(diào)查結(jié)果顯示，梯級(jí)水電站在清江流域豐平枯水文年對(duì)下游河道水文情勢(shì)的影響具有較大差異，不同的水文年梯級(jí)水電站都可以降低下游河道豐水期的凈流量，進(jìn)而增加平水期與枯水期的徑流量，具有很好的削峰減枯功能。

關(guān)鍵詞：清江流域;梯級(jí)水電站;河流水文

中圖分類號(hào)：TV747 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2021）34-00-03

Influence of Cascade Hydropower Stations on River Hydrology in Qingjiang River Basin

YANG Jiao

（Hubei Minzu University， Enshi Hubei 445000）

Abstract： In order to systematically analyze the specific impact of the development and utilization of cascade hydropower stations in the Qingjiang River Basin on the hydrological situation of the river， based on the relevant data of the cascade hydropower stations in the Qingjiang River Basin for many years， and based on the method of hydrological comparison， the analysis of the actual runoff of the cascade hydropower stations in the Qingjiang River Basin Impact and difference. The investigation results of the relevant data analysis show that the cascade hydropower stations in the Qingping River Basin have a great difference in the impact on the hydrological situation of the downstream channels during the high flow year， normal flow year and low flow year. The cascade hydropower stations in different hydrological years can reduce the net flow of the downstream channel during the flood season. ， And then increase the runoff in the flat and dry periods， and has a good function of peak reduction and dryness.

Keywords： Qingjiang River Basin;cascade hydropower stations;river hydrology

水文條件是影響河流生態(tài)系統(tǒng)變化的具體因素，影響著河流的物質(zhì)循環(huán)、能量傳遞和自然棲息地。為此，基于清江流域梯級(jí)電站的具體情況，分析水電站對(duì)流域徑流調(diào)節(jié)控制的具體影響[1-2]。

1 研究區(qū)域概況

清江屬于長(zhǎng)江在湖北省境內(nèi)的第二大支流，發(fā)源自利川市齊岳山龍洞溝，整個(gè)流域含有利川、恩施、宣恩、建始、巴東、長(zhǎng)陽(yáng)及宣都等7個(gè)縣市，干流全長(zhǎng)為423 km，流域面積為16 700 km。從1994年開始，湖北省人民政府實(shí)施《清江流域規(guī)劃補(bǔ)充綱要》，在清江中下游建設(shè)水布埡、隔河巖、高壩洲3個(gè)梯級(jí)工程，完成清江流域梯級(jí)滾動(dòng)綜合開發(fā)的宏偉目標(biāo)[3-4]。其中，較為主要的水電站為水布埡、高壩洲、隔河巖，在發(fā)電、航運(yùn)以及防洪、泄洪等方面都發(fā)揮著較為重要的作用[5-6]。3大水電站的基本情況如表1所示。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

清江流域內(nèi)無(wú)徑流測(cè)站。對(duì)于本梯級(jí)水電站壩址天然徑流，通過(guò)水文站的數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)其徑流和降水，采用水文比擬的方法開展計(jì)算[7]。具體的計(jì)算公式為：

Q=F/FxP/PxQ

式中：Q表示壩址的徑流，m/s;Q為水文站實(shí)測(cè)的徑流，m/s;F壩為壩址控制流域的面積，km;F水為水文站控制流域的面積，為311 km;P壩為壩址以上流域的年面雨量，mm;P水為水文站站址以上流域年面雨量，mm[8-10]。

基于湖北省水資源歷史數(shù)據(jù)，本設(shè)計(jì)的流域多年平均徑流深1 400 mm左右，同水文站比較接近，可以通過(guò)水文比擬的方法開展徑流計(jì)算[11]。

3 結(jié)果與討論

3.1 第一級(jí)水電站對(duì)水文情勢(shì)的作用

各水電站聯(lián)合運(yùn)行前后，各個(gè)水平年流量的具體變化情況如圖1至圖3所示。相比天然的情況，高壩洲水電站同其他水電站聯(lián)合運(yùn)營(yíng)之后的豐、平、枯年份的徑流流量變化幅度小，4—6月份的凈流量明顯小于天然情況的狀態(tài)，7月份的徑流流量水電站在聯(lián)合運(yùn)行前后幾乎一樣，1—3月份、8—12月份各年份的水電站運(yùn)行之后的徑流流量高于自然情況[12]。基于上述分析可以看出，在高壩洲水電站的調(diào)控作用之下，高壩洲水電站的水量變化較為平穩(wěn)，尤其是在平水期和枯水期，下泄水量基本可以維持水平，在豐水期下游河流的水量減少。豐水期徑流的流量有所下降，減小的幅度最大為69%，其他月份的徑流則有所增加，尤其是在枯水期下泄的流量相比于天然的情況有明顯增加時(shí)[13]。

