洪慶山區(qū)常王項目攔水壩庫容確定

陳淑梅

（西安市灞橋區(qū)水務(wù)局 陜西 西安 710000）

1 攔水壩概況

洪慶山位于西安市灞橋區(qū)洪慶街道辦東部，與灞渭生態(tài)新城相接，是西安市唯一一座城中山，被確定為浐灞渭大水大綠生態(tài)工程的大綠主體。由于洪慶山區(qū)水土流失較嚴重及土地利用結(jié)構(gòu)不合理，嚴重阻礙了區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展，西安市浐灞區(qū)水務(wù)局擬成立常王水土保持項目，以水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)帶動農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展，加快項目區(qū)內(nèi)社會主義新農(nóng)村建設(shè)的進程。項目區(qū)以洪慶山為主，南與藍田縣相鄰，東、北與臨潼區(qū)相接，西接田洪正街。地理位置為東經(jīng) 109°08′36″～109°17′07″，北緯 34°15′30″～34°20′56″，包含洪慶黃土臺塬區(qū)和驪山丘陵區(qū)，項目區(qū)土地總面積3410hm2。

項目區(qū)土地利用農(nóng)業(yè)用地比例較大，坡耕地較多，荒坡面積大，宜林宜果面積資源豐富，可適宜發(fā)展喬木林和經(jīng)果林面積。大力調(diào)整區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，合理保護和利用土地資源，使土地資源潛力得到最大限度的發(fā)揮，提高土地利用率，增加經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益。由于項目區(qū)天然來水與居民飲水和經(jīng)果林灌溉需水之間存在矛盾，為此擬在石子河中游修建攔河閘壩，在閘壩右岸建取水口，引入項目區(qū)生活和灌溉用水。主要施工內(nèi)容為壩基處理、壩體砌筑、防滲墻、帷幕灌漿和沖沙閘等。由于該項目攔水壩主要功能為供水，本文對項目區(qū)人口和林果經(jīng)濟指標、需水定額、需水量方面進行預(yù)測，并通過列表法調(diào)節(jié)計算來確定攔水壩的庫容。

2 需水量預(yù)測分析

本項目修建的攔水壩工程主要用于解決人飲問題和當?shù)貐^(qū)域的經(jīng)果林灌溉用水?，F(xiàn)狀2011年，項目區(qū)總?cè)丝跒?649人，林果地灌溉面積2663.85畝；根據(jù)《西安市灞橋區(qū)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展“十二五”規(guī)劃綱要》、《西安市2004～2020年城市總體規(guī)劃》和《陜西省西安市浐灞河流域綜合規(guī)劃》，預(yù)測項目區(qū)國民經(jīng)濟發(fā)展目標，規(guī)劃至2014年項目區(qū)人口為6699人，年平均增長率2.5‰；由于項目區(qū)水土流失治理，規(guī)劃2014年經(jīng)果林灌溉面積增加至5213.85畝，其中原有經(jīng)果林2663.85畝，增加經(jīng)果林2550畝，根據(jù)當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展和區(qū)域果樹種植情況，經(jīng)果種植主要種植櫻桃和核桃，種植面積分別為1530畝和1020畝。

依據(jù)《陜西省西安市浐灞河流域綜合規(guī)劃》和《陜西省行業(yè)用水定額》，并結(jié)合西安市灞橋區(qū)常王的實際用水情況，適當考慮生活管網(wǎng)及輸水損失，人民生活水平等，規(guī)劃2014年洪慶山常王項目區(qū)農(nóng)村用水定額為50 L/p·d；75%保證率下核桃灌溉定額為107 m3/畝，櫻桃用水定額為40 m3/畝。

2006年，新建設(shè)洪慶山集中供水工程，過濾池3座、蓄水池4座，管網(wǎng)10 km。規(guī)劃解決人飲困難人數(shù)為1500人，實際解決2000人，供水入戶330戶。規(guī)劃2014年項目區(qū)總?cè)丝跒?699人，按照集中供水工程解決200算，規(guī)算，規(guī)劃2014年攔水壩集水解決人飲人數(shù)為4699人，規(guī)劃2014年生活需水量為8.58萬m3。經(jīng)果用水為新增經(jīng)果灌溉面積。根據(jù)果樹灌溉制度，規(guī)劃年75%保證率下經(jīng)果需水量預(yù)測見表1。

表1 規(guī)劃年75%保證率下經(jīng)果需水量預(yù)測成果

表2 不同保證率下年徑流量計算表

表3 75%設(shè)計年下供需平衡分析結(jié)果 單位：萬m3

經(jīng)計算，規(guī)劃2014年生活需水量為8.58萬m3；規(guī)劃年75%保證率下核桃和櫻桃需水量分別為10.91萬m3和6.11萬m3，合計灌溉需水量為17.02萬m3。規(guī)劃2014年生活和經(jīng)果灌溉需水量為25.6萬m3。

