乌拉特中旗狼山地区地表水资源量评价研究

郎宏磊

（吉林省水文水资源局白城分局，吉林白城137000）

乌拉特中旗狼山地区地表水资源量评价研究

郎宏磊

（吉林省水文水资源局白城分局，吉林白城137000）

通过对乌拉特中旗狼山地区水文气象资料收集和分析处理，对地表水资源量进行了评价计算。旨在说明其地表水资源数量和地表水资源可利用量，为实现该地区的水资源的供需平衡及水资源合理开发、利用、节约、保护提供依据、对策和建议。

水资源评价；乌拉特中旗狼山地区；内蒙古

1　概　　况

以内蒙古乌拉特中旗狼山地区为评价区，总面积为9960.50km2，属大陆性干旱气候区。评价区北部山区属于阴山山脉西段，包括前、后狼山各一部分。山脉走向近东西，主要是中低山、低山丘陵、冲状态高平原和河谷平原地形。

乌拉特中旗以狼山山地丘陵与渣尔泰山余脉为分水岭，划成两个水系。南部为黄河水系，从黄河最大年引水量为2.22亿m3，多年平均引水量为1.76亿m3；北部为内陆河水系。狼山地区内山地、丘陵，沟谷河系较发育，河床较宽，地形坡度在1/30～1/300之间，出口处形成较大的冲洪积扇。狼山地区内河流、水系不发育，在山丘区多以南北向干谷为主，仅布尔嘎斯沟、东乌盖沟、呼勒斯太沟、前达门沟、罕乌拉沟、敖布拉格、木伦河、扎拉格河等常年有水，其它沟谷均属季节性河流。

2　数据收集　　处理及初步分析

2.1数据收集

针对评价区，共收集了狼山地区及其周边地区3个水文站、12个降水量站和5个气象站的水文气象资料。影响地表水资源数量评价主要为降水、蒸发（E601数据）和径流3个因子，其它次要因子（气温、相对湿度、风速、日照时数等）对计算出的结果影响不大，在这里不详细叙述。

2.2水资源计算分区

根据《水资源评价导则》及《全国水资源综合规划技术大纲》要求，水资源评价先以流域为基础，再套合汇总到各行政分区上。因此，此次水资源评价按照河流水系流入同一个流域划分为一个区，共分了14个二级区，在二级区基础上，我们又划分了18个三级区。

2.3数据的处理及初步分析

2.3.1降水资料

对于需要插补、延长的某一站点来说，在对参证站的降水资料代表性、一致性、连续性分析的基础上，采用单变量或双变量把其与参证站进行相关分析，进而建立相关方程，进行插补延展。针对插补的测站而言，在选择用于插补的参证站时，尽量选择邻近的降水量测站，其次选择纬度相近的降水量测站，最后选择经度相近的降水量测站。当有多个测站可供选择，无法确认哪一个作为参证站时，分别对插补站、各参证站的降水量进行单变量回归分析，最后选择相关最显著的参证站。如果有多个测站的相关关系都较好，相关系数又相差不大，则均选作参证站。此次降水量回归分析时，参证站选择控制在2个以内。利用插补延展后的降水资料通过距离反比法计算流域各分区的平均降水量。

2.3.2径流量资料

1）利用流域平均年降水量与年径流量、测站年径流量与年径流量之间关系进行插补。在流域平均年降水量与年径流量的相关分析中，只有金门相关性达到相关系数检验值要求，即r（金门）=0.801＞R临界（2，17，0.01）＝0.606，回归方程通过F检验，方程稳定，可以用于回归模拟。

2）将其余各水文站流域平均月降水量与月径流量、测站月径流量与月径流量系列作相关分析，相关系数均接近相关系数检验值，但未达到检验值。因此，尝试同时采用月降水和月径流分段插补月径流量资料。例如海流图站月径流量序列中，11—1月径流量序列、2—4月径流量序列与阿塔山对应月序列相关性较好，而5—10月径流量序列与该站对应月降水量序列相关性较好，满足相关检验临界值要求，同时回归方程通过F检验，方程稳定，可以用于回归模拟。将插补延展后得到各径流站的年径流量进行一致性分析，才能用于天然径流量的还原计算。

2.3．3蒸发

作为水循环的重要环节，蒸发是水量平衡的重要要素。用折算系数法计算水面蒸发，公式为：

E0=KE601（1）式中：K为折算系数，目前许多地区尚无实测的折算系数，实际计算中往往是用临近地区数值进行计算。E601为E601型蒸发器，mm。E0为蒸发量，mm。计算已有站点蒸发数据的干旱系数，见表1。

表1　各时间段干旱系数

根据乌拉特中旗气象站多年平均E601各月月均水面蒸发量的统计分析，蒸发量的月分配受气候的月际变化影响较大，1月蒸发量最小，其值为15.55mm，蒸发量自2—3月开始迅速增大，到6月达最大，其值为273.94mm，6—10月缓慢下降，在10—11月间又迅速下降，而后才缓慢下降到1月的最小值。蒸发量多年平均最大连续4个月（5—8月）水面为968.4mm，占全年1546.5mm的62.6%。

陆面蒸发（土壤蒸发和植物散发）难于直接观测，采用水量平衡估算，即流域年降水量减去年径流量得到流域蒸发量。计算可得评价区内多年平均陆面蒸发：1956—1979年为184.9mm；1980— 2006年为185.4mm；1956—2006年为185.1mm。