3.2 所有梯級(jí)水電站聯(lián)合運(yùn)行對(duì)下游的影響

在梯級(jí)水電站的高壩洲、水布埡、隔河巖水電站的聯(lián)合運(yùn)行下，各處水電站的徑流流量變化與分析如圖4至圖6所示。從具體分析可以看出，聯(lián)合運(yùn)行后相比天然狀態(tài)下，水平年的月平均流量的峰谷差減小，4—6月份的徑流流量明顯小于天然情況，7月份的徑流流量水電站聯(lián)合運(yùn)行前后幾乎一樣，1—2月份、8—12月份各年份水電站運(yùn)行之后的徑流流量比自然情況高很多[14]。

表2為梯級(jí)電站聯(lián)合運(yùn)行后流量變化的情況。基于表2的數(shù)據(jù)可以看出：對(duì)于年際的變化情況，聯(lián)合運(yùn)行之后豐水年年平均流量有所增加，但是增加不多，僅僅為0.36 m/s，增加幅度為0.27%;平水年和枯水年的年均流量分別下降到2.86 m/s和9.32 m/s，其中年平均流量在枯水年下降幅度最大，下降幅度達(dá)11.14%。對(duì)于年內(nèi)分配的變化模塊，梯級(jí)水電站聯(lián)合運(yùn)行后，梯級(jí)水電站的進(jìn)水量和自然條件在豐水年、平水年和枯水年都發(fā)生了較大的變化。高水期（3—6月）流量下降13.38%～34.26%;常水期（7—10月）流量下降5.78%;枯水年正常時(shí)期，增幅分別為21.25%和12.65%;枯水期（11月至次年2月）流量明顯增加，增幅為28.35%～83.83%，流量增幅最大[15]。

4 水電梯級(jí)開發(fā)保護(hù)的對(duì)策

4.1 具體工程措施

一是可持續(xù)規(guī)劃建設(shè)。對(duì)流域開展較為科學(xué)的規(guī)劃，有效利用水能資源。清江流域的梯級(jí)開發(fā)需要注意合理利用與保護(hù)水土等，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展[16]。

二是創(chuàng)新自身技術(shù)管理。對(duì)于流域的治理模塊，需要通過(guò)遙感技術(shù)開展獲取和處理數(shù)據(jù)，分析流域?qū)嶋H情況。

4.2 生物措施

一是原始自然環(huán)境的修復(fù)。水文環(huán)境修復(fù)需要兼顧流域生態(tài)情況和可持續(xù)發(fā)展功能。流域土地植被開展土壤土質(zhì)、植被覆蓋的保護(hù)，避免水土流失，以免土壤貧瘠[17]。

二是社會(huì)生態(tài)環(huán)境的修復(fù)。對(duì)于區(qū)域移民安置問(wèn)題，需要，切實(shí)改善農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施條件，促進(jìn)移民文化的認(rèn)同與融合。

4.3 積極開展綜合治理

一是建立多層次的管理體制。清江流域管理部門主要為長(zhǎng)江水利委員會(huì)以及地方政府相關(guān)職能部門，具體的工作為開展水資源的管理，功能較為單一[18-19]。

二是綜合發(fā)展模式的設(shè)計(jì)。促進(jìn)資金和人才的流動(dòng)，以便更好地促進(jìn)流域整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定。以流域梯級(jí)開發(fā)與旅游產(chǎn)業(yè)合作為目標(biāo)，發(fā)展獨(dú)具特色的生態(tài)旅游[20]。

5 結(jié)語(yǔ)

梯級(jí)水電站的建設(shè)使得清江流域的水資源達(dá)到蓄豐補(bǔ)枯的效果，豐水期流量開始減少，降低了清江流域的洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn);枯水期流量明顯增加，保證了流域之內(nèi)農(nóng)田的灌溉以及生活生產(chǎn)用水，進(jìn)而大幅度地提升了流域水資源調(diào)蓄的能力，基本解決了流域水資源的供需矛盾。

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