铜陵横埠河流域生态流量分析与调度
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作者:钱筱暄 孙传辉 许承娟 许一
摘 要：基于横埠河试点河流生态流量研究与调度，开展横埠河生态流量保障实施方案研究，明确了生态流量调度职责和调度实施方案，为保障区域河湖健康和生态环境提供技术支撑。
关键词：横埠河;生态流量;调度方案
中图分类号 TV213.4;X143 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2020）20-0142-02
为贯彻水利部关于开展编制重点河湖生态流量（水量）保障实施方案的文件精神，切实保障河湖健康，改善生态环境，铜陵市以横埠河试点研究河湖生态流量保障实施方案。方案主要基于试点河流生态流量监测评价结果，以管控河流水资源开发利用强度为核心，以明确主要控制断面生态流量（水量）的保障水源及保障方式为重点，制定生态流量管控措施，明确生态流量调度管理职责、调度实施主体与监管责任以及保障措施。
1 横埠河流域基本概况
横埠河流域原属于枞阳县，2018年10月枞阳县周潭、老洲、陈瑶湖等3镇划归铜陵市郊区，至此横埠河流域由枞阳县和铜陵市郊区2县区级行政单位共同管辖。横埠河流域由枞阳县东北与无为县搭界的三官山西麓发源，经马鞍山水库、横埠后河等最终进入枫沙湖和陈瑶湖。流域范围主要分为横埠河流域和马鞍山水库流域。
1.1 横埠河流域 横埠河西与白荡湖水系为界，北与巢湖、西河水系为邻，东、南滨临长江，构成陈瑶湖水系。横埠河源出枞阳县东北与无为县搭界的三官山西麓，南流经马鞍山水库，至毛竹园右纳钱铺河。折东南经横埠至九儿潭分2支，南支称横埠前河，南流至李家沟，汇入汤沟河后经湖东闸注入长江;东支称横埠后河为主流，至姜家嘴分为2支，南支经镇口折东北流，于双河口入小陈瑶湖，左纳枫沙湖，北支经虾儿港、青山头入枫沙湖，再经壕断冲与小陈瑶湖一并汇入新后河，再纳竹丝湖来水，于土桥南经梳妆台闸注入长江。横埠河长35.8km，河宽40～120m，洪水深度2～5m，枯水深0～0.5m，比降为1/5000～1/8000。沿河有钱铺镇、周潭镇、横埠镇、老洲镇、陈瑶湖镇和汤沟镇。
1.2 马鞍山水库 马鞍山水库位于枞阳县横埠镇横埠河上游，官塘村境内，属长江流域陈瑶湖水系。水库控制来水面积42.2km2，总库容1004万m3。马鞍山水库是一座以灌溉为主，兼有防洪、发电等综合利用的中型水库。水库正常蓄水位为51.7m，死水位44.4m。马鞍山水库设计灌溉面积2200hm2，2018年实际灌溉面积约666.67hm2。
2 生态流量
2.1 控制断面选取 目前横埠河流域没有水文（流量）站，根据横埠河流域水系特点，考虑到在重大水利工程节点选取控制断面，因此选择将马鞍山水库坝址作为控制断面。
2.2 河段生态功能需水 生态环境需水包括维系河道一定功能需水量和其他河道内生产用水，其中维系河道一定功能需水量包括生态基流、稀释净化需水量;河道内生产需水量主要包括航运、水力发电需水等。根据实地调查，横埠河虽承接了横埠污水处理厂等排放废污水，但沿岸均为农业用水，因此不考虑水环境容量问题。横埠河河道生态需水主要是维系河道一定功能的生态基流需水。区间主要涉及横埠河马鞍山水库坝址以及横埠河入枫沙湖、陈瑶湖处。
2.3 生态流量计算 根据《河湖生态环境需水计算规范》（SL/Z712-2014），结合马鞍山水库坝址断面附近的实测水文系列资料，选用蒙大拿法计算最小下泄流量（生态流量）。