3　地表水资源量计算

3.1流域区域径流量计算

用水文比拟法（降水、面积倍比法）计算评价区域径流量。按已知流域的流域面积、流域平均年降水量和流域天然径流量，换算出未知流域天然年径流量，换算公式为：

式中：Wy为未知流域天然年径流量，万m3；Fy为未知流域产流区面积，km2；Fx为已知流域产流区面积，km2为未知流域平均年降水量，mm；为已知流域平均年降水量，mm；Wx为已知流域天然年径流量，万m3。

从3个角度对研究区域的径流量进行了计算：1）将3个已知水文站按照地理位置，分配给相邻的分区，从而计算研究区域的水资源量；2）由于阿塔山距离所有分区较远，在计算过程中，只选取海流图和金门来计算研究区域水资源量；3）阿塔山的径流资料最完整，它没有进行插补延展，计算出的数据误差较小，故只用该站计算研究区水资源量。

3.2结果与分析

阿塔山站计算的水资源量最大，用海流图、金门和阿塔山3站计算量次之，而用海流图和金门两站计算量最小；计算结果显示1981年之后水资源量有明显的减少。

原因分析：1）由阿塔山计算出的水资源量相对偏大，因为阿塔山站地处研究区域东部，降水规律为自西向东降水量逐渐增加，因此该站测出的降水量、径流量都相对较大，由它计算出的研究区水资源量也会随之较大。综合3个方法计算的水资源量，最后选择由阿塔山、海流图、金门3个水文站计算出的研究区水资源量。2）在计算两时间段内的区域蒸发量时发现，区域年蒸发量变化不大；而区域水资源量与降水量相关性密切，而年平均降雨量由 1981—2006年时段内的174.9 mm下降到1956—1980年的165.7mm，减少了5.3%，可见降雨量的减少可能是地表水资源量较少的主导因素。

3.3地表水资源可利用量估算模拟

鉴于海流图站以上流域从各方面条件均可近似代表评价区的实际情况，因此，选择海流图站以上流域地表水资源可利用率作为评价区地表水资源可利用率。

海流图站以上流域地表水资源可利用率计算过程：

1）计算海流图站地表水资源量的多年平均值。据1956—2006年海流图站天然年径流量，统计出海流图站地表水资源量的多年平均值为443.844万m3。

2）计算维持河道基本功能的生态需水量。多年平均河道最小生态环境需水量可取年径流量的10%～20%，根据该水系的实际情况，取多年平均年径流量的15%作为平均河道最小生态环境需水量。其值为W生态=443.844×0.15=66.577万m3。

3）计算地表水资源可利用量，其值为地表水资源量减去河道内最小生态环境需水量后，再减去汛期难于控制利用的洪水量。

海流图站下游有德岭山水库，该水库除控制海流图河外，另还控制博格尔高勒沟和乌敦热格高勒沟，两沟汇合后又与海流图河汇合进入德岭山水库。德岭山水库在除险加固后调节库容为488万m3，由于该水库是该流域主要利用地表水的水源工程，因此，我们可采用其对海流图河的一次最大调节水量作为控制汛期洪水下泄的水量。经过对另两沟天然径流量的求取，按照三沟同时发生洪水的原则，德岭山水库对单一海流图河的一次最大调节水量为231.52万m3。

由于洪水的随机性以及评价区现状地表水资源开发利用程度较低，尤其是流域上游地区。因此，流域汛期可以控制利用的最大洪水量要比231.52亿m3还大。考虑全国水资源综合评价规范要求，并结合当地地表水资源开发利用现状，可以控制利用的洪水量上限取实测值的1.1倍，即本地区为231.52×1.1=254.672万m3。

根据以上确定的汛期可以控制利用的最大洪水量，应用海流图站1956—2006年51年汛期洪水量（7—9月天然）系列，逐年计算汛期下泄洪水量。汛期洪水量中大于的部分作为难于控制利用的洪水量，汛期洪水量小于或等于，则下泄洪水量为0。根据算出的下泄洪水量系列，计算多年平均汛期难于控制利用的洪水量。

式中：W泄为多年平均汛期难于控制利用的洪水量，万m3；W1d为海流图站第i年汛期（7—9月）天然径流量，万m3；Wm为汛期可以控制利用的最大洪水量，万m3；n为系列年数（51年）。

历年汛期难于控制利用的洪水量51年的多年平均值为127.68万m3。

4）计算地表水资源可利用率，其值为地表水资源可利用量除以地表水资源量。

根据以上计算的多年平均最小生态环境需水量66.58万m3和汛期难于控制利用的洪水量127.68万m3，计算得出海流图站以上流域多年平均地表水资源可利用量为249.58万m3。则得出地表水资源可利用率为56.23%。

研究区地表水资源可利用量估算，由公式W可= 0.56·W总直接计算可利用资源量。1956—2006年，狼山地区的地表水资源量为5599.20万m3，可利用量为3135.55万m3。

4　结论与展望

水资源作为一种动态资源，随人为干预及气候环境的变化而变化。以水文气象数据为依据，估算了乌拉特中旗黄河流域狼山地区的地表水资源量及可利用地表水资源。1956—2006年，狼山地区的地表水资源量为5599.20万m3。可利用量为3135.55万m3。

针对狼山地区内径流泥沙数据较少的现状，建议增加数据测站，为研究区内水资源的节约、开发利用、配置及治理工作提供足够的数据支持。由于研究区内降雨量年内分配极其不均，汛期降水集中，加之水利工程少，易造成阶段性水资源匮乏，建议增加水利工程。另外，由于未收集到最新数据资料，只能对已有数据年限水资源量研究分析，而近十年随着地区政策施行及水利工程措施的进步，水资源量计算是会出现量值上的差异，而此研究可作为对比研究的依据。

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1002－0624（2015）10－0035－03

2015-07-15