中小河流上的小水电在蓄水发电发挥经济效益的同时也会对环境产生一定的影响。为避免下游出现减脱水情况,小水电的生态流量计算和生态调度研究显得尤为重要。选取杨溪河上的横溪引水式水电站为例,运用降雨-径流深关系计算径流量,同时应用改进的流量-历时曲线(FDC)法计算丰、平、枯水年的生态流量,并进行生态调度研究。结果表明:依据韶关站的降雨-径流深关系,能够较为准确地求得横溪水电站的径流量;无调度情况下,横溪水电站的来水量在不同来水年均不能完全满足根据改进FDC法计算得到的生态流量要求;改进FDC法具有一定的推广适用性和合理性;通过生态调度后,横溪水电站不同来水年的过坝流量均能满足水生生态需求,而且能够使发电效益最大。研究可为促进水能的可持续开发、高效平衡发电效益与生态效益以及中小河流的健康管理提供参考。
Abstract
The water storage and power generation of small hydropower on small and medium-sized rivers not only brings about economic benefits but also affects the environment. The ecological flow calculation and ecological operation of small hydropower are particularly important to refrain from dehydration in the downstream. With Hengxi Hydropower Station on Yangxi River as a case study, we first of all calculate the runoff according to the relation between rainfall and runoff depth, and further calculate the ecological flow of wet year, flat year, and dry year respectively using the modified flow duration curve (FDC) method. Subsequently we calculate the ecological operation in consideration of ecological flow, power generation, and irrigation. Results reveal that we could accurately calculate the runoff of Hengxi Hydropower Station by using the relationship between rainfall and runoff depth. In the absence of operation, the inflow of Hengxi Hydropower Station could not fully meet the requirements of ecological flow calculated by the modified FDC method at each level year. The modified FDC method is applicable and rational. After ecological operation, the dam-crossing discharge of Hengxi Hydropower Station could meet the demand of aquatic ecology and maximize the benefit of power generation. The research results offer reference for promoting the sustainable development of hydropower, balancing the benefits of power generation and ecology, as well as the healthy management of small and medium-sized rivers.
关键词
小水电 /
生态流量 /
生态调度 /
流量历时曲线 /
横溪水电站
Key words
small hydropower /
ecological flow /
ecological operation /
flow duration curve /
Hengxi Hydropower Station
{{custom_sec.title}}
{{custom_sec.title}}
{{custom_sec.content}}
参考文献
[1] 陈敏建, 丰华丽, 王立群, 等. 适宜生态流量计算方法研究[J]. 水科学进展, 2007, 18(5): 745-750.
[2] 张立华, 董新美, 刘志钢. 水库下游河道生态需水量分析计算[J]. 山东水利, 2012(2): 5-6.
[3] 王 波, 黄 薇. 断面生态流量指示鱼类的选取[J]. raybet体育在线
院报, 2007, 24(6): 69-72.
[4] 陈 进, 黄 薇. 长江的生态流量问题[J]. raybet体育在线
院报, 2007, 24(6): 1-5.
[5] 戴凌全, 王 煜, 蒋定国, 等. 基于NSGA-Ⅱ方法的三峡水库汛末蓄水期多目标生态调度研究[J]. 水利水电技术, 2017, 48(1): 122-127.
[6] 张世钦. 浅析福建省水电站生态流量与水库调度[J]. 福建水力发电, 2017(2): 1-3.
[7] BEDNAREK A T, HART D D. Modifying Dam Operations to Restore Rivers: Ecological Responses to Tennessee River Dam Mitigation[J]. Ecological Applications, 2005, 15(3): 997-1008.
[8] 魏什涅夫斯基·B·U. 关于德涅斯特罗夫水库利用调度进行自然保护的问题[J]. 水利水电快报, 1994(14): 7-11.
[9] 龙 凡,梅亚东.金沙江下游溪洛渡-向家坝梯级生态调度研究[J].中国农村水利水电,2017(3):81-84.
[10]陈栋为, 夏 豪, 陈国柱, 等. 岷江下游航电梯级生态流量协同造峰调度研究[J]. 人民长江, 2017, 48(20): 35-38.
[11]贾 磊, 郭鑫宇. 考虑生态流量分级约束的跨流域引水与供水优化调度研究[J]. raybet体育在线
院报, 2018, 35(4): 24-30.
[12]陈 端, 陈求稳, 陈 进. 基于改进遗传算法的生态友好型水库调度[J]. raybet体育在线
院报, 2012, 29(3): 1-6.
[13]王 煜, 戴会超, 王冰伟, 等. 优化中华鲟产卵生境的水库生态调度研究[J]. 水利学报, 2013, 44(3): 319-326.
[14]蔡健民. 发挥优势 保持福建水电持续发展的思考[J]. 亚热带资源与环境学报, 1999(2): 16-20.
