党河水库旱警水位确定方法初探

2016-03-24秦延安

水利科学与寒区工程 2016年1期

关键词：水文分析

秦延安

(陕西省水文水资源勘测局，陕西西安 710068)

党河水库旱警水位确定方法初探

秦延安

(陕西省水文水资源勘测局，陕西西安 710068)

摘要：旱警水位的确定，对提高水利工程调蓄能力、促进社会经济发展具有重要作用。随着全球气候变暖，水资源日益紧缺，水利工程的旱警预测越来越重要。作为陕南的重点中型水库，党河水库在当地的抗旱和水资源调度工作中发挥着重要作用。通过分析党河水库基本概况和水库来水量及用水量，对水库的旱警水位确定及方法进行了深入探讨，结合水库运转情况，科学地提出水库旱警水位，以提高水库运转效果。

关键词：党河水库；旱警水位；确定；水文；分析

1概况

党水河发源于秦岭南麓洋县铁河乡境内，属汉江一级支流，全流域面积299 km2，河流全长50.0 km，多年平均流量3.8 m3/s，最小流量0.3 m3/s，平均径流量1.28亿m3[1]。党河水库大坝位于陕西省洋县洋州镇周家坎村，水库大坝高51.0 m，坝顶高程538.0 m，正常高水位529.0 m，死水位503.0 m，总库容4190万m3。水库设计标准为100 a一遇，设计洪水水位534.6 m，洪峰流量1298.0 m3/s，校核标准为1000 a一遇，校核洪水水位535.6 m，洪峰流量1982.0 m3/s。党河水库是以农田灌溉为主，结合发电、防洪、水产养殖等综合利用的中型水利枢纽工程。水库枢纽工程于1966年开工建设，1970年建成蓄水投入运行。建成至今历史最高库水位531.42 m，出现在1981年8月22日，历史最低库水位500.62 m，出现在1988年12月。

2水库来水量和现状用水量

2.1党河水库上下游水利工程

党河水库坝上游建有小(Ⅱ)型水库2座，电站1座。库区设有4个雨量站、2个水位站[2]。党河水库多年平均来水量为12 942万m3。水库坝下距洋县县城约7.0 km，党水河在洋县县城西部注入汉江，下游河道的允许安全泄量为350.0 m3/s。

2.2来水调查

经过对党河水库1980—2010年月、年来水量和月、年用水量及用水性质调查，党河水库历年来水量统计见表1，历年月、年最低水位统计见表2。

表1　党河水库历年月、年来水量统计　百万m3

续表1　百万m3

表2　党河水库历年月、年最低水位统计　m

续表2　m

2.3用水状况调查

党河水库设计灌溉面积2734.7万m2，有效灌溉面积1867.6万m2，多年平均用水量为373 936万m3。为维系和保护党水河基本环境生态功能不受破坏，保持河段水体一定的稀释能力，每年各个时期党水河都要有相应的水量保证。党河水库上游居民生活用水、工业用水方面还处于低水平，农村居民生活用水多为山泉水或井水。大坝下游，有洋县城市用水。洋县县城供水水源有两个方面：一是城区地下水，目前能正常使用的深井有两眼，日采水量为2640.00 m3；二是党河大口井，位于党河水库坝下游6.00 km处河滩地，取潜层承压水，并设计在河道埋设渗水暗管，由党水河河道径流补给，井深14.00 m，井径10.00 m，单井涌水量208.00 m3/h，日采水量为5000.00 m3。

3旱警水位分析

根据《国家防办旱警水位(流量)确定办法》《陕西省抗御干旱灾害应急预案》和陕西省主要江河(水库)旱警流量(水位)确定任务及技术要求，旱警水位要以提升抗旱保障能力和预警监测水平为目的，重点突出干流，兼顾部分支流，保障大中型水库、兼顾部分小型水库的原则开展旱警水位确定[3]。由于党河水库具有农业灌溉和城市生活、工业生产用水等供水功能，干旱影响主要考虑农业灌溉和环境生态，因此主要采用水位作为旱警指标。

3.1径流量“三性”分析

(1)代表性分析。对党河水库1980—2010年31 a入库径流量资料系列的代表性进行分析，可知,径流量年内分配不均，7—10月占全年径流量的67%，1—6月、11—12月仅占全年径流量的33%。31 a径流系列中包含有3个丰水时段、3个枯水时段。各周期内均按丰、枯时段变化。因此，党河水库1980—2010年共31 a径流系列中包含了2个完整周期，其累积统计参数已趋于稳定，所以党河水库31 a径流系列具有较好的代表性。

(2)一致性分析。党河水库历年河道来水量均由降雨形成，大坝断面以上无大中型蓄水引水工程，人类活动对年径流量影响不大，其多年径流量累计曲线没有突出点群，斜率基本一致，因此年径流量系列一致性好。

(3)可靠性分析。通过对党河水位过程线，断面、流速测验及计算方法，水位流量关系曲线及高水延长方法等进行审查分析，认为年径流系列符合可靠性要求，推算的水库来水系列是可靠的。

3.2党河水库来水量分析计算

根据党河水库年入库径流系列1980—2010年入库径流量，分析的水库多年平均来水总量为12 940万m3，按偏旱年景75%设计频率分析计算，来水量为7290万m3，按干旱年景95%设计频率分析计算为3778万m3。

3.3需水量分析

根据调查，目前，党河水库用水主要为农业灌溉和下游河道生态基流。党河水库灌区取水流量为20 m3/s，多年平均引水量为3739万m3。河道生态需水量的计算选用了两种计算方法：一是根据水库2001—2010年10 a来水量资料，水库下游环境生态需水量采用10%的多年平均流量法，其多年平均流量为3.85 m3/s，下游环境生态需水量为0.385 m3/s；二是取逐年最小月来水量的90%保证率,在逐年的月、年来水量资料系列中，挑选最小的月来水量，得到实测最小月来水量系列，组成频率分析计算样本，采用频率计算程序，进行频率分析计算。计算出月最小来水量的90%保证率的党河水库月生态来水量为75.1万m3，年平均流量为0.286 m3/s。综合两种方法计算结果，确定河道生态需水量为0.300 m3/s。

3.4应供水量分析

党河水库各月应供水量等于月用水总量(农业灌溉及环境生态需水之和)与党河水库各月设计频率来水量之差。当来水量大于等于月用水总量时，来水量满足用水需求，水库应供水量为零。当来水总量小于月用水总量时，其差值为水库应供水量。根据各月用水总量及各月水库来水量分析计算各月应供水量，其中按75%偏旱年来水量计算的最大应供水量为7291万m3；按95%干旱年景来水量计算的最大应供水量为3778万m3。

3.5旱警水位确定

党河水库为年调节水库，根据《旱警水位(流量)确定办法》，水库旱警水位逐月滑动计算的水库应供水量与死库容之和最大值所对应的水库水位作为依据，并考虑库内取水设施高程等因素，综合分析确定。按设计最不利95%干旱年进行水量分析计算，各月应供水量计算结果见表3。

表3　党河水库各月应供水量分析计算表　百万m3

根据计算结果，8月份党河水库应供水量为1268万m3，加上死库容228万m3，库容为1496万m3，对应库水位为525.40 m。根据党河水库近10 a实际运行情况和设计95%的典型代表年1999年平均最低水位510.18m的情况，综合确定党河水库旱警水位为519.00 m，高于死水位16.00 m，对应的库容量为717万m3，可用水资源量为489万m3。

4结论

根据党河水库1980—2010年31 a历年月、年最低水位资料统计，低于旱警水位次数统计见表4。