陜西渭南澗峪水庫旱警水位確定分析

李 娜

（陜西省合陽縣水務(wù)局，陜西 合陽 715300）

0 引言

渭南市澗峪水庫位于赤水河上游支流澗峪河，是一座中型水庫。壩址以上河道長18.7km，水庫集水面積115 km2，總庫容1284萬m3，有效庫容1241萬 m3，正常蓄水位 786.50 m，死水位為732.20m。水庫以城市供水、農(nóng)業(yè)灌溉供水為主，兼顧發(fā)電及防洪，向渭南市區(qū)年供水1300萬m3，有效灌溉面積5.24萬畝，年發(fā)電量100 MWh。水庫樞紐工程于2007年9月建成下閘蓄水投入運行。

為提高水庫抗旱保障和預(yù)警監(jiān)測能力，依據(jù)《國家防辦旱警水位(流量)確定辦法》、《陜西省抗御干旱災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案》、《陜西省渭河水量調(diào)度辦法》等規(guī)定，對水庫旱警水位進行分析確定。

1 旱警水位確定

確定旱警水位，需對澗峪水庫的來水、需水進行調(diào)查分析計算。

由于澗峪水庫為新建水庫，水庫建成運行以來，觀測資料記載規(guī)范，所以本次分析計算中水庫的來水系列資料直接采用其觀測記載資料，在合理性檢查的基礎(chǔ)上進行分析論證。

根據(jù)調(diào)查，澗峪水庫目前主要提供渭南市區(qū)生活用水和附近農(nóng)業(yè)灌溉。根據(jù)設(shè)計資料，城市供水量年均值為1300萬m3，采用均衡供水方式，分攤至各旬。設(shè)計供水保證率為95%。水庫設(shè)計灌溉保證率為75%，目前實際有效灌溉面積5.24萬畝。根據(jù)澗峪水庫提供的多年用水資料，多年平均的城市供水量為929萬m3，農(nóng)業(yè)灌溉用水量約為194萬m3。

1.1 水庫來水量分析計算

根據(jù)《澗峪水庫初步設(shè)計報告》，設(shè)計流域年徑流量采用以橋峪水庫觀測資料作為參證系列，按面積比擬法推求得到東、西澗峪壩址多年平均徑流量分別為1928.6萬m3、2485.3萬m3。東澗峪徑流經(jīng)過引水壩分為兩部分，一部分泄入下游河道，一部分通過引水隧洞引入西澗峪。根據(jù)各年來水引水量建立東澗峪來水-引水相關(guān)曲線見圖1。依據(jù)75%、95%保證率東澗峪年來水量查相關(guān)圖得，東澗峪引水量分別為1206萬m3和743萬m3。

圖1 東澗峪來水-引水相關(guān)曲線圖

按照《澗峪水庫初步設(shè)計報告》以設(shè)計年徑流計算結(jié)果作為控制，依據(jù)羅敷堡水文站實測徑流過程，選取徑流量總量接近，年內(nèi)枯水段水量少、豐水期水量集中，年內(nèi)分配最為不利于的年份作為典型年。不同設(shè)計水平年的年內(nèi)月流量分配采用相同年份的羅敷堡水文站實測年內(nèi)分配比例，各設(shè)計水平年徑流量年內(nèi)分配見表1、表2。

1.2 需水量預(yù)測

按照《建設(shè)項目水資源論證導(dǎo)則》（SL322-2013）規(guī)定的分項預(yù)測法進行預(yù)測，澗峪水庫需水量分為農(nóng)業(yè)灌溉需水量和生態(tài)需水量。

1.2.1 現(xiàn)狀年需水量

（1）城市供水需水量。依據(jù)澗峪水庫2008~2015年城市供水統(tǒng)計，年最大供水量為2015年1190.3萬m3，最小為2008年582萬m3，平均供水量為928.9萬m3，依據(jù)統(tǒng)計情況城市需水量在逐年增加，因此現(xiàn)狀城市供水需水量取最大值1190.3萬m3。

