等值线法在通辽市牛其根水库除险加固径流计算中的应用

姜慧玲 王志勇 孙福祥 朱晓伟

（1.通辽市水利勘察设计院 内蒙古通辽 028000；2.扎鲁特旗水务局 内蒙古通辽 028000）

1 流域概况

1.1 流域自然地理概况

牛其根水库是牤牛河干流上的一座小（2）型拦河水库。水库位于通辽市奈曼旗沙日浩来镇牛其根村东部。牤牛河流域位于东经120º30′～122º00′，北纬 42º00′～42º40′。水库坝址以上流域面积 5.57km2，坝址以上河道长度3.96km，河道平均比降15‰。

1.2 流域和河流特性

牤牛河发源于通辽市奈曼旗沙日好来苏木台力虎西北约2km 处。流域形状呈扇形，上游有4 条较大支流，左侧有石碑河及莫家湾子河，右侧有达尔沁河和春玉河，各支流至青龙山镇东冷汤附近先后汇入牤牛河干流，向南至南湾子乡沙巴营子西南流入辽宁省后汇入牤牛河。牤牛河在省界控制点以上流域面积连同官营子河流域面积在内总计为1333.5km2，其中在奈曼旗流域面积为1143.3km2。牤牛河流域地处山区，河道比降大，一般在1/100～1/400 左右，土质疏松，植被差，树木稀少。该地区暴雨集中，水流急，峰高历时短，加之土质条件差，多为黄土丘陵，所以，多被切成深沟，沟深达30m 以上，尤其是白音昌、青龙山两乡镇沟壑最为发育。

牤牛河年径流年际间变化大，其含沙量也大。左侧支流多为推移质，石碑河最为显著，其推移质粒径大者可达40～50cm；右侧支流多为悬移质，春玉河为右侧支流。

各支流的下游及干流坡降稍缓，河床宽浅，干流平均河宽700m，支流河宽300m 左右。两岸多为沙壤土，河身来回摆动，两岸坍塌严重，致使大片土地遭毁坏。

1.3 工程所在流域水利工程概况

牤牛河流域内共有已建中小型水库工程12座，其中中型水库2 座，小型水库10 座，见表1。

2 气象特性

根据青龙山气象站1957～2004年48年观测资料统计分析，该地区气象特性如下。

（1）气温。该区多年平均气温 6.7℃，年极端最高气温38.9℃，最低气温-29.3℃，一月平均气温-14℃，七月平均气温23.5℃。

（2）降水。该区属于北温带大陆性季风型气候，为干旱、半干旱地区。该地区多年平均降雨量 446.90mm，降水的年内分配极不均匀，年际变化大。年最大降水量673.0mm（1994年），年最小降水量291.1mm（1983年），最大降水量为最小降水量的 2.3倍。年内降水主要集中在6～8月。6～8月降水量约占年降水量的70%。

（3）蒸发。该区多年平均蒸发量1070.70mm（E601 蒸发皿，下同），春季蒸发量较大，年最大蒸发量 1410.6mm（1983年），年最小蒸发量830.1mm（1991年）。

表1 牤牛河流域水利工程统计表

（4）风。该区风能资源丰富，冬季西北风，夏季偏南风或西南风，年平均风速3.6m/s，3～5月份风速最大，多年平均最大风速18.0m/s，全年大风扬沙日30 天左右。

（5）冰冻。本地区无霜期较短，只有 160天左右。土层冻结一般为四个月左右，冻结期由11月至翌年 4月初，多年平均最大冻土深度1.4m。

3 水文测站及基本资料

牛其根水库无水文观测资料，所在的牤牛河流域春玉河支流岗岗水库上游2.5km 处建一西岗岗水文观测站，该站位于牛其根水库南20.0km 处。该站1979年8月1日建站，1999年撤站，集水面积97.5km2。西岗岗水文测站有1980～1998年共计19年实测洪水资料及降水观测资料。

4 年径流

牛其根水库无水文观测资料，采用等值线法计算牛其根水库的设计年径流。

4.1 设计年径流等值线法的计算

设计年径流计算采用等值线法。根据《内蒙古自治区1956～2000年多年平均径流深等值线图》，在图上画出牛其根水库流域范围，定出流域形心，根据形心附近的两条等值线，按比例内插求得牛其根水库流域面积多年平均径流深，进行计算。计算公式为：

表2 牛其根水库等值线法设计年径流计算成果表

经计算多年平均径流量为 26.74万 m3，Cv=0.6，Cs=2.0Cv，P ＝50%设计年径流量为23.61万m3。

4.2 年径流的年内分配

根据牤牛河支流春玉河上西岗岗站的实测来水过程，选用西岗岗站1985年实测来水过程P＝50%的典型来水过程，利用同倍比法进行牛其根水库年径流年内分配计算，计算结果见表3。

4.3 多年平均年径流量合理性分析

4.3.1 统计参数Cv、Cs合理性分析

根据通辽市南部山区年径流计算成果进行分析比较，本地区径流参数Cv值为0.23～0.65，Cs/Cv值为2.0～2.5；西岗岗站Cv值为0.6，Cs/Cv值为2.0，说明西岗岗站径流参数符合本地区径流的变化规律。

4.3.2 多年平均年径流量合理性分析

牛其根水库初步设计采用等值线法计算年径流，根据《内蒙古自治区水资源规划》中1956～2000年多年平均径流深等值线图，查出牛其根水库以上流域形心处多年平均径流深为 48mm。邻近西岗岗站的多年平均径流深为 45mm，说明本次多年平均年径流深符合本地区径流分布规律，所以认为初步设计牛其根水库采用等值线法计算年径流成果是合理的。

表3 牛其根水库设计年径流量年内分配计算表 万m3