黨河水庫旱警水位確定方法初探

秦延安

(陜西省水文水資源勘測局，陜西 西安 710068)

?

黨河水庫旱警水位確定方法初探

秦延安

(陜西省水文水資源勘測局，陜西 西安 710068)

摘要：旱警水位的確定，對提高水利工程調(diào)蓄能力、促進社會經(jīng)濟發(fā)展具有重要作用。隨著全球氣候變暖，水資源日益緊缺，水利工程的旱警預測越來越重要。作為陜南的重點中型水庫，黨河水庫在當?shù)氐目购岛退Y源調(diào)度工作中發(fā)揮著重要作用。通過分析黨河水庫基本概況和水庫來水量及用水量，對水庫的旱警水位確定及方法進行了深入探討，結合水庫運轉情況，科學地提出水庫旱警水位，以提高水庫運轉效果。

關鍵詞：黨河水庫；旱警水位；確定；水文；分析

1概況

黨水河發(fā)源于秦嶺南麓洋縣鐵河鄉(xiāng)境內(nèi)，屬漢江一級支流，全流域面積299 km2，河流全長50.0 km，多年平均流量3.8 m3/s，最小流量0.3 m3/s，平均徑流量1.28億m3[1]。黨河水庫大壩位于陜西省洋縣洋州鎮(zhèn)周家坎村，水庫大壩高51.0 m，壩頂高程538.0 m，正常高水位529.0 m，死水位503.0 m，總庫容4190萬m3。水庫設計標準為100 a一遇，設計洪水水位534.6 m，洪峰流量1298.0 m3/s，校核標準為1000 a一遇，校核洪水水位535.6 m，洪峰流量1982.0 m3/s。黨河水庫是以農(nóng)田灌溉為主，結合發(fā)電、防洪、水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用的中型水利樞紐工程。水庫樞紐工程于1966年開工建設，1970年建成蓄水投入運行。建成至今歷史最高庫水位531.42 m，出現(xiàn)在1981年8月22日，歷史最低庫水位500.62 m，出現(xiàn)在1988年12月。

2水庫來水量和現(xiàn)狀用水量

2.1黨河水庫上下游水利工程

黨河水庫壩上游建有小(Ⅱ)型水庫2座，電站1座。庫區(qū)設有4個雨量站、2個水位站[2]。黨河水庫多年平均來水量為12 942萬m3。水庫壩下距洋縣縣城約7.0 km，黨水河在洋縣縣城西部注入漢江，下游河道的允許安全泄量為350.0 m3/s。

2.2來水調(diào)查

經(jīng)過對黨河水庫1980—2010年月、年來水量和月、年用水量及用水性質(zhì)調(diào)查，黨河水庫歷年來水量統(tǒng)計見表1，歷年月、年最低水位統(tǒng)計見表2。

表1　黨河水庫歷年月、年來水量統(tǒng)計　百萬m3

續(xù)表1　百萬m3

表2　黨河水庫歷年月、年最低水位統(tǒng)計　m

續(xù)表2　m

2.3用水狀況調(diào)查

黨河水庫設計灌溉面積2734.7萬m2，有效灌溉面積1867.6萬m2，多年平均用水量為373 936萬m3。為維系和保護黨水河基本環(huán)境生態(tài)功能不受破壞，保持河段水體一定的稀釋能力，每年各個時期黨水河都要有相應的水量保證。黨河水庫上游居民生活用水、工業(yè)用水方面還處于低水平，農(nóng)村居民生活用水多為山泉水或井水。大壩下游，有洋縣城市用水。洋縣縣城供水水源有兩個方面：一是城區(qū)地下水，目前能正常使用的深井有兩眼，日采水量為2640.00 m3；二是黨河大口井，位于黨河水庫壩下游6.00 km處河灘地，取潛層承壓水，并設計在河道埋設滲水暗管，由黨水河河道徑流補給，井深14.00 m，井徑10.00 m，單井涌水量208.00 m3/h，日采水量為5000.00 m3。

3旱警水位分析

根據(jù)《國家防辦旱警水位(流量)確定辦法》《陜西省抗御干旱災害應急預案》和陜西省主要江河(水庫)旱警流量(水位)確定任務及技術要求，旱警水位要以提升抗旱保障能力和預警監(jiān)測水平為目的，重點突出干流，兼顧部分支流，保障大中型水庫、兼顧部分小型水庫的原則開展旱警水位確定[3]。由于黨河水庫具有農(nóng)業(yè)灌溉和城市生活、工業(yè)生產(chǎn)用水等供水功能，干旱影響主要考慮農(nóng)業(yè)灌溉和環(huán)境生態(tài)，因此主要采用水位作為旱警指標。

3.1徑流量“三性”分析

(1)代表性分析。對黨河水庫1980—2010年31 a入庫徑流量資料系列的代表性進行分析，可知,徑流量年內(nèi)分配不均，7—10月占全年徑流量的67%，1—6月、11—12月僅占全年徑流量的33%。31 a徑流系列中包含有3個豐水時段、3個枯水時段。各周期內(nèi)均按豐、枯時段變化。因此，黨河水庫1980—2010年共31 a徑流系列中包含了2個完整周期，其累積統(tǒng)計參數(shù)已趨于穩(wěn)定，所以黨河水庫31 a徑流系列具有較好的代表性。

