測算河流控制斷面生態基流的幾種方法

李凱?謝敬芬

摘要：針對不同控制斷面，提出有、無實測水文資料情況下的生態基流的方法，為水資源規劃、論證提供方法和依據。即對于河流水文站控制斷面，有實測水文資料時，可采用月最小值法、年內不同時段值法，確定河流控制斷面的年基本生態環境需水量;對于水功能區控制斷面、生態補償跨界斷面，采用年值法（水功能區納污能力設計流量計算法、最枯年值法、Tennant年值法）確定河流控制斷面的年基本生態需水量。

關鍵詞：河道斷面;生態基流;生態需水量

1 有實測徑流資料的控制斷面生態基流計算

1.1 月最小值法

參照《河湖生態環境需水計算規范》（SL/Z 712-2014），根據河流控制斷面水文資料的年內月分配，測算采用“Qp法（95%頻率最枯月平均值法）”、“近10年最枯月平均流量法”作為月最小值計算方法。

（1）Qp法

采用95%保證率下最枯月平均流量作為生態基流。該方法是以節點長系列（n≧30年）天然月平均徑流量為基礎，用每年最枯月平均流量進行頻率分析，頻率為95%的最枯月平均流量即為所求。

對存在冰凍期或季節性河流，可將冰凍期和由于季節性造成的無水期排除在Qp法之外，只采用有天然經流量的月份排頻得到。

本次計算方法針對于具有長系列（n≧30年）天然月平均徑流量的河流水文站，涉及灤河干流郭家屯站、三道河子站;小灤河溝臺子站等共計16個斷面。詳見表1。

（2）近10年最枯月平均流量法

采用最近10年最枯月平均流量，即10年中的最小值，作為基本生態環境需水量。

1.2 年內不同時段值計算方法

（1）Tennant法

根據區域河流水資源特點，確定年內較枯時段生態基流量占同時段多年平均天然流量的10%，較豐時段生態基流量占同時段多年平均天然流量的10%。計算結果詳見表2。

（2）頻率曲線法

用長系列（n≧30年）水文資料的月平均流量的歷史資料構建各月水文頻率曲線，將95%頻率相應的月平均流量作為對應月份的基本生態環境需水量，組成年內較枯（11月～次年5月）、較豐（6月～1月）不同時段值，作為年內較枯、較豐時期的基本生態環境需水量。計算結果詳見表3。

1.3 年值計算法

其計算公式為：

式中：Qba——基本生態環境需水量的全年值;

Qbi——基本生態環境需水量年內最小值、不同時段值，包括逐月或非汛期、汛期值。

2 無實測徑流資料控制斷面生態基流計算

無實測徑流資料控制斷面生態基流計算采用年值法，主要有水功能區納污能力自凈水量計算法、年最枯值計算法、Tennant法年值計算法。其中水功能區納污能力自凈水量計算法主要參照《承德市入河排污口規范化建設方案》成果;年最枯值計算法主要根據水文比擬法計算斷面處1980-2016年年均徑流量，對其進行頻率計算，頻率采用95%;Tennant法主要根據水文比擬法計算斷面處1980～2016年年均徑流量，河道生態基流量為多年平均天然年徑流量的10%。

2.1 自凈水量計算法

河流自凈水量為滿足水體水質要求，所需有的水量。依據《承德市入河排污口規范化建設方案》相關成果，水功能區以納污能力計算設計水量作為自凈需水量。

依照《水域納污能力計算規程》（GB/T25173-2010），河流采用最近10年最枯月平均流量（水量）或90%保證率最枯月平均流量（水量）作為設計流量（水量）。承德屬于北方缺水地區，根據實際情況，《承德市入河排污口規范化建設方案》采用75%保證率枯水期月平均流量（水量）作為其設計流量（水量），無水文資料時，采用內插法、水量平衡法、類比法等方法推求設計流量。

本次計算方法針對于潮灤河流域無實測徑流資料的承德市水功能區控制斷面。涉及灤河冀蒙緩沖區外溝門子斷面、興洲河承德農業用水區窯溝門等共計11個斷面。詳見表2-1。

2.2 最枯年值計算法

缺少實測徑流資料的控制斷面，根據水文比擬法，取95%保證率下多年平均天然年徑流量作為年生態基流量。

2.3 Tennant年值計算法

缺少實測徑流資料的控制斷面，根據水文比擬法，計算斷面處年均徑流量，河道生態基流量為多年平均天然年徑流量的10%。

3 結論

當河道控制斷面具有實測的徑流資料時，采用月最小值法、年內不同時段值法，確定河流控制斷面的年基本生態環境需水量;河道控制斷面無實測徑流資料時，采用年值法（水功能區納污能力設計流量計算法、最枯年值法、Tennant年值法）確定河流控制斷面的年基本生態需水量，前者針對于河流水文站控制斷面后者主要針對于水功能區控制斷面、生態補償跨界斷面。

參考文獻

[1] 孟慧穎.河流生態基流的計算方法及其適用性分析[J].科技傳播，2013（9）：115.

[2] 李亞偉，衛東山，董青，等.皂市水利樞紐下游河道生態基流量研究[J].南水北調與水利科技，2010（1）：27-29.