渭河咸阳～临潼河段小流量分析
2011-05-03林玲侠李双平
◎ 林玲侠 李双平
1 渭河下游咸阳～临潼河段的基本情况
渭河咸阳～临潼河段河道长为53.6km，该河段的支流较多，左岸主要有泾河汇入，右岸的支流主要有沣河、皂河和灞河，均发源于秦岭山脉，河道短，流域面积小，水沙量相对较小，其中皂河还承担着西安市的排水任务。除支流外，该河段左右两岸均有排水渠，右岸西安有漕运明渠的东渠和西渠，左岸咸阳也有五条排水渠排入渭河。
1.1 水量调度期咸阳、临潼站的来水情况
本文统计了咸阳、临潼站1973年以来水量调度期（11月、12月、1月、2月、3月、4月、5月、6月）各月的月平均流量，并分别按不同年代统计了各月的平均流量，计算了1973年以来咸阳、临潼站水量调度期不同时段的平均流量。自1973年以来，咸阳站水量调度期的平均流量为44.1m3/s，临潼站相应时段的平均流量为106m3/s，水量调度期咸阳站的来水量占临潼站来水量的41.6%，咸阳和临潼站11月～2月的平均流量最小，咸阳和临潼站在该时段的平均流量分别为35.6m3/s和 85.8m3/s，3月～4月的平均流量次之，咸阳站和临潼站在该时段的平均流量分别为37.1m3/s和98.4m3/s，5月～6月的平均流量最大，咸阳站和临潼站在该时段的平均流量分别为68.1m3/s和155m3/s。
1.2 区间支流来水情况
1.2.1 泾河的来水情况
泾河的出口站为桃园水文站，统计1973年以来有资料的年份水量调度期的来水情况。桃园站自1973年以来水量调度期多年平均流量为19.0m3/s，水量调度期泾河来水占临潼站平均流量106m3/s的17.9%。水量调度期不同时段的平均流量11月～2月为 16.0m3/s，3 月 ～4 月 为 16.7m3/s，5月～6月为27.2m3/s。
1.2.2 沣河的来水情况
沣河主要以秦渡镇水文站控制，秦渡镇站1973年以来多年平均流量为4.33m3/s；沣河水量调度期不同时段的来水量亦不同，11月～2月平均流量为2.05m3/s，3月～4月平均流量为5.38m3/s，5 月 ～6 月 平 均 流 量 为7.82m3/s。在秦渡镇水文站下游有橘河支流汇入，多年平均流量为4.66m3/s。
沣河入渭的流量应为沣河干流（秦渡镇站）和沣河支流橘河（高桥站）的流量之和，即沣河水量调度期的入渭流量为8.99m3/s，占临潼站水量调度期平均流量（106m3）的8.5%。
1.2.3 灞河的来水情况
灞河是咸阳～临潼区间除泾河以外较大的一条支流，灞河马渡王站1973年以来水量调度期多年平均流量为 8.52m3/s，11月～2月、3月～4月、5月～6月的平均流量分别为5.10m3/s，10.7m3/s和 13.2m3/s。
灞河水量调度期入渭流量为灞、浐河流量之和13.7m3/s，占临潼站水量调度期平均流量的12.9%。
2 临潼站相应流量分析
2.1 临潼站相应流量分析成果
根据黄河水量调度要求，华县站作为渭河入黄把口站，水量调度期（11月～6月）的流量最小控制指标为12m3/s。为了确保渭河水量调度达到黄河水量调度的要求，陕西省江河水库管理局提出了华县站预警流量为25m3/s。根据《保证华县站控制流量的临潼站相应流量分析研究》成果，满足华县站水量调度控制流量（12m3/s）要求的临潼站相应控制流量为50m3/s，满足华县站水量调度预警流量（25m3/s）要求的临潼站相应预警流量为70m3/s。
2.2 临潼站小于50m3/s的小流量情况及分析
统计了1991年以来临潼站出现日平均流量小于50m3/s的天数，近20年来，临潼站日平均流量小于50m3/s的平均天数为83天，其中1995年最长，达187天，说明了渭河实施水量调度是非常必要的。
由于渭河流域的降水情况不同，水量调度期出现小流量的情况亦不同。根据统计，临潼站水量调度期元月份出现小于50m3/s的天数最多，多年平均达15天，其次是12月份，多年平均达14天，在一般情况下，每年的1月、2月、3月、6月和12月临潼站的枯水时段较长，平均超过10天以上。
3 咸阳～临潼河段小流量演进的主要影响因素
前面已经提及，咸阳～临潼河段的小流量演进主要受泾河、沣河和灞河的影响，除此而外，还有如下的影响因素。
3.1 区间排入渭河的水量
咸阳～临潼河段左岸排入渭河的排水渠主要有咸阳公园排污渠、咸阳水电医院排污渠、上林桥上游排污渠和天宏硅业排污渠；右岸有排洪与排污相结合的皂河、西漕运明渠和东漕运明渠。根据实测资料分析确定，咸阳～临潼河段在咸阳市境内的排污（水）平均流量为1.22m3/s，皂河和漕运明渠水量调度期的平均入渭流量为25.2m3/s，则咸阳～临潼河段主要排污（水）渠水量调度期排水平均流量为21.4m3/s，占临潼站水量调度期多年平均流量（106m3/s）的20.2%。
