水利工程對(duì)水文資料的影響淺析

馮思宏 寧德林 潘明昌

云南省水文水資源局玉溪分局，云南玉溪 653100

1 影響簡(jiǎn)述與技術(shù)路線

1.1 影響簡(jiǎn)述

在分析的8個(gè)國(guó)家基本水文站中，大河控制站有2個(gè)，區(qū)域代表站有5個(gè)，徑流試驗(yàn)站1個(gè)。各水文站徑流區(qū)內(nèi)水庫(kù)、電站、堰閘眾多。影響因素主要是受變動(dòng)回水和閘壩開關(guān)混合影響；上游大中型水庫(kù)調(diào)水影響；水文站以上流域新建水庫(kù)調(diào)節(jié)作用改變河道徑流特性影響等。

1.2 技術(shù)路線

（1） 測(cè)站受涉水工程影響程度可分3個(gè)等級(jí)：輕微影響、中等影響、嚴(yán)重影響。其影響程度應(yīng)由水文資料的一致性受到破壞的程度來(lái)決定。

（2） 測(cè)站月、年徑流量、輸沙量在涉水工程建設(shè)、運(yùn)行前后改變小于10%，為輕微影響；改變?cè)?0%～50%之間，為中度影響；改變大于50%，為嚴(yán)重影響。

（3） 水文站測(cè)驗(yàn)斷面受涉水工程影響導(dǎo)致水位流量關(guān)系等水文特性發(fā)生改變小于10%，為輕微影響；改變?cè)?0%～50%之間，為中度影響；改變大于50%，為嚴(yán)重影響。

（4） 采用涉水工程建設(shè)、運(yùn)行前測(cè)站的長(zhǎng)系列資料計(jì)算出多年平均的月、年徑流量、輸沙量，采用涉水工程建設(shè)、運(yùn)行后至2016年度測(cè)站的長(zhǎng)系列資料計(jì)算出多年平均月、年徑流量、輸沙量，改變量計(jì)算式如下：

改變量 （%）=（后者-前者）/ 前者×100

（5） 對(duì)于涉水工程建設(shè)、運(yùn)行后資料系列比較短，按多年平均值評(píng)價(jià)無(wú)代表性的測(cè)站，可選工程運(yùn)行后某一年與工程建設(shè)前月年降水量相當(dāng)?shù)哪攴?，用該兩年的月、年徑流量進(jìn)行比較評(píng)價(jià)。

2 影響分析計(jì)算

2.1 他谷站

他谷站上游有冒水洞電站及下游臘莊電站，冒水洞電站于1988年建成，臘莊電站于1992年建成。統(tǒng)計(jì)1959年至1988年多年平均流量為34.1m3/s，1989年至2016年多年平均流量為27.8m3/s。根據(jù)公式 （1） 得T=-18.5%。

統(tǒng)計(jì)1959年至1992年多年平均流量為32.9m3/s，1993年至2016年多年平均流量為28.4m3/s。根據(jù)公式 （1） 得T=-13.7%，由此判斷影響為中等影響。

他谷站1992年以前水位流量關(guān)系曲線為單一線，控制良好。1992年臘莊電站蓄水后受回水影響嚴(yán)重，無(wú)法定線，整編一直采用改正系數(shù)法推流，為嚴(yán)重影響。

喜舊溪流域1986年流域平均年降水量為1238.2mm，1995年流域平均年降水量為1242.1mm，兩者差距不大。可以用這兩年的月年徑流資料來(lái)對(duì)比分析。

他谷站1986年、1995年各月徑流對(duì)比分析見表1。

表1 他谷站1986年、1995年各月徑流對(duì)比分析 （m3/s）

由表1可知，他谷站年平均流量改變量-8.5%，說(shuō)明他谷站為輕微影響。

2.2 西橋站

西橋站上游有西橋閘及下游古寧大壩，西橋閘于1981年建成，古寧大壩于1988年建成。統(tǒng)計(jì)1953年至1980年多年平均流量為35.5m3/s，1981年至2016年多年平均流量為29.4m3/s。根據(jù)公式（1） 得T=-17.2%。