（2）農(nóng)業(yè)灌溉需水量。依據(jù)澗峪水庫2008~2015年農(nóng)業(yè)灌溉用水統(tǒng)計，年最大灌溉用水量為385萬m3（2013年），最小為62.55萬m3（2015年），平均用水量為194萬m3。現(xiàn)狀農(nóng)業(yè)灌溉需水量取多年平均用水量194萬m3。

（3）生態(tài)需水量。河道生態(tài)流量采用以下兩種方法計算。

一是選取斷面多年平均流量10%作為生態(tài)需水量。澗峪水庫多年平均徑流量為4109萬m3，對應(yīng)的多年平均流量為1.30m3/s,按10%計算，生態(tài)流量在0.13m3/s,對應(yīng)的生態(tài)需水量為410.9萬m3。

二是取逐年最小月平均流量90%保證率流量。采用羅敷堡站1982~2012年實測月資料系列，在逐年月流量資料系列中，挑選最小月流量，得到實測最小月平均流量系列，組成頻率分析計算樣本，進行頻率分析計算。再按面積比擬法比擬到澗峪，經(jīng)計算，澗峪水庫最小月平均流量90%保證率流量為0.07m3/s。對應(yīng)的生態(tài)需水量為221萬m3。依據(jù)兩種計算結(jié)果綜合考慮，生態(tài)需水量采用410.9萬m3。

綜上分析，在現(xiàn)狀年，澗峪水庫年城市供水需水量1190萬m3，農(nóng)業(yè)灌溉用水量為194萬m3，下游河段生態(tài)環(huán)境需水量為411萬m3，總需水量為1795萬m3。

1.2.2 規(guī)劃年需水量

（1）城市供水需水量。根據(jù)《澗峪水庫初步設(shè)計報告》，規(guī)劃城市年供水量為1300萬m3。

（2）農(nóng)業(yè)灌溉需水量。澗峪水庫主要提供東陽塬農(nóng)業(yè)灌溉用水。水庫設(shè)計灌溉保證率為75%，設(shè)計設(shè)施灌溉面積為5.24萬畝。參照相鄰已成灌區(qū)灌溉制度及《陜西省作物需水量及分區(qū)灌水模式》的規(guī)定，制定本灌區(qū)灌溉制度。灌區(qū)作物復(fù)種指數(shù)165%，灌溉水利用系數(shù)0.7，P=75%時毛灌溉定額294m3/畝。目前有效灌溉面積為5.24萬畝，用水灌溉定額為294m3/畝，則總灌溉需水量為1540萬m3。

（3）生態(tài)需水量。在規(guī)劃水平年，本次預(yù)測認為澗峪水庫作為水源地進行保護以后，上游開發(fā)利用活動將會受到限制，下墊面在未來5年中不會有大的變化，來水過程仍沿用現(xiàn)狀來水過程。規(guī)劃水平年生態(tài)需水量取現(xiàn)狀年的計算結(jié)果，年需水量為411萬m3。

綜上分析，在遠期年，城市供水需水量為1300萬m3，農(nóng)業(yè)灌溉用水量為1540萬m3，下游河段生態(tài)環(huán)境需水量為411萬m3，總需水量為3251萬m3。

1.3 應(yīng)供水量分析

根據(jù)《旱警水位(流量)確定辦法》，水庫各月應(yīng)供水量等于月用水總量（城市供水、農(nóng)業(yè)灌溉及環(huán)境生態(tài)需水、蒸滲損失之和，其中城市供水量、農(nóng)業(yè)灌溉按計算值，并按照調(diào)查值的均值進行月內(nèi)分配，年蒸滲損失按總庫容的10%計算）與水庫各月設(shè)計頻率來水量之差。當(dāng)來水量大于及等于月用水總量時，水庫未來來水量滿足用水需求，水庫應(yīng)供水量為零。當(dāng)來水總量小于月用水總量時，其差值為水庫應(yīng)供水量。現(xiàn)狀年各月應(yīng)供水量計算結(jié)果見表3。規(guī)劃年各月應(yīng)供水量計算結(jié)果見表4。