3 來水量分析

項目地區(qū)位于灞河支流紅網(wǎng)河上游，由于該地區(qū)缺乏實測徑流資料，設(shè)計年徑流量無法直接求出。在水文計算中，當遇到小河流上缺乏實測徑流資料的情況，設(shè)計年徑流量及年內(nèi)分配只能通過間接途徑來推求。目前常用的方法是水文比擬法和參數(shù)等值線法。水文比擬法是將參證流域的水文資料移置到設(shè)計流域上來的一種方法，參證流域應(yīng)具有較長的實測徑流資料，而且其主要的影響因素，如下墊面情況、氣候條件等應(yīng)與設(shè)計流域相接近，流域面積也應(yīng)相差不大。參數(shù)等值線法是由于水文特征值的統(tǒng)計參數(shù)如均值、Cv值等在地區(qū)上有漸變規(guī)律，因此可以繪制參數(shù)等值線圖。當中小型水利工程缺乏壩址處的實測水文資料時，可利用參數(shù)等值線圖進行地理插值，得到設(shè)計流域的統(tǒng)計參數(shù)。

根據(jù)項目地區(qū)的實際情況，臨近區(qū)域無氣候條件、下墊面情況與之相近的參證流域，如若利用水文比擬法，會產(chǎn)生較大誤差，因此本文采用參數(shù)等值線法圖計算設(shè)計年徑流量。

項目地區(qū)為土石山區(qū)，土壤層較厚，且位于紅網(wǎng)河河源地區(qū)，根據(jù)《西安市實用水文手冊》中“西安市年徑流變差系數(shù)值使用范圍表”查得項目區(qū)年徑流變差系數(shù)。

根據(jù)《西安市實用水文手冊》中“西安市多年平均年徑流深等值線圖”查得項目地區(qū)多年平均徑流深=62mm。

根據(jù)離均系數(shù)公式，由P-III型曲線頻率曲線值表查得不同保證率對應(yīng)的值，從而求得不同保證率對應(yīng)的徑流深值。

利用徑流深公式推求出區(qū)域的年徑流量，匯流面積3.1km2，從而計算出不同保證率下年徑流量見表2。

4 列表法調(diào)節(jié)計算確定庫容

水庫等蓄水工程之所以有調(diào)節(jié)徑流的能力，是因為筑壩攔蓄水資源后，可以有計劃的調(diào)節(jié)水庫的出流流量，從而解決下游用水量與天然來水量之間的矛盾，而出流量與天然來水相差的水量，則暫時蓄于水庫或者從水庫中補充，從而使水庫充蓄和泄降。因此，在已知水庫來水量的條件下，可以根據(jù)用水部門要求的調(diào)節(jié)流量來進行調(diào)節(jié)計算來確定水庫的庫容。4.175%設(shè)計年年內(nèi)分配

根據(jù)玉川站降雨資料頻率計算結(jié)果，選擇1980年為75%保證率對應(yīng)的代表年。項目地區(qū)1980年的年降雨量為567.5mm，年徑流量為16.71萬m3，75%保證率下設(shè)計年徑流量為15.4萬m3，采用年水量控制進行同倍比放大，用設(shè)計年水量與代表年的年水量比值作為放大倍比，求得放大倍比為0.9216，對整個代表年的月徑流過程進行縮放，從而得到75%設(shè)計年年內(nèi)徑流分配。

4.2 列表法調(diào)節(jié)計算

列表法調(diào)節(jié)計算能夠細致地考慮調(diào)節(jié)流量隨時間及隨水庫蓄水量的變化。本項目水庫來水量為75%設(shè)計年年內(nèi)分配徑流量，用水量為果樹和居民生活需水，根據(jù)區(qū)域情況和河流來水量比較小，在此不再考慮蒸發(fā)損失。計算結(jié)果如下表3。

根據(jù)表3分析可知，9月、10月來水量大于用水量，年余水量為3.102萬m3，其他月份來水量均小于用水量，年虧水量為13.289萬m3，因此為了保證設(shè)計年各月的用水量，攔水壩在虧水期必須補充13.289萬m3水量，綜合各因素考慮所需修建的壩后庫容約為14萬m3。

5 結(jié)論

為解決洪慶山區(qū)天然來水與當?shù)鼐用裆钣盟徒?jīng)果林灌溉用水的需水之間存在的矛盾，擬在石子河中游修建攔河閘壩。本文首先根據(jù)需水量預(yù)測分析，得出項目區(qū)規(guī)劃年需水量；再根據(jù)項目區(qū)實際情況選擇采用參數(shù)等值線圖法對項目區(qū)來水量進行分析，得出項目區(qū)規(guī)劃年設(shè)計年徑流量及年內(nèi)徑流分配；最后采用列表法調(diào)節(jié)計算得出常王項目區(qū)年虧水量為13.289萬m3，綜合各因素考慮，所需修建的壩后庫容約為14萬m3。陜西水利

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