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1前言

在小水電開發建設過程中，過去考慮較多的是對區域經濟的發展和發電效益，而對保護生態水環境考慮的較少，如不考慮電站大壩最小下泄流量而引起下游河段水環境惡化等問題，已越來越引起社會各界的關注。特別是引水式電站，由于其大壩與廠房之間往往會形成一定的脫水段，脫水段的形成必然會給下游生態環境造成一定的影響。如何確定大壩下泄最小流量，才能滿足下游生態環境需水量的要求呢，國內外有許多學者提出了各種生態環境需水量計算方法，如濕周法、河道內流量增加法、“R2CROSS法”、最枯月平均流量法等等，但是在我國目前還沒有一個統一的計算標準。本文結合《福建省將樂縣鄧坊一級電站》實例，用代表年法和長系列法，對大壩下泄最小流量的確定進行了分析和初步探討。

2工程概況

鄧坊一級電站位于福建省將樂縣高塘鎮鄧坊村境內的鄧坊溪河畔，為一引水式電站。壩址以上集雨面積10.5km2，流域內多年平均降雨量1724.4mm，壩址斷面多年平均徑流量959.6萬m3，多年平均流量0.304m3/s。工程擬建攔河壩高4.6m，至壓力前池間輸水系統長2.6km,其中隧洞長1.7km，明渠長0.9km。電站設計水頭183.9m，設計發電流量0.46m3/s，裝機2×320kw。

鄧坊溪屬金溪水系，發源于福建省將樂縣萬安鎮的孔坪自然村，流經鄧坊、陳坊、蛇尾、下蘆，于堯坑注入金溪干流。流域面積46km2，河道天然落差1060m，其中可利用落差680m。流域內林深坡陡，地表植被較好。

3徑流分析

鄧坊溪流域內無實測水文資料，流域降雨量采用鄰近周邊氣候、下墊面條件基本一致的高灘、萬安兩個雨量站實測資料分析計算。高灘雨量站有1956——1995年實測降雨資料，萬安站有1956——1958年、1961——2002年實測降雨資料。建立高灘、萬安兩站降雨相關關系，分別插補兩站缺測年份的降雨量，并以高灘、萬安同期年降雨的算術平均值組成鄧坊溪流域1956——2002年降雨資料系列。經頻率分析適線，求得設計流域年降雨統計參數：

Xo=1724.4mm，Cv=0.19，Cs=2Cv

流域內無實測徑流資料，設計年徑流采用徑流系數推求。為分析比較，采用以下幾種方法推求設計年徑流系數：

（1）金溪上游建寧站實測多年平均徑流系數，α=0.56;

（2）富屯溪支流仁壽河的河墩站實測多年平均徑流系數，α=0.53;

（3）福建省最新水文圖集法分析，α=0.52;

（4）根據本流域年陸地蒸發量為770mm，按照水量平衡方程式，分析多年平均徑流系數，α=0.555。

綜上分析，確定電站壩址流域多年平均年徑流系數采用α=0.53。則鄧坊溪一級電站壩址流域多年平均徑流深Ro=1724.4×0.53=913.9mm，徑流變差系數按下式經驗公式計算：

Cvy=Cvx/（αn＋0.06LgF）

上式中：Cvy————徑流變差系數；

Cvx————年降水變差系數；

α————多年平均徑流系數；

n————指數，三明市采用1.0—1.2；

F————設計流域面積（km2）。

從而求得鄧坊一級電站壩址年徑流參數：

R=913.9mm,Cv=0.32,Cs=2Cv

4枯水徑流分析

4.1代表年法

根據設計流域P=90%枯水年的年徑流值，選擇建寧水文站年徑流特征相近的1971年實測逐日平均流量，作為枯水典型年的年內分配過程，并按同倍比縮放到設計站，即得鄧坊一級電站壩址P=90%枯水年逐日平均流量。從而求得壩址枯水年最小月平均流量為0.073m3/s；最小日平均流量為0.055m3/s。

4.2長系列法

以建寧水文站實測資料系列，分別以年最小月平均流量、年最小日平均流量選樣，經頻率分析求得鄧坊一級電站壩址多年平均最小月流量為0.071m3/s，P=90%最小月平均流量為0.046m3/s；P=90%最小日平均流量為0.026m3/s。

4.3代表年法和長系列法成果分析

代表年法、長系列法分析的枯水徑流比較如表1：

表1不同方法分析的枯水徑流成果比較表

流量

計算方法

枯水平均流量

最小月平均流量

最小日平均流量

代表年法

0.073

0.055

長系列法

0.071

0.026

相差值（%）

2.8

47.3

從上表可以看出，用代表年法計算的最小月平均流量與長系列法計算成果相比，兩者相差不大。但兩種方法計算的最小日平均流量相差近50%。由此我們可以說明：

（1）長系列法是通過幾十年的實測資料系列求得的流量值，更接近天然狀態下的枯水流量，但一般情況下，要取得長系列實測資料很難；

（2）在沒有長系列實測資料的情況下，用代表年法計算的最小月平均流量能滿足設計精度要求；

（3）采用代表年法分析的流量可以滿足生態用水量的要求。

5結論

為了滿足大壩下游河道水生態環境最小用水量要求，保持電站大壩下泄的最小流量是非常必要的，尤其是引水式電站工程，其大壩至發電廠房河段，將形成不同程度的脫水段，最小下泄流量值的確定顯得尤為重要。在目前對攔河壩必須放的最小流量的設計標準尚未明確前，我們認為用代表年法，采用P=90%枯水年的最小月平均流量可以滿足下游生態需水量的要求。