[15]王 林, 张明旭, 陈兴伟. 基于SWAT模型的晋江西溪流域径流模拟[J]. 亚热带资源与环境学报, 2007, 2(1): 28-33.
[16]广东省水文总站. 广东省暴雨参数等值线图[R]. 广州: 广东省水文局, 2003.
[17]樊 皓, 闫峰陵. 基于生态水力学法的金沙电站最小下泄流量计算[J]. 水文, 2016, 36(3): 40-43.
[18]TENNANT D L. Instream Flow Regimens for Fish, Wildlife, Recreation and Related Environmental Resources [J]. Fisheries, 1976, 1(4): 6-10.
[19]徐 杨, 常福宣. 汉江中下游河道内生态需水满足率初探[J]. raybet体育在线
院报, 2009, 26(1): 1-4.
[20]李忠平. 吉林省伊通河生态需水量计算及分析[J]. raybet体育在线
院报, 2015, 32(9): 37-41.
[21]龙 凡, 梅亚东. 基于概率加权FDC法的河流生态需水量计算[J]. 水文, 2017, 37(4): 1-5.
[22]GIPPEL C, STEWARDSON M. Use of Wetted Perimeter in Defining Minimum Environmental Flows[J]. River Research and Application, 1998, 14(1): 53-67.
[23]史方方, 黄 薇. 用改进湿周法计算河道内最小生态流量[J]. raybet体育在线
院报, 2009, 26(4): 9-12.
[24]MOSLEY M P. Analysis of the Effect of Changing Discharge on Channel Morphology and Instream Uses in a Braided River, Ohau River, New Zealand[J]. Water Resources Research, 1982, 18(4): 800-812.
[25]ROSENFELD J, BEECHER H, PTOLEMY R. Developing Bioenergetic-based Habitat Suitability Curves for Instream Flow Models [J]. North American Journal of Fisheries Management, 2016, 36(5): 1205-1219.
[26]田景环, 王 轶, 茹松楠, 等. 基于河流功能的Tennant法改进及其应用[J]. 人民黄河, 2011, 33(11): 100-102.
[27]郑志宏, 张泽中, 黄 强, 等. 生态需水量计算Tennant法的改进及应用[J]. 四川大学学报(工程科学版), 2010, 42(2): 34-39.
[28]黄显峰, 钟婧玮, 方国华, 等. 基于ME-Tennant法的河道生态流量过程评价模型研究[J]. raybet体育在线
院报, 2019, 36(2): 20-26.
[29]张泽聪, 韩会玲, 陈 丽. 基于改进的Tennant法的大凌河生态基流计算[J]. 水电能源科学, 2013, 31(9): 29-31.
[30]李昌文, 康 玲, 张 松, 等. 一种计算多属性生态流量的改进FDC法[J]. raybet体育在线
院报, 2015, 32(11): 1-6.
[31]THARME R E. A Global Perspective on Environmental Flow Assessment: Emerging Trends in the Development and Application of Environmental Flow Methodologies for Rivers[J]. River Research and Applications, 2003, 19(5/6): 397-441.
[32]刘 静, 郑红星, 戴向前. 随机流量历时曲线及其在生态流量计算中的应用[J]. 南水北调与水利科技, 2011, 9(3): 118-123.
[33]李昌文.基于改进Tennant法和敏感生态需求的河流生态需水关键技术研究[D].武汉:华中科技大学,2015.
[34]李清清, 覃 晖, 陈广才, 等. 基于人造洪峰的三峡梯级生态调度仿真分析[J]. raybet体育在线
院报, 2011, 28(12): 112-117.
[35]秦东旭, 吴耕华, 刘 煜, 等. 不同类型河岸缓冲带水质净化效果研究[J]. 水土保持应用技术, 2017(4): 1-3.
[36]卫锐深. 杨溪水梯级开发和电站工程枢纽布置特点[J]. 水利水电, 2005(1): 21-24.
[37]王 煌, 周买春, 刘 远, 等. 水力学法估算广东省山区小水电站减脱水河段生态需水量的探讨[J]. 水力发电学报, 2014, 33(2): 154-161.
[38]张志高, 苗运玲, 邱双娟, 等. 1951—2016年新疆哈密极端气温变化研究[J]. 新疆大学学报(自然科学版), 2019, 36(1): 89-97.
[39]左其亭, 陈耀斌. 具有多个水文站的多支流河流典型年选取方法[J]. 水文, 2012, 32(2): 1-4.
[40]任 康, 刘登峰, 黄 强, 等. 基于随机径流历时曲线的水库生态调度研究[J]. 水力发电学报, 2017, 36(11): 32-41.
[41]骆文广, 杨国录, 宋云浩, 等. 再议水库生态环境调度[J]. 水科学进展, 2016, 27(2): 317-326.
[42]马兵成. 韶关市水资源优化配置研究[D]. 南京:河海大学, 2007.
PDF(4092 KB)
