大伙房水库流域降水演变特性分析

2014-05-04颉华

山西水利 2014年3期

颉华

（山西省汾河灌溉管理局，山西祁县 030900）

1 概况

大伙房水库位于辽河主要支流浑河中上游，座落在辽宁省抚顺市境内，控制流域面积5437km2。该水库是辽宁省的第一大水库，以防洪、灌溉和城市工业供水为主，兼顾发电和养殖。灌溉面积8.6万hm2，装机容量3.2万kW，年均发电量5600万kW·h。

水库大坝为碾压式黏土心墙复式断面土坝，坝顶高程139.2m，最大坝高49.2m，坝长1366.7m。二坝最大坝高31.4m，坝长327.9m。两坝坝顶皆设有1m高的防浪墙。三坝为均质土坝，坝顶高程140.7m，最大坝高10m，坝长85m。主溢洪道为直泄陡槽式，底坎高程125m，装有5扇10.4m×7m的弧形闸门。第一非常溢洪道为真空堰，堰顶高程134m，前缘长180m。第二非常溢洪道为宽顶堰，堰顶高程130m，前缘长150m，堰顶设有自溃式土堤，堤顶高程139m。输水洞进口底板高程94m，洞径6.5m，主洞长251m，进口设有2扇高压检修门，主洞末端有2个支洞。一支洞末端设有水力发电站，装机容量3.2万kW；二支洞为泄洪洞，出口装有2扇平板闸门。工程于1954年4月开工，1958年9月竣工并投入使用。

2 降水变化趋势分析

2.1 降水基本特征

此次研究重点分析流域汛期的降水特性，将6—9月确定为该流域的汛期。根据1951—2005年55年的降水观测资料统计，汛期平均降水量578.4mm，主要集中在7—8月，分别占汛期降水量的36.8%和30.9%，尤其是7月中旬至8月中旬，降水十分集中。

2.2 降水分析

一是利用降水倾向率法进行汛期趋势分析。将汛期降水量点绘如图1，降水趋势为一条震荡变化的折线，线性回归直线方程为：y=-1.620x+3782.77。

图1 汛期降水量及其线性趋势

由图1可知，汛期降水量以16.20mm/10a的速度递减，但这种递减不是绝对的直线下降，而呈震荡性下降。汛期降水量占全年降水量的70%左右，表明汛期降水量的多少和降水强度的大小，直接影响出现多雨洪涝和少雨干旱等灾情，建议在汛期加强防汛抗旱工作。

二是利用模比系数差积曲线法进行降水量周期性分析。对大伙房水库流域55年的降水资料进行模比系数分析，可得到模比系数差积曲线，如图2所示。

图2 汛期模比系数差积曲线

由图2可知，从1951年至20世纪60年代中期，汛期降水量呈周期震荡上升趋势，达到了55年间的第一次高峰；60年代中期至80年代初期，汛期降水量呈现出周期震荡下降趋势；80年代初期到2005年间，呈现明显的震荡变化，并出现了两次高峰；80年代至90年代，汛期降水量呈现出先下降后上升再下降的趋势，基本上以10年为周期。

三是利用降水变率分析年际变化特征。仅依据各年降水量的多少，很难清晰反映该地的降水年际变化特征。为此，引入降水变率来对近55年间大伙房水库流域的降水量进行年际变化特征分析。降水变率的大小反映降水的稳定性和可靠性，是衡量水资源利用价值的一个重要指标，对农业生产、水土保持、自然灾害防治等方面均具有重要的指导意义。其降水变率曲线如图3所示。

图3 汛期降水变率曲线图

由图3可知，大伙房水库所在的地区降水变率大部分在±20%左右，少部分在20%~40%之间，极个别超过40%。变幅超出40%的年份，发生旱涝灾害的概率和频率通常较高。

3 结论

对大伙房水库流域1951—2005年55年的降水资料进行分析后，从降水基本特性、降水量的周期性及变化趋势、丰枯年份分布等方面可得出如下结论。

3.1 汛期降水量分布及变化趋势

该区域汛期平均降水量为578.4mm，主要集中在7—8月，分别占汛期降水量的36.8%和30.9%。55年中，最大日降水量为159.2mm，发生在1995年7月29日。汛期降水量以16.20mm/10a的速度下降。

3.2 汛期降水日数及变化趋势

汛期多年平均降水日数为72.8d，最多的达91d（1969年），最少的仅38d（2000年）。其汛期降水日数以3.8d/10a的速度下降。汛期降水日数的变化趋势为：1951—1975年呈总体上升趋势；1976—1995年变化较小，在平均值附近波动；1995—2005年呈下降趋势，且下降速度较快。该地55年来共发生连续10d及以上降水66次，平均每年1.2次。其中，最长的为连续28d降水（1989年6月28日—1989年7月25日）。连续降水在汛期4个月内均有分布。

3.3 汛期降水雨型及变化趋势

汛期小雨日数占年总降水天数的47%，中雨日数占18%，大雨日数占6%，暴雨日数仅占2%。除了暴雨有线性增加的趋势外（0.17d/10a），小雨、中雨、大雨均有线性减少的趋势，其下降速度分别为2.09d/10a，0.31d/10a和 0.298d/10a。

3.4 汛期降水量变化趋势

1951年至20世纪60年代中期，汛期降水量呈现周期震荡上升趋势，达到了55年间的第一高峰；60年代中期至80年代初期，汛期降水量呈现周期震荡下降趋势；80年代初期到2005年，汛期降水量呈现明显的震荡变化，并出现了两次高峰；80年代至90年代，汛期降水量呈现出先下降后上升再下降的趋势，基本以10年为周期。