廣東省河道生態基流定量分析分析
吳俊校 王慶
本文重點運用了水文學方法,將幾種常用方法計算所得結果進行分析比較,得出適用于廣東省各流域的生態基流閾值。Tennant法是以歷史流量為基礎確定河道的生態需水量的水文學方法,它采用年平均天然徑流量的百分比作為推薦流量,在不同月份采用不同百分比來估算河道生態需水量。7Q10法,即90%保證率連續7天最枯平均流量。由于該標準要求比較高,鑒于我國的經濟發展水平比較落后,南北方水資源情況差別大,我國在《制定地方水污染物排放標準的技術原則和方法》(GB 3839-83)中規定:一般河流采用近10年最枯月平均流量或90%保證率最枯月平均流量[17]。最小月平均實測徑流量法采用河流最小月平均實測徑流量的多年平均值作為河流的基本需水量。月(年)保證率設定法,根據系列水文統計資料,在不同的月(年)保證率前提下,以不同的天然平均年徑流量百分比作為河道環境需水量的等級,分別計算不同保證率、不同等級下的月(年)河道基本環境需水量,并以計算出的河道基本環境需水量作為約束條件,可以計算相應于不同水質目標的污染物排放量及廢水排放量,以滿足河流的稀釋自凈功能[18]。 3 廣東省典型河道生態基流量的概算 依據廣東省水文統計資料,本文選取了廣東省受地下水開發影響較少的21個徑流代表站的1956年-2000年的天然徑流資料,運用所敘述的方法對不同保證率下的河道生態基流量分別進行了計算。結果列入表1,此處僅列出75% 75%保證率下的河道生態基流量。考慮到生態需水很難達到較高的目標這一實際情況,將75%保證率下的計算結果作為推薦值。 從表1選取幾個站點對不同方法計算出的生態基流量進行比較,見圖3。 將Tennant法、月保證率設定法、7Q10、最小月法的計算結果的平均值作為各河道生態基流的最終結果,結果見表2。圖4是在不同保證率下各站點生態基流量占多年平均天然徑流量百分比。 4 計算結果分析 由最小月平均實測徑流量法計算得出的生態基流量為454.28億m3,占多年平均徑流量的6.8%。采用7Q10法計算所得的各河道生態基流量為1 439.2億m3,占多年平均徑流量的21.69%。采用Tennant法計算得到的生態基流量,在75%保證率下,介于581~3 483億m3之間,分別占多年平均徑流量的8.75%~52.48%。采用月保證率法計算所得的各流域生態基流量,在75%保證率下,介于572.48~3 940億m3之間,分別占多年平均徑流量的8.63%~59.37%。由圖3可看出,最小月平均實測徑流量法計算結果最小,Tennant法和月保證率法計算得出的生態基流范圍較為接近。生態基流量在年際變化中表現出一定的周期性變化,豐水年所需要的生態基流較多,枯水年則較少。表2是在不同保證率下廣東省典型河道主要站點的生態基流情況。多年平均情況下河道生態基流為850.9億m3,平水年(50%)河道生態基流為843.6億m3,枯水年(75%)河道生態基流為823.3億m3,特枯年(95%)河道生態基流為774.6億m3。以Tennant法的最小推薦值不小于徑流量的10%為原則[19],將75%保證率下的計算結果作為推薦值,則廣東省典型河道諸斷面的最小生態基流量須保證在多年徑流的10%~21%。 生態基流量在空間分布上表現出一定的規律,西江所需要的生態基流量最多,而秋香江最少;從粵西至粵東生態基流量逐漸減少;東江從上游至下游所需生態基流量逐漸增加。 5 結論 本文運用水文學方法在不同保證率下分別對廣東省典型河道各站點的生態基流量進行計算,把75%保證率下的計算結果作為推薦值。彌補了單獨應用Tennant等方法時的不足。從估算的結果看出,采用Tennant法、月保證率方法和7Q10法計算出的結果相對可靠,更適用于廣東省河流。 由于研究目標的不同,計算河流生態需水量的方法很多。本文提到的4種計算河流生態需水量的方法是根據河流水文學的原理,以河流多年實測徑流為基礎,因此所計算的結果是建立在地區河流水文特征基礎之上的。在估算河道生態需水量時,由于資料的缺乏沒有對各河道進行分區計算,存在重復計算的問題需要進一步解決。