統(tǒng)計(jì)1953年至1987年多年平均流量為34.4m3/s，1988年至2016年多年平均流量為29.1m3/s。根據(jù)公式 （1） 得T=-15.4%，由此判斷影響為中等影響。

西橋站1988年以前水位流量關(guān)系曲線為單一線，控制良好。1989年古寧大壩蓄水后受回水影響嚴(yán)重，無(wú)法定線，整編一直采用改正系數(shù)法推流，水位流量關(guān)系曲線改變較大。為嚴(yán)重影響。

西橋站從1957年開始有降雨觀測(cè)資料，但是直至1964年以后流域內(nèi)基本雨量站數(shù)量逐步穩(wěn)定。1985年南盤江西橋站以上流域面雨量為1067.1mm，1994年流域面雨量為1067.3mm，面雨量相差微弱，因此采用這兩年的月徑流資料進(jìn)行對(duì)比分析。西橋站1985年、1994年各月徑流對(duì)比分析見表2。

表2 西橋站1985年、1994年各月徑流對(duì)比分析 （m3/s）

由表2可知，西橋站年平均流量改變量10.7%，說(shuō)明西橋站為中等影響。

2.3 黃梨樹站

黃梨樹站上游主要受2013年建成的德澤水庫(kù)蓄水影響，黃梨樹站1976年至2012年多年平均流量為78.8m3/s，滇中調(diào)水設(shè)計(jì)引水流量為23.4m3/s，占年徑流的30%，為中度影響。2013年至2016年平均流量為58.1m3/s，從另外一個(gè)角度驗(yàn)證引水量為20.7m3/s。

由于德澤水庫(kù)于2013年建成，水庫(kù)建成后資料較短，因此采用流域降水資料相近的年份對(duì)比分析。牛欄江流域2008年流域平均年降水量為1022.7mm，2014年流域平均年降水量為1038mm，兩者差距不大（按基本雨量站計(jì)算流域面雨量）?？梢杂眠@兩年的月年徑流資料來(lái)對(duì)比分析。

黃梨樹站2008年、2014年各月徑流對(duì)比分析見表3。

表3 黃梨樹站2008年、2014年各月徑流對(duì)比分析表（ m3/s）

由表3可知，年平均流量改變量26%，說(shuō)明黃梨樹站為中等影響。

2.4 沾益站

南盤江沾益站以上流域內(nèi)有花山、白浪兩座中型水庫(kù)，水庫(kù)于1959年建成，沾益站自1967年后才有連續(xù)的徑流觀測(cè)資料。沾益站主要受東風(fēng)閘、豐收閘影響。2003年來(lái)尤其嚴(yán)重，沾益站1967年至2003年年平均流量為5.61m3/s，2004年至2016年年平均流量為4.85m3/s。根據(jù)公式 （1） 得T=-13.5%，由此判斷影響為中等影響。

采用流域降水資料相近的年份對(duì)比分析徑流。南盤江沾益站以上流域1996年流域平均年降水量為833.2mm，2012年流域平均年降水量為836.4mm，兩者差距不大。

沾益站1996年、2012年各月徑流對(duì)比分析見表4。

表4 沾益站1996年、2012年各月徑流對(duì)比分析表（ m3/s）

由表4可知，年平均流量改變量50%，說(shuō)明沾益站為中等影響。

2.5 發(fā)蒙站

發(fā)蒙站徑流主要受2009年建成的云鵬電站、鳳凰谷電站影響。云鵬電站在發(fā)蒙站上游500m處，頻繁開關(guān)閘是影響發(fā)蒙站徑流的主要因素。鳳凰谷電站在發(fā)蒙站下游20km處，變動(dòng)回水也是影響發(fā)蒙站徑流的主要因素，發(fā)蒙站綜合影響因素是變動(dòng)回水和閘門開關(guān)混合影響，這樣就使得發(fā)蒙站水位流量關(guān)系變得復(fù)雜起來(lái)。

