1.引言

流域梯级水电站联合调度是实现水资源综合利用的重要手段，通过协调各电站运行，可提升发电效率、增强防洪能力并保障供水安全。然而，这种调度行为会改变天然河道的流量节律、水位变幅及泥沙输移过程，进而影响水生生物栖息地、鱼类繁殖环境等生态水文条件。若调度不当，可能导致河流生态系统功能退化，如鱼类产卵场破坏、水生植被减少等，威胁流域生态平衡。开展流域梯级水电站联合调度对生态水文的影响分析，能够揭示调度行为与生态水文要素的关联规律，识别关键影响因素与作用路径。这不仅可为优化调度方案、减少生态扰动提供科学依据，还能推动工程效益与生态保护的协同发展，对维系流域水资源可持续利用和生态系统健康具有重要实践价值^[1]。 

2.梯级水电站联合调度与生态水文要素关联机制

2.1 联合调度模式分类（如发电优先、防洪优先、生态优先等）

联合调度模式主要分为发电优先、防洪优先、生态优先及综合优化四类。发电优先模式以梯级电站总发电量最大为目标，通过集中放水提升水头利用率，调度时侧重维持高水位运行，流量调节服从发电时段需求；防洪优先模式在汛期优先保障防洪安全，根据洪水预报提前腾出库容，流量释放以削减洪峰为核心，常采用错峰调度策略；生态优先模式以维持河流生态基流为底线，按生态需水过程调控流量，如保障鱼类产卵期的脉冲流量；综合优化模式则平衡多元目标，通过动态调整调度参数（如丰水期兼顾发电与生态、汛期侧重防洪）实现多效益协同，调度方案需结合流域季节特征与用水需求制定^[2]。

2.2 关键生态水文要素识别（流量、水位、水温、泥沙过程等）

关键生态水文要素包括流量、水位、水温及泥沙过程。流量是核心要素，天然流量的季节节律（如春汛、枯水期）影响鱼类繁殖与植被生长，调度引发的流量骤变可能破坏水生生物栖息地；水位变化直接关联浅滩湿地面积，水位涨落幅度与速率会改变岸边带生态环境，过大幅度易导致水生植物根系暴露；水温分层受水库蓄水影响，深层冷水下泄可能降低下游河道水温，影响鱼类代谢与产卵；泥沙过程决定河床形态，泥沙截留会导致下游河道冲刷、产卵场泥沙补给不足，进而影响底栖生物生存。这些要素相互关联，共同维系河流生态系统的物质循环与能量流动。

2.3 调度行为与生态水文要素的作用关系

调度行为通过改变水体时空分布影响生态水文要素。调度中水库蓄水会拦截部分来水，使下游流量减少，若蓄水时段与鱼类产卵期重叠，可能因流量不足抑制繁殖；泄水过程中，发电调度的间歇性泄水易引发下游流量波动，导致水位短时间内升降，干扰水生生物栖息环境。水库调度还会改变泥沙输移路径，大坝拦截使下游泥沙量减少，河床冲刷加剧；而泄洪时的集中排沙又可能引发泥沙浓度骤升，影响鱼类呼吸。此外，深层取水调度会导致下泄水温偏低，改变原有水温季节变化规律，进而延缓鱼类生长周期，这种作用关系随调度强度增加而更显著。 

3.联合调度对生态水文的影响及评估

3.1 对水文过程的影响（流量节律、水位变幅、泥沙输移等）

联合调度对水文过程的影响主要体现在流量节律、水位变幅及泥沙输移三个方面。流量节律上，发电优先调度可能导致日内流量剧烈波动（如早高峰时段下泄流量较天然状态增加30%-50%），打破鱼类适应的天然流量脉冲规律；而生态调度通过模拟自然洪峰过程，可维持基础流量稳定性（最小下泄流量不低于多年平均流量的30%）。水位变幅方面，梯级水库联合蓄水会使库区水位变幅缩小（月变幅控制在2m以内），但坝下河段可能因集中泄水出现短时水位骤升（1小时内升幅达1.5m）。泥沙输移则受水库拦截影响，年输沙量较天然状态减少40%-60%，导致下游河道泥沙补给不足，河床冲刷加剧^[3]。

3.2 对生态系统的间接影响（栖息地、水生生物群落等）

联合调度通过改变水文过程间接影响生态系统。栖息地方面，日内流量剧烈波动（如单日流量变幅超过天然状态2倍）会导致浅滩湿地周期性干涸，水生植物适宜生境面积减少20%-30%，挺水植物群落覆盖率下降约15%；而库区稳定水位（月变幅＜1m）虽形成静水区域，适合螺类、蚌类等喜静水生生物栖息（种群密度提升10%-20%），但急流生境（如洄游鱼类产卵场）因流速降低萎缩30%以上。水生生物群落中，鱼类受影响最显著：流量骤变（1小时内流速变化＞0.5m/s）会干扰幼鱼索饵，产卵期水位不稳定导致繁殖成功率下降15%-25%；水库泥沙拦截使底栖生物生物量减少40%-50%，以其为食的鱼类食物不足，种群数量年均下降5%-8%。此外，库区水温分层（表层与底层温差达5-8℃）会改变鱼类适温区分布，导致冷水性鱼类栖息深度下移，生长周期延长约10%-15%。

3.3 影响程度的评估指标与方法

影响程度评估采用“指标量化+综合评级”体系。核心指标包括：水文指标（如流量变异系数，天然状态下通常＜0.2，过度调度时可能升至＞0.5；水位日变幅，鱼类产卵期生态适宜值需＜0.5m/d，超过1.0m/d将产生明显干扰）；生态指标（水生生物多样性指数，较历史基准值下降幅度＞30%判定为显著影响；栖息地适宜性指数，低于0.6时需启动干预措施，低于0.4则为生态风险状态）。评估方法结合实地监测与模型模拟：通过布设水文站（监测频率1次/小时）和生物采样点（每月采样1次），系统获取流量、水位及生物种群等数据；运用生态水文模型（如IHACRES模型、SWAT模型）模拟不同调度方案下的影响程度，按“轻微-中等-显著”三级评级。同时参考流域生态保护目标（如关键鱼类繁殖期、湿地生态需水），确定影响可接受阈值，为调度优化提供量化依据。

4.结语

流域梯级水电站联合调度对生态水文的影响分析，明确了其对流量节律、泥沙输移等水文过程的具体作用，揭示了对栖息地、水生生物群落等生态系统的间接影响，并建立了量化评估指标与方法。研究表明，不同调度模式对生态水文的影响存在差异，通过识别关键影响环节，可找到工程效益与生态保护的平衡点。这些成果为优化调度方案提供了科学依据，如通过模拟天然水文节律的调度调整，能减少对水生生物的干扰。其应用有助于推动梯级水电站在保障发电、防洪等功能的同时，维系流域生态健康。未来可结合长期监测数据完善评估模型，进一步提升调度方案的生态适应性，为流域水资源可持续利用提供更精准的支撑。

参考文献

    [1]侯静,张伟.流域梯级水电站水文预报在实时调度中的应用与研究[J].水电站机电技术,2023,46(4):65-68.

[2]卢鹏,杨子俊,余江游,杨开斌,周鹏程.南欧江流域梯级水电站联合防洪调度研究[J].云南水力发电,2023,39(12):297-303.

[3]许誉骞,李鹏,徐涛,曹海,彭期冬,林俊强.水光联合运行对梯级水电站生态调度影响研究[J].水力发电学报,2025,44(5):72-83.