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水库生态调度的基本措施-河流生态需水与调控

时间:2023-11-04 理论教育 版权反馈
【摘要】:开展水库的生态调度,必须首先要认识和了解目前的河流生态问题,掌握其规律和发展的特点,这样才能有的放矢,才能使水库生态调度通过具体的操作,真正地发挥效益。本节研究的主要是水库生态调度的非工程措施,即通过调整水库下泄方式来减缓其不利影响,主要措施包括以下几个方面。水库低温水的下泄严重影响坝下游水生动物的产卵、繁殖和生长。泥沙调度一般与洪水调度、紧密相关。

水库生态调度的基本措施-河流生态需水与调控

开展水库的生态调度,必须首先要认识和了解目前的河流生态问题,掌握其规律和发展的特点,这样才能有的放矢,才能使水库生态调度通过具体的操作,真正地发挥效益。现行的水库调度对水库下游生态保护和库区环境保护重视不够,在进行防洪和兴利调度的同时,没有考虑其对下游生态和库区水环境的影响,以至长期累积下来的生态和环境的反作用以各种方式显现出来。

水库生态调度措施总的来说可以分为工程措施和非工程措施两个方面来分析,其中工程措施包括以下几个方面。

(1)为减小筑坝对洄游鱼类过坝的影响而建立相应的保护工程。比如鱼梯、幼鱼下行旁路等。其中鱼梯由一系列的台阶水池形成一个缓慢上升的通道,连接大坝上下游水面,供溯河产卵的成鱼越坝上行。而幼鱼下行旁路一般在水轮机进水道内设置淹没式过滤网,引导幼鱼进入竖井,上升并通过侧口进入横穿大坝的旁路水道中,再下行进入坝下河道。

(2)设置小型机组、再调节堰等设施,提高下游河道最小流量。设置小型机组是在坝下设置专门的小机组用于下泄最小生态径流,但成本较高。再调节堰主要是在坝下足够远的位置进行设置,用于调节流量,特别是在电站不发电或发电较少的时候,由再调节堰向下游放水,以满足最小生态径流的需求。但再调节堰的设置提高了坝下水位,降低了发电水头,会影响机组的发电效率

(3)通过涡轮机通风、涡轮机掺气、表面水泵、掺氧装置、复氧堰等设施提高水库下泄水流的溶解氧浓度。涡轮机通风取用水轮机真空制动装置中的低气压之变,抽取气泡进入涡壳。当通风管道压力不足以吸取外界气体时,使用涡轮机掺气设施。表面水泵使水中含气量增加,掺氧装置增加水体的溶解氧浓度。

本节研究的主要是水库生态调度的非工程措施,即通过调整水库下泄方式来减缓其不利影响,主要措施包括以下几个方面。

(1)保障水库下游河流生态系统合理的环境流量。根据生态基流控制水库下泄流量的措施中最经济的方法是设定在一定的发电水头下的电站最低出力值。通过电站引水闸的调节,使发电最低下泄流量不小于所需的河道最小生态环境流量,以维持坝下游最小环境流量。

(2)控制水体富营养化。水库局部缓流区域水体富营养化的控制,可通过改变水库调度运行方式,在一定的时段内降低坝前蓄水位,使缓流区域水体的流速加大,破坏水体富营养化的形成条件;或通过在一定的时段内增加水库下泄流量,带动水库水体的流速加大,达到消除水库局部水体富营养化的目的。另外,对水库下游河段也可通过在一定的时段内加大水库下泄量,破坏河流水体富营养化的形成条件;或采取引水方式,增加河流的流量,消除河流水体的富营养化。(www.xing528.com)

(3)控制咸潮入侵。河口属于受上游来水和口外咸潮入侵双重影响的水域,上游来水和咸潮入侵直接关系到这一水域的生态安全。长江口盐水入侵是因潮汐活动所致的、长期存在的自然现象,一般发生在枯季11月至次年4月,其距离因各汊道断面形态、径流分流量和潮汐特性不同而存在较大差异。南支河段有两个盐水入侵源,即外海盐水经南北港直接入侵和北支向南支倒灌,北支倒灌是南支上段水域盐水入侵的主要来源。

(4)针对鱼类产卵繁殖习性采取相应调度方式。水库的径流调节使坝下河流自然涨落过程弱化,一些对水位涨落过程要求较高的漂流性产卵鱼类繁殖受到影响。根据鱼类繁殖生物学习性,结合坝下游水文情势的变化,通过合理控制水库下泄流量和时间,人为制造洪峰过程,可为这些鱼类创造产卵繁殖的适宜生态条件。三峡工程对长江荆江段“四大家鱼”产卵场的不利影响,可进行 “人造洪峰”诱导鱼类繁殖。针对产黏性卵鱼类繁殖季节,水位的频繁涨落会导致鱼类卵苗搁浅死亡。因此,水库调度时,应充分考虑这些影响,尤其是产黏性卵鱼类繁殖季节,应尽量保持水位的稳定。

(5)调控水库“低温”水下泄。水库低温水的下泄严重影响坝下游水生动物的产卵、繁殖和生长。可根据水库水温垂直分布结构,结合取水用途和下游河段水生生物生物学特性,利用分层取水设施,通过下泄方式的调整,如增加表孔泄流等措施,以提高下泄水的水温,满足坝下游水生动物产卵、繁殖的需求。

(6)控制下泄水体气体过饱和。高坝水库泄水,尤其是表孔和中孔泄洪,需考虑消能易导致气体过饱和,对水生生物、鱼类产生不利影响,特别是鱼类繁殖期,对仔幼鱼危害较大,仔幼鱼死亡率高。水库调度可考虑在保证防洪安全的前提下,适当延长溢流时间,降低下泄的最大流量;如有多层泄洪设备,可研究各种泄流量所应采用的合理的泄洪设备组合,做到消能与防止气体过饱和的平衡,尽量减轻气体过饱和现象的发生。此外,气体过饱和在河道内自然消减较为缓慢,需要水流汇入以快速缓解,可以通过流域干支流的联合调度,降低下泄气体中过饱和水体流量的比重,减轻气体过饱和对下游河段水生生物的影响。

(7)泥沙调控措施。“蓄清排浊”或适时降低汛限水位以防止水库淤积;控制河床抬高或冲刷、保持一定的河势稳定,维持河流水沙平衡。泥沙调度一般与洪水调度、紧密相关。

(8)水系连通性调度。江湖阻隔严重影响了洄游鱼类的生长与繁殖,而水库的修建则破坏了河流上下游的联通。为能解决由水系连通受阻而引起的各类生态问题,需要通过统一制定流域水库群的调度运行方式,恢复河流与湖泊的连通性、干流与支流的连通性,缓解水利工程建筑物对于干支流的分割以及河流湖泊的阻隔作用。

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