還原水量的分項估算

王勇 趙慧芳 劉培鋒 劉培強 賈苗苗

(1黃委榆林水文水資源勘測局陜西榆林719000 2黃委中游水文水資源局山西晉中030600 3黃委府谷水文水資源勘測局陜西府谷719400)

各種人類活動所引起的水文效應(yīng)，以不同的途徑改變著河川徑流，對流域中各項影響因素所造成的水量變化逐一調(diào)查、觀測加以定量，就可獲得總的還原水量。這就是分項估算法的基本出發(fā)點。

在某一計算時段內(nèi)，徑流量的平衡方程式可表達如下：W天然=W實+W灌+W工+W庫蒸±W庫滲±W引±W分±W蓄如果流域內(nèi)除了上述各項以外，還有其它人類活動的影響，如大規(guī)模伐林，城市化發(fā)展等等，只要能確切地了解它們的效應(yīng)并能對它們引起的水量變化加以定量，可以一一列入上述平衡方程式中。但在實際工作中可按它們的主次輕重，進行必要的簡化。例如在我國南方地區(qū)，中型水庫大多是年調(diào)節(jié)水庫，且水庫數(shù)目很多，在同一段時間內(nèi)，有的水庫蓄水量是增加的，而有的水庫則可能恰好相反，蓄水量是減少的，從整個地區(qū)來看，它們之間互相補償而使總的蓄水量變化趨近于零，此時，上式中W蓄這一項可以略去不計；又如在濕潤地區(qū)的多雨季節(jié)，水面蒸發(fā)和陸面蒸發(fā)相差不遠，則式中的W庫蒸這一項也可不計；如果城市工礦企業(yè)和居民耗水量所占比重微小，W工也可略去。在以上情況下，上式可以簡化為

在進行下游斷面的徑流量還原計算時，雖然上游有許多水庫，每個水庫都有滲漏的水量，但這部分滲漏的水量到達大壩的下游后仍加入河川徑流通過下游的測流斷面，這時W庫滲就不應(yīng)計入，上式就可進一步簡化為

如此等等?？傊紫让宓乇硭膩睚埲ッ}，列出水量平衡方程式，然后分清主次，使計算工作大大簡化而又滿足精度要求。在此基礎(chǔ)上逐項估算各種還原水量，并最后求出還原后的徑流量。

1 灌溉耗水量W灌

在山丘地區(qū)的旱作物灌區(qū)，渠道的引水口從河道中引走水量W引，它將消耗于以下幾個方面：渠道的水面蒸發(fā)損失、骨干渠道的滲漏、農(nóng)作物的葉面蒸騰和棵間土壤蒸發(fā)。除此而外，多余的水量仍由渠道排入河道，這部分水量常稱為渠道的退水量。在有些地區(qū)，還有田間滲漏，它包括斗渠和毛渠滲漏。據(jù)有些地區(qū)調(diào)查，滲漏水量可占灌溉水量的30%，在水稻田的長期觀測表明，田間滲漏水量幾乎全部回歸河道。

2 工業(yè)耗水量

工礦企業(yè)的耗水量一般比較穩(wěn)定，如生產(chǎn)方式和規(guī)模變化不很大，則其年際變化及年內(nèi)分配也不會有很大變化，故還原計算也比較簡便。但是一定要調(diào)查清楚取水口和排水口的位置，以及引水和排水的流量，以便采用合適的還原方法。

例如有的大型熱電廠利用水庫作為天然的冷卻設(shè)施，取水口和排水口均在大壩上游，從取水口引取溫度較低的水作為機組冷卻水和鍋爐補充用水，由排水口排出的水溫度較高，回到水庫后讓其自然回流，逐步散熱冷卻，到達取水口位置時重新被引入電廠再次利用。這部分水僅因排出時受熱污染而溫度較高，增大了蒸發(fā)量，但增加的蒸發(fā)量是很小的，除此而外沒有其它消耗。取水中的另一部分用作鍋爐補充用水，它消耗于蒸發(fā)，但其量也很少。因此，對水庫下游的測流斷面而言，電廠的用水幾乎不必進行還原計算。在天然河道引水，同樣根據(jù)引水和回歸水以及排水口與測流斷面的相對位置，判定凈耗水量以及是否進行還原計算。

3 水庫的蒸發(fā)損失和水庫蒸發(fā)損失水量

水庫的蒸發(fā)損失是指水庫興建前后因蒸發(fā)量的不同,所造成的蒸發(fā)水量差值。修建水庫前,除原河道有水面蒸發(fā)外,整個庫區(qū)都是陸面蒸發(fā),而這部分陸面蒸發(fā)量已反映在壩址斷面處的實測年徑流資料中。建庫之后,庫區(qū)內(nèi)原陸面面積變?yōu)樗畮焖娴倪@部分面積,由原來的陸面蒸發(fā)變成為水面蒸發(fā)。因水面蒸發(fā)比陸面蒸發(fā)大,故所謂蒸發(fā)損失就是指由陸面面積變?yōu)樗婷娣e所增加的額外蒸發(fā)量,水庫蒸發(fā)損失水量是指因建庫蓄水而被淹沒的地區(qū)由原來的陸面蒸發(fā)改變?yōu)樗嬲舭l(fā)而增大的蒸發(fā)水量。因建庫前位于庫區(qū)的河道水面積遠小于蓄水后的水庫水面積。

4 水庫滲漏損失水量

水庫滲漏水量的估算一般采用經(jīng)驗法。水庫滲漏情況與當?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件、壩身結(jié)構(gòu)、閘門止水與水輪機漏水等因素有關(guān)。對滲漏量小且沒有實測資料的水庫，常略去不計。但有些水庫此項水量占實測徑流量的比例很大，如河北省漕河龍門水庫的平均年滲漏量為平均實測年徑流量的33%，1968年的滲漏量是當年實測年徑流量的2.3倍，故必須進行還原計算。不少水庫在建成后開展壩下反濾溝的流量測驗工作，可用比資料估算壩身滲漏量，其它的如壩基、庫岸滲漏難以直接觀測，只能粗略地用經(jīng)驗法估計。

5 跨流域的引水量和分洪水量

這兩項還原水量，因通常都有實測資料，故可直接應(yīng)用動態(tài)觀測值。