第六讲-水库的生态调度

二、水库生态调度核心内容
❖将生态因素纳入到现行的 水利工程调度中去,并将其提 到相应的高度, ❖根据具体的工程特点制定 相应的生态调度方案。 ❖生态调度是水库调度发展 的最新阶段,并自始至终贯穿 着生态与环境问题, ❖以满足流域水资源优化调 度和河流生态健康为目标。
三、生态调度的基本准则
（一）近自然的水流情势恢复准则
发源于阿巴拉契 亚的西坡，在肯塔 基市附近注入俄亥 俄河。
肯塔基
密 西 西 比 河
①防洪：防洪标准达百年一遇
田纳西河通过梯级开发在径流 量大、落差较大的河段集 中建设多个大坝，修建多 个水库，在汛期通过大坝 多次拦蓄洪水，降低洪峰， 延缓洪峰对下游的冲击， 从而起到防洪的作用。
②航运：通航里程长；联系范围广；经 济效益高。
❖下游赵山渡水库对珊溪水库具有反调节作用，
同时保证赵山渡下游河道的用水需求， ❖ 赵山渡水利枢纽运行最小下泄流量为20m3/s，用
以保证下游城镇的取用水、河道生态用水、河床 冲淤和防止河口的咸水上朔等。
四、生态调度的措施
❖ 例3：
❖ 我国北方某水库以供水和防洪为主，兼顾发电。 ❖ 下游的河谷生态系统是该工程的重点环境保护目
❖ 咸潮入侵一般发生在枯水期的11月至翌年的4月。 ❖ 三峡水利枢纽，按照调度运行设计，可在枯水期
使长江中下游干流流量增加1000~2000m3/s， ❖ 对改善长江口枯水期咸潮入侵的影响作用很大。
四、生态调度的措施
❖ 水库运行下泄生态基流的措施很多， ❖ 最经济的方法是设定在一定的发电水头下的电站
变了下游河道的水沙特性，使天然湖泊和湿地的 水、沙及生物的补给规律发生变化。 ❖ 水库运行必须考虑对下游湿地的保护，通过运行 调度，减缓对湿地的不利影响。
四、生态调度的措施
❖例如：
❖ 我国北方一条河上建设的水利枢纽，在其下游有 一湖泊湿地，是临近河流的尾闾，属于内陆湖， 是该地区的重要渔业基地之一。
❖在充分了解河流水流情势与河流生态响应关系和权 衡社会经济可承受力的基础上， ❖尽可能地保留对河流生态系统影响重大的流量组分 来最大限度地塑造近自然的水流情势， ❖尽可能地恢复河流的生态完整性。
（二）因地、因时、因物种制宜的原则
生态调度目标设置必须因时、因地、因物种而异， 通过对各类流量事件及其生态效应的识别， 确定特定的生态流量组分。
❖ 长期以来，湖盆为积盐中心，矿化度不断增加， 达到3g/L。靠自身上游河流的补水量已不能满足 减缓矿化度增加的趋势。
四、生态调度的措施
❖ 为了延缓该湖的积盐过程，修建了从水利枢纽所 在河流引水济湖工程，
❖水利枢纽调度方案中，通过引水济湖人工渠道
，每年向下游的湖泊湿地补水约6.5亿m3， ❖ 占湖泊所在河流上游补水量的72%， ❖ 对延缓该湖泊的积盐过程，维持湖泊湿地的功能
最低出力值，通过电站引水闸的调节，使发电最 低下泄流量不小于下游河道的生态基流。 ❖ 在已运行又没有设计最小下泄生态流量的水库， 可采取加装小型发电机组的方式，利用最小生态 流量下泄，同时发电而获得一定的经济效益。
四、生态调度的措施
2、保护库区及下游水质的调度措施 ❖ 在发生富营养化的时段，结合防洪运行增加下泄
一、水库生态调度概念
❖现行水库管理制度和调度 运行模式主要是考虑如何处 理、协调防洪和兴利的矛盾 以及利益, ❖忽视了水库下游及库区的 生态系统需求,对河流生态系 统造成了严重的影响。
为了减轻大坝对河流生态的负面影响,应改变现 行的水库调度方式,使其对河流的影响降到最小程度。 ——生态调度
目前学术界对“生态调度”各自提出了自己的观点,但还没有给出十分 明确的定义。
标。水库运行调度，采取汛期下泄人工洪水的方 案，满足下游河谷生态系统的生长需要。 ❖ 在5月中旬到6月上旬，当上游水文站实测洪峰流 量大于796m3/s时， ❖ 水库进行调度，确保下泄洪峰流量不小于796m3/s ，洪水过程基本与天然状况一致。
四、生态调度的措施
❖例4：
❖ 长江口上游来水和咸潮入侵，直接关系到河口水 域的生态系统，
四、生态调度的措施
❖例如：
❖ 三峡水利枢纽工程，下游水文情势的改变对荆江 段“四大家鱼”产卵场产生不利影响。
❖ 调整三峡水库的调度方案，在四大家鱼产卵期， 制造人造洪峰来诱导繁殖。 （漂流性卵）
四、生态调度的措施
❖ 对于产粘性卵的鱼类，在其繁殖季节，注意控制
库区的水位相对稳定。
❖例如：
——中华鲟、鲫鱼、鲤鱼
❖多年平均流量大于80 m3/s的河流，不应小于河流 多年平均流量的5%。
❖ 我国长江流域河道生态基流，根据多年径流量资 料，一般采用90%或95%保证率的最枯月平均流 量。
四、生态调度的措施
❖例2：温州市的珊溪水利枢纽工程。