由表3可以看出，75%保證率現(xiàn)狀年水庫應(yīng)供水量為-668萬m3。由表4可以看出，75%保證率規(guī)劃年水庫應(yīng)供水量為788萬m3。

1.4 旱警水位確定

澗峪水庫設(shè)計死水位732.20m（取水口高程），死庫容為0.43萬m3。澗峪水庫為年調(diào)節(jié)型水庫，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(yīng)供水量與死庫容之和最大值所對應(yīng)的水庫水位作為依據(jù)，并考慮庫內(nèi)取水設(shè)施高程等因素，綜合分析確定。按照上述分析，現(xiàn)狀年，澗峪水庫逐月滑動計算最大應(yīng)供水量97.6萬m3，查水庫水位庫容曲線，相應(yīng)水位為739.75m。規(guī)劃年逐月滑動計算最大應(yīng)供水量為208.8萬m3，相應(yīng)庫水位為749.20m。

根據(jù)前述分析，應(yīng)供水量計算中，規(guī)劃年來水過程，用水量增加主要為城市供水和灌溉用水，且灌溉工程正在實施，本次分析旱警水位指標取749.20m。在遠期，規(guī)劃的建設(shè)項目實施后，應(yīng)按照實際的來水、用水對旱警水位指標進行分析復(fù)核。

2 成果合理性分析

2.1 小于旱警水位年次統(tǒng)計

根據(jù)澗峪水庫2008～2015年庫水位觀測記載資料，庫水位在2009年最低，水位為737.20m。通過統(tǒng)計，2009~2015年7年間，有1年最低水位低于旱警水位指標，出現(xiàn)頻率為28.6%，相當(dāng)于4年一遇。

表3 現(xiàn)狀年澗峪水庫應(yīng)供水量逐月滑動計算表 單位：百萬m3

表4 規(guī)劃年澗峪水庫應(yīng)供水量逐月滑動計算表 單位：百萬m3

2.2 小于旱警水位月次統(tǒng)計

對澗峪水庫建成后觀測資料進行統(tǒng)計分析。2009~2015年逐年月最低水位小于旱警水位次數(shù)進行統(tǒng)計可知，澗峪水庫月最低水位低于旱警水位的情況主要出現(xiàn)在12月至次年5月，6月進入汛期，水庫汛前放水保持低水位運行。12~4月出現(xiàn)頻率為28.6%，5月出現(xiàn)頻率為14.3%，總體接近4、5年一遇。

2.3 與旱災(zāi)情況對照

根據(jù)澗峪水庫入庫流量過程線圖，年徑流枯水年和月徑流偏小月與小于或接近旱警水位出現(xiàn)的年份和月份是一致的。綜上所述，澗峪水庫旱警水位確定為749.20m是合理的。

3 結(jié)語

旱警水位指標是指在維持水庫及下游河流生態(tài)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)基本流量的基礎(chǔ)上，考慮水庫主要用水需求而確定的水庫旱警水位?？紤]澗峪水庫所承擔(dān)的城鄉(xiāng)供水、農(nóng)業(yè)灌溉及環(huán)境生態(tài)等主要供水任務(wù)，進行水庫來水量和現(xiàn)狀用水量調(diào)查，以逐月滑動計算的水庫應(yīng)供水量的最大值所對應(yīng)的水庫水位作為依據(jù)，綜合分析確定澗峪水庫旱警水位為749.20 m，該指標作為正常年份控制要求，遇特枯年份，按照澗峪水庫調(diào)度指標管理，并及時啟動應(yīng)急預(yù)案，有利于水庫的科學(xué)管理。