贺兰山插旗口沟水文分析计算

2013-12-26康建东

科学时代·上半月 2013年12期

【摘要】贺兰山插旗口沟地处西北地区东部贺兰山中段，干旱少雨，构成了极其脆弱的生态基础，水资源量极为有限。插旗口沟道截潜工程，截引部分沟道潜水，供农业灌溉及少量生态用水。

【关键词】水文分析计算；插旗口沟

1.基本概况

1.1自然条件

贺兰山插旗口沟位于宁夏贺兰山东麓中段，地处银川市贺兰县金山乡。插旗口沟全长13.0km，沟道集水面积46.8km2，平均比降75.4‰。贺兰山插旗口沟段山势险峻，奇峰突兀，怪石嶙峋，沟道坡面岩石风化强烈，沟道由砂砾石构成，空隙大，沟道潜水下渗和贮存条件好。

1.2气候气象

本区域属于典型的大陆性气候，主要气候特点春旱多风，升温快，蒸发量大；夏季炎热，雨量集中；秋季短暂，降温快；冬季干冷少雪。年平均气温8.5℃，昼夜温差大。霜冻一般出现在10月初至次年4月底，霜期211天。光照充足，多年平均日照时数2800～3200小时。

2.水文条件

2.1降水

插旗口沟流域多年平均降水量250mm，年降水量年内分配很不均匀，多为暴雨，占全年降水量的75.4%，尤以7～8月最多，占全年降水量的47.3%。降水量年际变化大，多年平均降水量变差系数Cv=0.36，Cs=2Cv，保证率为50%、75%、95%的设计年降水量分别为239.3mm、184.8mm、123.0mm。

2.2水面蒸发

多年平均水面蒸发量1200mm（E601型蒸发器），11月至次年3月为结冰期，水面蒸发量小，最小月出现在气温最低月的1、12月份，春季风大，气温回升，蒸发量增大，最大月蒸发量一般出现在5、6月份。干旱指数（即年水面蒸发量与年降水量比值）为4.8，为干旱区。

2.3径流

由于插旗口沟只有洪水调查资料，无实测流量系列资料，采用多年平均径流深等值线图法查算径流量，并采用邻近气候条件、流域特性、植被等与插旗口沟相似的苏峪口水文站的实测径流资料用水文比拟法校核。（见表1）

经分析计算，插旗口沟多年平均径流深35mm，流域面积46.8km2，多年平均径流量为163.8万m3。对苏峪口沟水文站1971～2009年多年实测年径流量系列进行水文频率计算，经适线得Cv=0.52，Cs=2Cv，则插旗口沟P=75%、95%保证率设计年径流量分别为101万m3、53.1万m3。

3.可截引水量分析

3.1基流量

2010年3月15日，银川水文分局对插旗口沟出山口断面及邻近苏峪口沟水文站基流量进行同步施测，实测基流量见表2。

由于单次实测流量代表性差，本次计算采用水文比拟法借用苏峪口水文站实测系列流量资料进行推求插旗口沟基流量。

经对苏峪口沟水文站多年实测流量资料进行基流切割计算，多年平均基流量69万m3。苏峪口沟多年3月份平均基流量6.44万m3。通过点绘苏峪口沟站多年（1971～2009年）3月基流量频率曲线图，适线Cv=0.40，Cs=2.0Cv。以2010年3月15日苏峪口沟实测流量代表月平均流量，算得2010年3月份基流量为5.62万m3，与多年同期平均基流量比较约为87.3%。插旗口沟截引断面以上实测流量0.015m3/s代表3月平均流量，月来水量为4.0万m3，推算插旗口沟3月份多年平均基流量为4.6万m3。苏峪口沟水文站多年3月平均基流量占多年平均年基流量的9.3%，以此可算得插旗口沟截引点断面以上多年平均基流量49.5万m3。

3.2潜流量

2010年3月15日在对插旗口沟基流进行施测时，施测断面在原有截潜坝址以下3km，原截潜坝已毁坏，测流断面处大部分潜流已出露于地表，故本次分析评价中没有考虑潜流量。

3.3插旗口沟可截引水量

经以上分析，插旗口沟山口处在多年平均情况下可截引基流量为49.5万m3。

3.4不同频率及各月分配情况

根据苏峪口沟站多年实测资料，基流频率计算结果：Cv=0.36、Cs=2.0Cv，用水文比拟法对插旗口沟不同频率年基流量进行年内分配，见表3。

4.设计洪水

由于插旗口沟无实测洪水资料，本次计算采用暴雨资料推求设计洪水，再由洪水调查资料和苏峪口水文站实测洪水资料进行校核。

（1）计算方法

依据是《宁夏暴雨洪水图集》及重新修订的宁夏不同历时暴雨参数等值线图。

（2）产流计算

根据工程设计频率和不同历时点雨量均值及统计参数等值线图，求出该沟道设计点雨量，然后根据不同计算分区、面积、重现期等选择点面折减系数，求得不同保证率的面雨量。面雨量分配在宁夏有同频内包、概化和典型三种雨型。根据分区和暴雨特性，选用同频内包雨型，然后由面雨量过程以扣损法计算产流过程。