統(tǒng)計(jì)1988年至2008年多年平均流量為221m3/s，2009年至2016年多年平均流量為149m3/s。

經(jīng)計(jì)算得出，發(fā)蒙站年平均流量改變量-32.6%，說(shuō)明發(fā)蒙站為中等影響。

鑒于電站建站時(shí)間不長(zhǎng)，因此，采用流域降水資料相近的年份對(duì)比分析。南盤江流域2006年流域平均年降水量為868.7mm，2010年流域平均年降水量為855.5mm，兩者差距不大?？梢杂眠@兩年的月年徑流資料來(lái)對(duì)比分析。

發(fā)蒙站2006年、2010年各月徑流對(duì)比分析見表5。

表5 發(fā)蒙站2006年、2010年各月徑流對(duì)比分析 （m3/s）

由表5可知，年平均流量改變量-47.2%，說(shuō)明發(fā)蒙站為中等影響。

2.6 榕峰站

榕峰站設(shè)立于1956年，流域內(nèi)有偏橋、新屯、東屯、錢屯、羊過(guò)水等水庫(kù)，其中羊過(guò)水水庫(kù)修建于2008年，其他水庫(kù)修建于1958、1959年。其他水庫(kù)修建較早，本次僅分析羊過(guò)水水庫(kù)對(duì)榕峰站的影響。

統(tǒng)計(jì)1956年至2007年多年平均流量為6.76m3/s，2008年至2016年多年平均流量為4.74m3/s。根據(jù)公式 （1） 得T=-30.0%。

榕峰站年平均流量改變量-30.0%，說(shuō)明榕峰站站為中等影響。

鑒于羊過(guò)水水庫(kù)建站時(shí)間不長(zhǎng)，用年平均流量資料缺乏代表性，因此，采用流域降水資料相近的年份對(duì)比分析。北盤江榕峰站流域1995年流域平均年降水量為1108.2mm，2016年流域平均年降水量為1111mm，兩者差距不大?？梢杂眠@兩年的月年徑流資料來(lái)對(duì)比分析。

年平均流量改變量-50.0%，說(shuō)明榕峰站為嚴(yán)重影響。

2.7 河邊站

響水河、石壩水庫(kù)在塊澤河源頭，控制徑流面積僅占流域面積的33%。石壩水庫(kù)修建于1954年，響水河水庫(kù)修建于1958年，河邊站設(shè)立于1958年。河邊站多年來(lái)用臨時(shí)曲線法推流。因此綜合評(píng)價(jià)河邊站影響為輕微。

2.8 面店站

面店站設(shè)立于1976年，流域面積14.5km2，為暴雨徑流試驗(yàn)站。流域內(nèi)有雨里坡等幾座小壩塘（小壩塘修建于1981年），有時(shí)候會(huì)放水導(dǎo)致個(gè)別洪水過(guò)程和暴雨不配套，由于水庫(kù)庫(kù)容較小對(duì)流域月年徑流量影響輕微。

3 各站影響分析綜合成果

水文站受水利工程影響評(píng)價(jià)根據(jù)技術(shù)路線可以選擇幾種方法，不同方法分析的結(jié)果有時(shí)不一樣，一般選擇后果較為嚴(yán)重的那一種，見表6。

表6 各站影響分析成果

根據(jù)表6可知：他谷、沾益、西橋、發(fā)蒙4站受水利工程影響分析成果為嚴(yán)重；黃梨樹、榕峰2站受水利工程影響分析成果為中等；河邊、面店2站受水利工程影響分析成果為輕微。此成果與實(shí)際情況相符。

4 結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)《水文站網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)導(dǎo)則》 SL—2013的技術(shù)要求，對(duì)選取的8個(gè)國(guó)家基本水文站受水利工程影響程度做出分析評(píng)價(jià)，為當(dāng)?shù)卣揪W(wǎng)功能評(píng)價(jià)及站網(wǎng)調(diào)整規(guī)劃提供基礎(chǔ)資料。

[1] 水文站網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)導(dǎo)則，SL34—2013 [S]. 中國(guó)水利水電出版社.