2.3.1 来水量 由于分析范围无相关水文资料，年来水量无法统计分析，因此主要计算马鞍山水库控制来水面积内的来水量。马鞍山水库控制来水面积42.2km2。据横埠和钱家桥雨量站估算，马鞍山多年平均来水量3323.5万m3，最大来水量7869.8万m3（1991年），最小来水量1400.8万m3（1978年）。对缺乏长系列实测资料的水利工程控制断面采用蒙大拿法进行计算分析，取多年平均流量的10%作为控制断面最小下泄流量，汛期（5—9月）最小下泄流量取多年平均流量的30%，非汛期（10—4月）取多年平均流量的10%，由此计算控制断面的最小下泄流量。
计算得到横埠河汛期（4—10月）最小下泄流量0.33m3/s，非汛期（11—3月）0.11m3/s，以此作为横埠河生态流量，得到全年汛期生态需水量为436万m3，非汛期生态需水量为201万m3。
2.3.2 生态流量泄放方式 马鞍山水库底流隧洞位于大坝左端的山体与大坝交界处，建成于1964年，洞长145m，为有压隧洞，隧洞进口底高程为44.4m，出口底高程为43m，设计流量3.5m3/s，最大流量5.0m3/s，完全可以满足生态流量放水要求。为完善横埠河控制断面生态流量监测基础设施、建立健全预警机制和分级管理运行机制，需要对控制断面流量实时监测和动态调度，落实其生态用水需求，保障生态基流达到目标控制值。通过马鞍山水库底流隧洞控制瞬时泄放生态流量较为困难，因此通过旬控制或月控制来泄放生态流量。非汛期，通过马鞍山水库底流隧洞保证旬最少泄放9.5万m3水量，月最少泄放28.5万m3水量;汛期，通过马鞍山水库底流隧洞保证旬最少泄放水量28.5万m3，月最少泄放水量85.5万m3。
3 生态流量调度
生态流量调度是一项系统工程，涉及水量保障、水质改善等多重目标，需要流域各级各部门采取工程、管理等综合措施。横埠河生态流量调度主管部门为铜陵市水利局，调度机构为枞阳县水利局以及马鞍山水库管理处，各单位协调配合完成生态流量调度。
3.1 调度方式 铜陵市水利局负责横埠河生态流量调度试点方案的指导、协调和监管，芜湖水文局负责横埠河生态流量控制断面的监测，枞阳县水利局进行横埠河生态流量调度试点，枞阳县水利局负责下达调度指令，马鞍山水库管理处负责执行指令。
3.1.1 河道内涉水工程调度试点方案 当横埠河生态流量监测断面流量小于生态流量黄色预警阈值且流量有继续减少趋势，或监测流量小于橙色预警阈值时，芜湖水文水资源局立即将监测到的流量与水位实时数据经核实后发送至铜陵市水利局。水利局接收信息后，立即启动生态流量调度程序，将监测断面信息进行汇总分析，并根据实时流量大小提出生态需水流量，并以电报的形式发送至枞阳县水利局。枞阳县水利局接收电报后，综合协调本次横埠河生态需水流量大小，并向马鞍山水库管理处下达调令。马鞍山水库管理处接收调令后，开启马鞍山水库输水隧洞进水闸门，下泄生态流量进入横埠河进行生态补水。当横埠河大桥控制断面实时流量开始回升至预警阈值以上，且連续5d平均流量持续上升，预警逐级降低至撤销，马鞍山水库关闭闸门，完成本次生态流量调度。若经过以上工程调度方案的实施仍不能满足下游生态流量管控目标，则应按照河道外用水管控要求实施调度管理。
3.1.2 河道外用水管控要求 枯水期、农灌用水高峰期及特枯年情景下，已采取工程调度仍无法满足生态基流时，启用河道外用水管控措施，应逐步减少控制断面以上农业取水口取水量，对沿河引水涵闸、提水泵站实行限制引、提水。
3.2 责任主体及保障 横埠河大桥控制断面生态流量的保障责任主体为铜陵市水利局，负责横埠河生态流量调度的统一部署和协调工作。枞阳县水利局为横埠河生态流量调度的执行主管部门，负责接收市水利局报送的生态流量调度申请，根据当前供水调度计划，统一协调下达生态流量调度指令至马鞍山水库管理处。马鞍山水库管理处是横埠河生态流量调度的具体执行部门之一，职责是及时执行调度指令，开启输水隧洞进水闸门，下泄生态流量。
（责编：徐世红）
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