黃河干流寧夏段生態流量計算及保障措施分析

高洪香 賈 帥 焦炳忠

（1.寧夏水文水資源監測預警中心,寧夏 銀川 750004；2.寧夏職業技術學院〔寧夏開放大學〕,寧夏 銀川 750021；3.寧夏水利科學研究院,寧夏 銀川 750021）

生態流量是指為了維系河流、湖泊等水生態系統結構和功能，需要保留在河湖內符合水質要求的流量（水量、水位）及其過程。生態流量是水資源開發利用過程中留給生態系統的環境需水量，是水資源開發利用中的重要約束性指標，保障河流湖泊的生態流量是實現水資源可持續利用的前提和基礎[1-2]。

黃河干流寧夏段自寧夏中衛市南長灘翠柳溝入境，至石嘴山市惠農區頭道坎麻黃溝出境（右岸平羅縣陶樂鎮都思兔河），穿越中衛、吳忠、銀川、石嘴山4個地級市的11個市縣（區），全長397 km，占黃河總長的1/14，流域面積5萬km2，屬黃河上游下段[3]。為探索推進生態脆弱地區河流保護工作，協調區域與流域經濟社會發展和生態環境保護的關系，本文以黃河干流寧夏段為生態流量研究河段，提出生態流量指標及其保障措施，為寧夏生態流量確定與保障工作積累經驗和認識，探索適宜寧夏水資源實際條件的河湖生態保護途徑。

1 黃河干流寧夏段徑流量及變化特征

1.1 徑流量

本研究選擇黃河干流寧夏段下河沿入境斷面及石嘴山出境斷面，分析評價黃河干流寧夏段徑流變化情況及其主要特征。

根據實測水文資料分析，黃河干流寧夏段下河沿2020年實測徑流量為300.4億m3，石嘴山實測徑流量為268.8億m3。黃河干流寧夏段不同時段徑流量如表1所示。

表1 黃河干流寧夏段不同時段徑流量（單位：億m3）

1.2 徑流年際變化

采用變差系數Cv值來分析黃河干流寧夏段徑流量年際變化情況，具體計算公式如下：

式中：n為觀測年數；Ki為第i年的年徑流變率，即第i年平均徑流量與多年平均徑流量的比值。Ki＞1時，表明該年水量比正常情況多，Ki＜1則相反。年徑流量的Cv值反映年徑流量的總體系列離散程度，Cv值越大，年徑流量的年際變化越劇烈。

根據黃河干流寧夏段下河沿、石嘴山水文站1956—2016年實測年徑流量資料，分析年際變化特征；下河沿、石嘴山實測徑流量、徑流變差系數Cv如表2所示。

表2 黃河干流寧夏段實測徑流量年際變化特征值

通過表1黃河干流寧夏段不同時段徑流量統計數據分析，實測年徑流量整體上呈略微下降趨勢，2000年之前年際間徑流量變化較大；2000年之后，年際間徑流量變化相對較小。

1.3 徑流年內變化

對比分析年內不同月份郭家橋斷面徑流量年內分配情況來看下河沿、石嘴山斷面，結果表明：下河沿、石嘴山斷面內徑流量主要集中在汛期達到最大值，即7—10月，下河沿斷面在7月徑流量達到最大值，石嘴山斷面在9月徑流量達到最大值。具體結果如表3所示。究其原因，受灌區寧夏區域長達數百公里的灌溉渠系影響，黃河水經不同干渠進入灌區，灌區退水再通過各毛溝、支溝、干溝，最后進入黃河，對黃河干流寧夏段沿程的水文水資源產生較大影響。

表3 下河沿、石嘴山斷面年內實測徑流量月份分配情況（單位：萬m3）

2 生態流量綜合核算

2.1 生態流量特征

立足于黃河流域生態保護和高質量發展的國家戰略、水污染防治行動計劃、全面推行河湖長制和努力建設黃河流域生態保護和高質量發展先行區[4]的新形勢新要求，根據黃河干流寧夏段水資源條件、現狀及開發利用程度，充分考慮國家、流域及區域對黃河干流寧夏段的功能定位及保護要求，經分析，生態流量具有有限目標性、可實現性、動態性、協調性等特征。

2.2 功能需水分析

黃河干流寧夏段位于寧夏北部引黃灌區，根據全國主體功能區規劃等相關區劃規劃，屬于寧夏沿黃經濟區和河套灌區農產品主產區等國家和區域相關規劃確定的重要生態功能區、農產品主產區和重點開發區，沿黃分布有青銅峽自然保護區、吳忠國家濕地公園、黃河衛寧段蘭州鯰國家級水產種質資源保護區、黃河青石段大鼻吻鮈國家級水產種質資源保護區。生態流量保護要求是維持河流的徑流連續性，維持河流基本生態功能和重要生態敏感保護對象，生態功能性需水組成是河流基本生態功能維持需水和重要生態敏感保護對象需水。

2.3 生態流量指標確定

根據國家及區域相關區劃和規劃確定的功能定位，黃河干流寧夏段生態流量主要包括河流基本功能維持需水和敏感對象需水。按照《河湖生態環境需水計算規范》（SL/T 712 -2021）等規范關于生態流量的規定，充分考慮黃河干流寧夏段水資源條件和生態環境特征，黃河干流寧夏段生態流量指標由生態基流和不同時段基本生態流量兩部分構成，如表4。

