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岳城水库旱限水位的确定

2012-06-11孙雅菊朱志强

海河水利 2012年5期
关键词:来水量供水量需水量

孙雅菊,朱志强,王 磊

(1.海河水利委员会漳卫南运河管理局,山东德州 253009;2.漳卫南运河岳城水库管理局,河北邯郸 056001)

旱限水位(流量)指江河湖库水位持续偏低,流量持续偏少,影响城乡生活、工农业生产、生态环境等用水安全,应采取抗旱措施的水位(流量)。在重要江河湖库确定这一旱情指标体系,对推进我国抗旱工作的科学化水平有着重要的意义。

2011年12月,国家防办要求各地开展旱限水位(流量)确定工作。根据上级的安排,漳卫南运河管理局于2012年2月组建项目小组,依据水利部水文局《旱限水位(流量)确定办法》(以下简称《办法》),开始进行岳城水库旱限水位的研定工作,历经资料搜集、分析计算、初步审查、修改完善等阶段,于同年5月将分析成果上报并审查通过。

1 基本情况

岳城水库位于河北省磁县与河南省安阳县交界的漳河干流出山口处,控制流域面积18 100 km2,距河北省邯郸市区55 km,距河南省安阳市区25 km。水库于1958年8月开工兴建,1970年11月竣工,由大坝、泄洪洞、溢洪道、电站、引水渠首等建筑物组成,是漳河上最大的一座以防洪为主,兼有灌溉、供水、发电等综合效益的大型控制性枢纽工程。岳城水库基本情况,见表1。

2 供水任务及主要供水工程

在灌溉和供水方面,岳城水库承担着为邯郸、安阳两市提供生活及工业用水、农业灌溉用水和下游漳河河道生态用水的任务。岳城水库的水质一般为国家地表水Ⅱ类,是邯郸、安阳两市重要的生活及工业水源地,被列为一级水功能保护区。

表1 岳城水库及其主要供水工程基本情况

岳城水库通过泄洪洞供水。泄洪洞共9孔,底高程109 m,第9孔为电站引水管道进口。在电站引水管道上安装有向邯郸、安阳两市输水管道供水的阀门,两市的生活及工业用水通过输水管道输送。灌溉用水则通过泄洪洞侧墙上的两座渠首闸经民有渠、漳南渠向灌区输送。邯郸市民有灌区、安阳市漳南灌区原设计灌溉面积分别为16万和4万hm2,受岳城水库可供水量减少及供水目标多元化的影响,两灌区的实际灌溉面积已大幅萎缩,目前实际灌溉面积约为10.4万和0.67万hm2。岳城水库以下漳河河道长119 km,根据水法规定,水库应保证下游河道所需的生态流量。关于漳河生态流量的大小,有关单位已研究多次,有多个研究结果。虽然目前保证漳河的生态流量在岳城水库的调度中还未得到严格执行,但从发展考虑,重视环境、保护生态是大势所趋,所以应把漳河生态用水作为岳城水库今后的供水任务之一。

除了承担上述供水任务外,建库以来,岳城水库还实施过远距离调水,主要用于工农业及环境生态,但那往往是在水量丰沛的情况下相机实施的,没有保证率方面的要求,因此不属于水库主要的供水任务,在确定供水量时不应考虑。

3 供需水指标确定

按照《办法》规定,项目组人员对水库历年的供水数据进行了统计,对水库所承担供水任务的发展趋势进行了分析。根据水库供水数据,自1994年向安阳市的供水管道建成以来,水库向邯郸、安阳两市提供的生活及工业用水量、农业灌溉用水量较为稳定。参考两市的水资源规划,“十二五”期间水库向两市的供水量不会发生较大变化,故需水量的统计年限定为1994—2011年,相应水库来水量的统计年限也定为1994—2011年。

由于岳城水库属于年调节型水库,大洪水年份会产生大量弃水,不能转入下一年度加以利用,如采用大洪水年份数据参加来水量统计,会大幅抬高均值,使供水能力计算结果偏大。因此,在进行来水量分析时,应剔除发生大洪水的1996年数据。

3.1 需水量

按照《办法》规定,需水量数据取统计期间的均值。岳城水库1994—2011年逐月生活及工业用水供给量统计结果见表2,农业灌溉用水供给量统计结果见表3。

表2 岳城水库1994—2011年逐月生活及工业用水供给量统计 亿m3

表3 岳城水库1994—2011年逐月农业灌溉用水供给量统计 亿m3

下游河道生态需水量采用海河流域水资源保护局 《海河流域生态环境修复需水量研究》(2005年4月)成果,生态流量为8.4 m3/s,年生态需水量为2.66亿m3。各月生态需水量采取平均分配方式,均为0.222亿m3。

需水总量为生活及工业用水供给量 (Wsg)、农业灌溉用水供给量(Wny)及河道生态需水量(Wst)三者之和,即W总=Wsg﹢Wny﹢Wst。

3.2 水库来水量

按照《办法》规定,水库偏旱年景来水量按75%设计保证率考虑。对岳城水库1994一2011年各月来水量数据进行了频率分析 (P-Ⅲ型频率分布曲线),查算出75%保证率对应数据,结果见表4。

表4 岳城水库1994-2011年逐月来水量统计亿m3

3.3 水库应供水量

按照《办法》规定,以月作为计算时段,水库应供水量为需水总量与水库来水量之差。当来水量大于用水总量时,表示水库来水量满足用水需求,水库应供水量为零。当来水量小于用水总量时,其差值为水库应供水量。计算结果,见表5。最大应供水量出现在4月份,为0.462亿m3。

4 岳城水库旱限水位

按照《办法》规定,旱限水位应为月最大应供水量与死库容之和对应的库水位。岳城水库最大月应供水量为0.462亿m3,与死库容之和为0.849亿m3,对应库水位为128.41 m,此水位高于各取水口高程,不影响正常供水,再适当考虑浮动取整,旱限水位取128.50 m。

表5 岳城水库应供水量逐月滑动计算结果亿m3

5 合理性分析

根据岳城水库1994—2011年(不含1996年)17年资料统计,各月最低水位低于128.50 m,发生干旱预警的次数及频率见表6。

表6 1994—2011年干旱预警发生情况统计

以月作为统计时段,1—12月共发生干旱预警40次,发生频率为19.6%(40/204)。根据海河流域降雨径流以及岳城水库历年供水的特点,4—7月为干旱易发时期,对这一时段进行统计,共发生干旱预警20次,发生频率为 29.4%(20/68)。

虽然以往对旱情没有定量判断指标,对是否发生干旱只能定性判断,但依据长期的历史经验得出的干旱发生频率还是合理的。岳城水库4—7月干旱预警30%左右的发生频率与历史经验相符,所以将岳城水库旱限水位定为128.50 m是合理的。

[1]王本德,周惠成等.水库汛限水位动态控制理论方法及其应用管理体系[J].中国防汛抗旱, 2011(6):4-6,12.

[2]漳卫南运河志编委会.漳卫南运河志[M].天津:天津科学技术出版社,2003:230-256.

[3]黄振平.水文统计学[M].南京:河海大学出版社,2003:179-189.

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