(2)一致性分析。黨河水庫歷年河道來水量均由降雨形成，大壩斷面以上無大中型蓄水引水工程，人類活動對年徑流量影響不大，其多年徑流量累計曲線沒有突出點群，斜率基本一致，因此年徑流量系列一致性好。

(3)可靠性分析。通過對黨河水位過程線，斷面、流速測驗及計算方法，水位流量關系曲線及高水延長方法等進行審查分析，認為年徑流系列符合可靠性要求，推算的水庫來水系列是可靠的。

3.2黨河水庫來水量分析計算

根據(jù)黨河水庫年入庫徑流系列1980—2010年入庫徑流量，分析的水庫多年平均來水總量為12 940萬m3，按偏旱年景75%設計頻率分析計算，來水量為7290萬m3，按干旱年景95%設計頻率分析計算為3778萬m3。

3.3需水量分析

根據(jù)調(diào)查，目前，黨河水庫用水主要為農(nóng)業(yè)灌溉和下游河道生態(tài)基流。黨河水庫灌區(qū)取水流量為20 m3/s，多年平均引水量為3739萬m3。河道生態(tài)需水量的計算選用了兩種計算方法：一是根據(jù)水庫2001—2010年10 a來水量資料，水庫下游環(huán)境生態(tài)需水量采用10%的多年平均流量法，其多年平均流量為3.85 m3/s，下游環(huán)境生態(tài)需水量為0.385 m3/s；二是取逐年最小月來水量的90%保證率,在逐年的月、年來水量資料系列中，挑選最小的月來水量，得到實測最小月來水量系列，組成頻率分析計算樣本，采用頻率計算程序，進行頻率分析計算。計算出月最小來水量的90%保證率的黨河水庫月生態(tài)來水量為75.1萬m3，年平均流量為0.286 m3/s。綜合兩種方法計算結果，確定河道生態(tài)需水量為0.300 m3/s。

3.4應供水量分析

黨河水庫各月應供水量等于月用水總量(農(nóng)業(yè)灌溉及環(huán)境生態(tài)需水之和)與黨河水庫各月設計頻率來水量之差。當來水量大于等于月用水總量時，來水量滿足用水需求，水庫應供水量為零。當來水總量小于月用水總量時，其差值為水庫應供水量。根據(jù)各月用水總量及各月水庫來水量分析計算各月應供水量，其中按75%偏旱年來水量計算的最大應供水量為7291萬m3；按95%干旱年景來水量計算的最大應供水量為3778萬m3。

3.5旱警水位確定

黨河水庫為年調(diào)節(jié)水庫，根據(jù)《旱警水位(流量)確定辦法》，水庫旱警水位逐月滑動計算的水庫應供水量與死庫容之和最大值所對應的水庫水位作為依據(jù)，并考慮庫內(nèi)取水設施高程等因素，綜合分析確定。按設計最不利95%干旱年進行水量分析計算，各月應供水量計算結果見表3。

表3　黨河水庫各月應供水量分析計算表　百萬m3

根據(jù)計算結果，8月份黨河水庫應供水量為1268萬m3，加上死庫容228萬m3，庫容為1496萬m3，對應庫水位為525.40 m。根據(jù)黨河水庫近10 a實際運行情況和設計95%的典型代表年1999年平均最低水位510.18m的情況，綜合確定黨河水庫旱警水位為519.00 m，高于死水位16.00 m，對應的庫容量為717萬m3，可用水資源量為489萬m3。

4結論

根據(jù)黨河水庫1980—2010年31 a歷年月、年最低水位資料統(tǒng)計，低于旱警水位次數(shù)統(tǒng)計見表4。

表4　低于旱警水位出現(xiàn)次數(shù)統(tǒng)計表　次

(1)干旱預警區(qū)間分析:最低水位低于旱警水位519.00 m主要出現(xiàn)在5—8月，5月、6月為灌溉供水期；7月、8月為防汛而騰空部分庫容，因此干旱預警區(qū)間設為5—6月份。

(2)重現(xiàn)期分析:以5—6月份分析，共16 a低于旱警水位，頻率次為50%，為2 a一遇；以灌溉供水期開始的5月份分析，頻率次為28.1%，近3 a一遇。

(3)控制參數(shù)分析:本次確定的黨河水庫旱警水位為519.00 m，高于渠道取水水位(503.00 m)、水庫死水位(503.00 m)16.00 m。低于汛限水位(529.00 m)、正常高水位(529.00 m)10.00 m，其對應旱警庫容717萬m3，占正常庫容量的35%。

(4)用水需求分析:根據(jù)黨河水庫灌溉和生態(tài)的用水需求,月平均用水量為387萬m3，489萬m3水可供使用大約1個多月。

綜合評定，黨河水庫旱警水位519.00 m基本合理。

參考文獻：

[1]冀飛.洋縣黨河水庫正常溢洪道出口消能設計[J].陜西水利，2011(3)：121-122.

[2]曹亞莉，王耀偉.混凝土防滲墻在洋縣黨河水庫大壩防滲處理中的應用[J].陜西水利，2012(4)：111-112.

中圖分類號：TV697.1

文獻標志碼：A

文章編號：2096-0506(2016)01-0066-05

作者簡介：秦延安(1977-)，男，工程師，主要從事水文水資源、水文情報工作。E-mail：qinyanan2003@163.com