表4 黃河干流寧夏段生態流量指標

2.4 生態流量指標確定原則

根據國家及流域相關功能定位及黃河干流寧夏段保護要求，按照《河湖生態環境需水計算規范》（SL/T 712 -2021）等相關規范的技術規定，科學選擇生態流量計算方法，合理確定黃河干流寧夏段生態流量指標。

2.5 控制斷面選擇

根據黃河干流寧夏段水資源及水生態特點，選擇入境斷面下河沿、出境斷面石嘴山作為生態流量控制斷面。

2.6 生態流量綜合核算

2.6.1 水文系列選取

本次采用下河沿、石嘴山1980—2016年天然月均徑流數據進行生態基流和基本生態流量計算。

2.6.2 水期劃分

根據黃河干流寧夏段實際情況及黃河流域水資源保護規劃要求，將水期劃分為汛期、非汛期，汛期為每年7—10月，非汛期為每年11月至次年6月。

2.6.3 生態流量確定

根據生態保護目標需水要求，考慮黃河干流寧夏段的水資源條件、開發利用程度以及生態保護要求等因素，經綜合分析確定黃河干流寧夏段生態基流和基本生態流量，選擇合適的生態流量計算方法進行分析計算。由于黃河水沙關系的復雜性以及汛期洪水的不確定性，對于黃河干流主要斷面的基本生態流量只提非汛期，且非汛期也是河流生態的關鍵期。

（1）生態基流

結合下河沿、石嘴山斷面地表水資源開發利用程度，采用Tennant法進行計算[5]，得到下河沿斷面生態基流為306.8～409.1 m3/s（30%～40%），石嘴山斷面生態基流為308.5～411.4 m3/s（30%～40%）。下河沿、石嘴山斷面生態基流已有規劃成果分別為340 m3/s、330 m3/s，兩個斷面計算結果與已有成果基本接近。

根據下河沿、石嘴山斷面已有成果保證程度分析（如表5），確定兩個斷面生態基流采用已有成果，分別為下河沿斷面340 m3/s，石嘴山斷面330 m3/s。同時根據規劃成果，提出黃河干流寧夏段敏感生態需水及生態流量過程等要求，詳見表6。

表5 黃河干流寧夏段控制斷面已有成果生態基流滿足程度分析

表6 黃河干流寧夏段控制斷面生態基流已有成果

（2）非汛期基本生態流量

黃河干流寧夏段下河沿、石嘴山斷面生態基流占多年平均流量的比例均達30%，其中下河沿生態基流占多年平均流量的34%，石嘴山斷面的占比為33%，詳見表7。

考慮到下河沿、石嘴山斷面生態基流占比較高，基本可以維持河流廊道連通，有一定的自凈能力以及一定的棲息地環境等基本生態功能，非汛期基本生態流量按生態基流進行計算，詳見表8。此外，對于下河沿和石嘴山斷面年度非汛期基本生態流量根據當年來水情況按豐增枯減的原則確定。

表8 黃河干流寧夏段控制斷面基本生態流量分析成果

3 生態流量保障措施

3.1 管控目標

統籌生活、生態、生產用水，按照生態優先、人水和諧要求，基本處理好生活、生態、生產用水的平衡關系，要求生態流量能夠維系河湖基本形態、基本生態廊道、基本生物棲息地、基本自凈能力等功能；同時結合已有研究成果，確定本次生態流量管控目標，詳見表9。

表9 黃河干流寧夏段生態流量管控目標

3.2 主要措施

3.2.1 壓實責任主體，認真落實河長制

地方各級人民政府及水行政主管部門要把保障河湖生態流量作為推進生態文明建設的重要舉措，切實加強領導，落實責任。以河長制為抓手，由相關市、縣、區負責轄區內重點控制斷面的生態流量保障工作，逐步建立健全黃河干流寧夏段生態流量保障長效機制。

3.2.2 按照“豐增枯減”原則，合理確定年度生態流量指標

黃河干流寧夏段年際來水變化較大，來水最大與最小年份差別3倍以上。因此，應根據年度來水情況，按照“豐增枯減”原則，合理確定年度生態流量指標。

3.2.3 加強監督檢查，建立預警機制

結合下河沿、石嘴山兩個控制斷面的生態流量指標，建立預警機制，加強現場檢查，密切跟蹤斷面的流量，接近或達到生態基流時，采取壓減引水、增大水庫下泄等方法提高斷面流量，保障生態基流。

3.2.4 節水優先，加強水資源優化配置，推進黑山峽水利樞紐開發建設

將節水作為保障黃河干流寧夏段生態流量的根本途徑，全面推進沿黃經濟區工業、農業和城市節水；建設黑山峽水庫，與已建的骨干水庫聯合運用，增強水資源的調節和配置能力，通過水資源的合理配置和優化調度，提高供水保證率，協調好生活、生產和生態用水，保障黃河干流寧夏段生態需水量。

4 結論

根據黃河生態流量控制目標，除特枯水年外，下河沿、石嘴山斷面實測年徑流量不低于70億m3，月均實測流量不低于300 m3/s。從生態流量滿足程度、保障措施等方面充分論證了生態流量確定方案，探索適宜寧夏水資源實際條件的河湖生態保護途徑。