❖ 珊溪水电厂运行主要为电网调峰发电，因此发电 尾水流量受到调峰发电的影响，不能保证按照下 游的需要泄水，
下游近400km的河道断流，尾闾台 特玛湖干涸，导致沿河大片胡杨林死 亡，河道东西两侧的库鲁克沙漠和塔 克拉玛干沙漠呈现紧逼的合龙态势。
2000年开始从博斯腾湖向塔里木河 下游河道应急生态输水, 到2005年共 实施了7次应急输水，输水总量达 20.42亿立方米。
（4）扎龙湿地应急补水
➢为乌裕尔河下游失去主河道后漫溢而成 的典型芦苇沼泽湿地，面积约21万hm2, 1987年建立国家级自然保护区，主要保护 丹顶鹤等珍禽及湿地生态系统。
展
多库调度、流域调度、跨流域调度、
少人值守
趋 势
全国水资源统一调度、生态调度 模型改进+新的理论、方法（混沌等）
无人值守
智能型决策支持系统
现状
3.2 常规调度
Z 4
Z校
3
Z设
Z正
4
1
B1
2
B
67 8
Z死
……
月
1---防破坏线；2----限制出力线；3---防洪调度线；4---防弃水线。
现状
水库调度全图包括五个分区
梯级和联合调度（多水库、水库群调度）
现状
流域统一调度（水库作为流域水资源调度的重要环节参与流域统一管理）
生态调度（以满足流域水资源调度和河流生态健康为目标的调度，正在开展相关研究 ）
（调度的最新阶段）
现状
洪水预报+气象预报
精度、预见期
模型理论+调度经验+制
度
发
计算机技术进步+网络技术
提高效益
最终目的
水的下泄，以提高下泄水温。 ❖ 另外，可通过调度方式改变水库的水温结构。
四、生态调度的措施
❖例如：
❖ 吉林省松江河水电梯级开发，修建A、B两座水库 ，A水库筑坝蓄水，引水至B水库，B水库的蓄水 全部用于发电。
❖ A水库引水进入B库区后影响到B水库的水温结构 ，由原来的分层型改变成为过渡型，
❖ 促使B水库的上下层水温的混合，减弱了下泄低 温水对下游的不利影响，对坝下下游生态是有利 的。
❖A 区—保证流量区：实际蓄水位落到此区,水电 站按保证流量工作;
❖B区—加大流量区：水电站按加大流量调度线 的流量工作;
❖C 区—全流量工作区：为减少弃水,水电站应全 流量工作;
❖D 区—限制流量区：可按降低流量线的流量工 作;
❖E 区和F区—防洪限制区：出现了大洪水,应开 启闸门泄洪,可按正常泄量(或安全泄量) 下泄。
❖ 南水北调中线工程丹江口水库大坝加高后，可利 用水库的调蓄能力，并结合“引江济汉”工程联 合调度，
❖ 增加汉江枯水期的河道流量，缓解汉江下游水体 富营养化的状态。
四、生态调度的措施
3、水生生物保护措施 ❖ 水库的调度运行，使原有河道的水文情势发生了
很大的变化，流量、水位的人为控制，使沿岸带 水生植物、库区水生动植物的生境发生变化。 ❖ 水库调度运行应充分考虑水生生物的生长特性， 特别是要结合重点保护目标的生长繁殖习性设计 调度方案。
流量，加大库区水域的流动速度，缩短库区的 换水周期，破坏水体富营养化的形成条件。
❖ 下泄流量增加同时可改善下游河道水体的水质。 ❖ 在调蓄能力较强的水库，可通过蓄丰泄枯，增加
枯水期泄放量，提的措施
❖例如：
❖ 近几年，汉江下游在枯水期的2月前后频繁出现 “水华”。
❖ 黑龙江的龙凤山水库，以防洪、灌溉为主，兼顾 水产养殖、发电和旅游，
❖在调度运行上采取春汛多蓄，加大供水量，到
鱼类产卵期，按照供水下限供水，保持水库水位 的相对稳定，效果很好。
四、生态调度的措施
❖ 对于一些水温分层型的水库，运行下泄低温水，对 下游河道的水生生物产生不利影响。
❖在有条件的情况下，可采取分层泄水，增加表层
针对宏观的水资源配置和调度中的生态问题而言，生 态调度是水库在发挥各种经济效益、社会效益的同时发挥 最优的生态效益。（汪恕诚）
以水库多目标调度而言，生态调度指在实现防洪、 发电、供水、灌溉、航运等社会经济多种目标的前提下, 兼顾河流生态系统需求的水库调度方法。（董哲仁）
在满足坝下游生态保护和库区水环境保护要求的基 础上。充分发挥水库的防洪、发电、灌溉、供水、航运、 旅游等各项功能,使水库对坝下游生态和库区水环境造成 的负面影响控制在可承受的范围内,并逐步修复生态与环 境系统。（蔡其华）
第六讲 水库生态调度
黄钰铃 2013
❖ 4月1日下午，中 国水利水电科学研 究院水电可持续发 展研究中心生态与 环境保护研究部主 任冯顺新博士在水 电楼学术报告厅作 了题为《筑坝河流 的生态效应与调度 补偿技术研究》的 专题报告。
❖ 目前三峡水利枢纽正按长江防总下达的调度令实施首个生 态调度，增大下泄流量，尝试形成“人造洪峰”，为三峡 大坝下游经济鱼类产卵营造良好环境。
四、生态调度的措施
1、保证下泄合理的生态流量 ❖ 在水库调度方案设计和调整中，首先明确下游需