水利水电工程中的生态流量保障技术研究

摘要;生态流量保障是维持河流生态系统健康与功能完整的关键手段。水利水电工程的建设虽提升了水资源利用效率，但对下游河道生态系统带来了显著影响。本文以生态流量为研究核心，探讨其在水利水电工程运行中的保障技术路径，分析不同调控措施对河流生态的作用机制，提出系统化、智能化、差异化的生态流量控制策略，以期为生态保护与工程效益的协同发展提供理论支持与技术借鉴。

关键词：水利工程；生态流量；调控技术

一、水利水电工程对生态流量的影响特征

（一）水文节律变化引发生态系统失衡

大型水利水电工程建设改变了自然水文过程，拦截来水、调蓄运行、集中排放等行为使得河流原有的涨落水节律被人为干预。天然状态下，水流量、流速和水位呈现明显的季节性与周期性变化，适应性强的水生生物在此节律中繁衍生息，维持了生态系统的动态平衡。一旦人为调控破坏了这种节律性，原有物种的繁殖周期被打乱，洄游路径中断，食物链结构受到影响，导致生态系统的连锁退化。水文节律的断裂还可能引发沉积物输移中断、水体自净能力下降、栖息地退化等一系列生态问题，对河流健康构成持久威胁。

（二）坝下河道流量骤降导致生态功能退化

水利水电工程在蓄水运行过程中，常常造成坝下河道长时间低流量或断流状态，这种流量骤降现象直接破坏了河道生态功能的连续性。生态流量的缺失不仅使河床干涸、水生植物死亡，还导致底栖动物消失、水质恶化，甚至引发局部微气候变化。低流量状态下，水体交换能力减弱，污染物累积，河道自净功能丧失，生态系统结构出现严重退化。尤其在干旱与枯水期，水利工程优先保障农业与工业用水，进一步加剧生态流量供给矛盾，使得河流生境日益碎片化，生态恢复难度显著提高。

（三）栖息地缩减影响物种多样性

水利水电工程的运行改变了河道边界与流域范围，使得原本稳定的湿地、滩涂、缓流区等多样化生态空间遭到压缩或破坏。这些区域是众多水生植物、水禽、两栖动物的重要栖息地，也是维持物种多样性的重要依托。一旦流量波动异常或流速变化剧烈，栖息地稳定性受到影响，水域面积萎缩，繁殖场所丧失，水生生物种群数量急剧下降。物种迁徙路径受阻，种群基因交流受限，极易造成物种退化甚至局部灭绝，严重破坏区域生态完整性。栖息地丧失还会破坏生态系统内部能量流动与营养循环，削弱系统整体自调节能力。

二、水利水电工程中生态流量保障的关键技术路径

（一）基于生态需水的分级调度技术

生态需水分级调度技术通过将流量需求按生态敏感程度进行分级分类，实现对不同生态功能区的精细化流量供给。在实际应用中，需依据流域生态结构、典型物种生境需求及季节性变化规律，划分生态用水等级，如维持性流量、生态补偿流量与生态恢复流量等。各等级对应不同的调度策略与时间节点，借助于水库调度系统与流量监测设备进行精准控制。该技术强调生态目标与水资源供给能力之间的协调，通过预设水量阈值，保障关键生态节点的水量供给，最大限度地减少对下游河道生态的负面影响。系统运行时应同步采集气象、水文、生物等多源数据，对水资源分配进行实时动态调整，形成“需求导向、流量跟踪、结果反馈”的完整调度闭环。该技术可有效缓解生态流量保障与水资源利用之间的矛盾，提升河流生态系统稳定性。

（二）面向流域联动的生态流量调控系统

流域整体性决定了生态流量保障应在大尺度空间层面进行联动管理。单一工程调控能力有限，必须依托流域多个工程节点之间的协调，实现统一调控、联合响应的生态流量调控体系建设。该系统通常包括上游水库群、干支流调节工程、闸坝节点、生态监测平台等多个组成部分，形成“多点协同、信息共享、任务分解”的运行格局。调控系统需构建统一调度平台，实时获取各节点水情与生态状态，依据下游生态敏感区实际需求进行水量调配。不同调控单元之间通过流量传导模型与生态响应机制建立联动关系，确保生态流量保障具备系统性与响应性。在实际运行中，该系统需与流域管理机构、水资源部门、生态环保单位密切协同，构建跨部门信息共享机制，实现资源最大化配置与生态功能最大化恢复。

（三）基于遥感与地理信息技术的生态监测方法

精准监测是生态流量保障技术的基础，遥感与地理信息技术的发展为流域生态状态动态感知提供了有力支撑。利用高分辨率遥感影像与无人机航测，可获取河流沿线水体面积、植被覆盖、水体颜色变化等关键信息，为生态流量变化趋势分析提供数据支撑。地理信息系统可实现多时相、多空间尺度的生态信息叠加分析，对水生栖息地变化、水质参数分布、流速变异等进行可视化处理，便于开展区域生态健康评估。在生态流量控制中，监测系统可与调控系统无缝对接，构建实时预警与应急响应机制，当监测指标出现异常波动时，系统能自动分析原因并提出调控建议。通过遥感技术获取大范围、多时间段的生态信息，为生态流量调控效果评估提供客观依据，进而提升整体技术决策水平。

（四）智能化调控平台在生态流量管理中的应用

随着智能化技术的快速发展，生态流量管理正逐步向数字化、智能化方向转型。构建集数据采集、分析决策、自动调节于一体的智能调控平台，是提升生态流量管理效率与精度的重要手段。该平台通过物联网技术实现流域内各类传感器与设备的互联互通，实时采集水位、流速、水质、气象等多类数据，并利用大数据分析模型对生态水文过程进行建模预测。平台基于模拟分析结果，自动匹配最优调度策略，实现对水库闸门、泵站、水道的远程控制，保障生态流量按需供给。系统可通过设定生态目标值与风险阈值，实现自动报警与动态调节，提升应急响应能力。平台结构应具备可拓展性与开放性，便于后期接入更多监测点位与管理模块，构建覆盖全流域的智能生态管理网络。通过这一系统的建设与运行，可实现生态流量调控由人工经验向科学智能的转变，提高生态系统恢复的系统化水平。

三、结束语

生态流量保障是水利水电工程可持续运行的重要支撑。通过系统识别工程对生态的影响路径，构建基于生态需求的调控机制，并辅以智能化监测与调度技术，能够有效实现生态保护与水资源利用的动态平衡。生态流量保障技术的逐步完善，不仅促进了水生态系统的稳定发展，也推动了水利工程管理方式的转型升级，具有重要的现实意义和实践价值。

参考文献

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[2] 李慧敏， 张宏伟. 水利工程中生态流量保障技术路径分析 [J]. 中国水利， 2023， 43（02）： 86-89.