3.2 咸阳～临潼河段的水量损失
（1）河槽渗漏水量损失
根据水利部水电规划总院编制的《地下水资源量及可开采量补充细则》中的河槽渗漏量达西公式计算，咸阳～临潼渭河干流的河道渗漏流量为0.42m3/s。沣河秦渡镇至入渭口、灞河马渡王至入渭口、泾河桃园站至入渭口的渗漏流量为0.27m3/s，则咸阳～临潼河段干支流河段的河道渗漏流量为0.69m3/s，占临潼站水量调度期平均流量的0.65%。
（2）水面蒸发损失量
根据蒸发量计算折合成平均流量，经计算，咸阳～临潼河段干支流在水量调度期的蒸发量折合平均流量为0.326m3/s，占临潼站水量调度期多年平均流量的0.31%，其中11月～2月的平均蒸发流量占该时段临潼站平均流量的0.17%，3月～4月占0.36%，5月～6月占0.42%。
4 水量调度期主要控制断面流量关系分析
4.1 主要控制断面流量关系的分析方法
本次分析主要控制断面流量关系的方法采用水量平衡法，根据前面对渭河咸阳～临潼河段小流量演进影响因素的分析和水量平衡的基本原理，得出如下公式：
式中，QL——临潼站流量（m3/s）；
Qx——咸阳站流量（m3/s）；
Qt——桃园站流量（m3/s）；
QF——沣河流量（m3/s）；
QB——灞河流量（m3/s）；
QP——咸阳～临潼河段排污（水）渠流量（m3/s）；
QS——咸阳～临潼河段河槽渗漏流量（m3/s）；
QZ——咸阳～临潼河段区间水面蒸发流量（m3/s）。
4.2 水量平衡方程式的建立和相应流量的计算
（1）水量调度期水量平衡关系式的建立。
根据水量调度的要求和各站的来水情况，得到渭河咸阳～临潼河段的咸阳、临潼、桃园站流量关系式。
（2）水量调度期不同时段的水量平衡关系式。
水量调度期划分为11月～2月、3月～4月、5月～6月三个时段。根据各控制断面在水量调度期各时段流量占临潼站相应时段的比例和咸阳～临潼河段的水量平衡方程式，得到渭河咸阳～临潼河段水量调度期各时段的水量平衡方程式：
11月～2月：QL=（Qx+Qt）/0.626
3月～4月：QL=（Qx+Qt）/0.531
5月～6月：QL=（Qx+Qt）/0.600
（3）咸阳、桃园站控制流量和预警流量的确定。
当从渭河咸阳以上调水时，桃园站为相应的流量，则上式简化为：
11月～2月：Qx=0.433 QL
3月～4月：Qx=0.366 QL
5月～6月：Qx=0.429QL
当从泾河桃园以上调水时，咸阳站为相应流量，则各时段水量平衡可简化为：
11月～2月：Qt=0.193QL
3月～4月：Qt=0.165QL
5月～6月：Qt=0.171QL
渭河实施水量调度方案时，临潼站控制流量50m3/s、预警流量70m3/s，咸阳站、桃园站的相应流量计算成果列于表1。
5 咸阳～临潼河段主要控制断面流量关系的检验
表1 临潼站控制流量、预警流量咸阳站、桃园站相应流量成果表
根据咸阳～临潼河段水量调度期各时段的主要断面流量关系式以及临潼站与咸阳站和桃园站的相应流量关系，经计算，咸阳站和桃园站检验成果列于表2和表3。
从上面检验成果可以看出，在咸阳～临潼河段，咸阳站的相应流量实测值与计算值平均误差为8.6%，其中5月～6月平均误差为14.1%，而11月～2月和3月～4月的计算值误差均小于10%。桃园站相应流量实测值与计算值的平均误差为2.3%，其中3月～4月的最大误差为8.5%。从检验的结果表明，计算的咸阳、桃园站流量与实测值的平均误差在10%的范围内，水量调度期各时段的误差中，仅有一个时段超过10%，而83%的时段均小于10%。在小流量的情况下，按照流量测验规范的要求，本次的流量关系成果是合理的，可作为编制渭河流域水量调度方案的依据。
表2 咸阳～临潼河段咸阳站相应流量检验成果表 流量单位：m3/s
表3 咸阳～临潼河段桃园站相应流量检验成果表 流量单位：m3/s
6 结论和建议
（1）渭河咸阳～临潼河段支流较多，来水条件复杂，其中主要以泾河、沣河、灞河和区间排污（水）渠来水所占的比例较大。经对影响该河段小流量演进的影响因素分析研究表明，影响咸阳～临潼河段小流量演进的主要影响因素为各支流来水、区间排污（水）渠来水和区间的水量损失（河槽渗漏和水面蒸发）。
（2）在分析研究咸阳～临潼河段水量调度期小流量演进影响因素的基础上，用水量平衡的方法定量分析该河段主要控制断面水量调度期的流量关系式。通过实测资料的检验，其小流量演进的关系式是基本合理的。
（3）从实测资料表明，咸阳～临潼河段的区间排污（水）渠的水量较大，主要为皂河、西漕明渠和东漕明渠。由于本次流量测验的次数太少代表性较差，对咸阳～临潼河段主要控制断面流量关系的精度会带来一定的影响，因此建议加强对皂河、漕运明渠水量调度期的流量观测工作，时间为3年左右，以确定区间排污（水）渠水量调度期不同时段的流量变化规律，为渭河的水量调度服务。陕西水利
