清河水库水文特性探究

赵文生

(辽宁省朝阳县水务局， 辽宁 朝阳 122000)

清河水库水文特性探究

赵文生

(辽宁省朝阳县水务局， 辽宁 朝阳 122000)

根据清河流域的水文观测站的历年水文资料，对清河水库的年径流、设计洪水及泥沙进行了分析,为今后清河水库的完善及加固提供科学依据。

年径流； 设计洪水； 泥沙； 特性

1 概 述

清河是辽河左侧一较大支流，发源于辽宁省清原县哈达岭南山，流经清原县、西丰县和开原市，在开原市清辽村附近汇入辽河干流，在开原市老城镇附近有较大支寇河汇入。清河流域面积5253km2，河长171km，比降1.58‰，植被较好，流域地处东经123°52′～125°10′，北纬42°18′～43°02′。清河水库位于清河干流上，于1960年主体工程基本竣工，1966年全部竣工。水库控制集水面积2376km2，占清河总流域面积的45%，坝址以上河长129.1km，比降2.03‰，坝址距下游长大铁路桥和开原县城约13km。清河水库区间来水量4.47亿m3，多年平均流量14.17m3/s。清河支流寇河上建有南城子水库，控制面积625km2。清河流域主要控制站流域特性见表1。

表1 清河流域主要控制站流域特性

2 气 象

清河流域属北温带西南大陆性季风气候，冬季严寒干燥，夏季湿热多雨。该地区多年平均降水量在658.3mm，6—9月降水量约占全年的73%。该地区多年平均蒸发量(20cm口径蒸发皿)为1200～1683.3mm，上游小于下游，年内最大蒸发发生在5月，最小发生在1月。开原站多年平均相对湿度为65%，全年日照时数2552h，多年平均气温6.9℃，多年平均月平均最低气温-13.9℃，最大积雪深度40～60cm，最大冻土深度143cm。多年平均风速4.1m/s，最大风速26.3m/s，相应风向为SW，7—9月多年平均最大风速11.23m/s，多年平均最大风速16.4 m/s。清河水库有6年冰情资料，初冰日期在11月26日—12月16日之间，开化日期在3月30日—4月6日之间，最大冰厚为40～80cm。

3 年径流

清河流域水文测站主要有清河水库站、南城子水库站、开原站、松树站、八棵树站、耿王庄站、东石人沟站等，流量资料最早观测于1935年，

在《清河水库除险加固工程初步设计报告》中对清河水库天然年径流进行了复核。清河水库天然年径流由本站实测放流加本站以上工农业用水量、水库蓄变量、蒸发渗漏损失量组成。

清河水库年径流系列采用1956—2007年，其中2000年之前径流成果采用《清河水库输水二期工程设计》阶段成果，2001—2007年径流为还原计算，2001—2007年工农业用水资料采用调查成果。

清河水库1956—2007年共52年天然径流系列进行保证率计算，线型采用皮尔逊Ⅲ型，Cs经比较采用2Cv。清河水库年径流量保证率计算成果见表2。

表2 清河水库年径流量保证率计算成果

清河流域位于通江口—铁岭段，属地下水补给地表水地区，这类地区水量平衡，其径流主要来自地表水和地下水补给，该地区80.6%为山区，年降雨较多，气候湿润，植被条件较好，河道沿途蒸发、渗漏损失较小，通江口—铁岭段多年平均径流深在200mm左右，径流系数为0.25～0.35。清河水库1956—2007年多年平均年径流5.08亿m3，年径流深213.8mm，径流系数为0.293。清河水库径流的丰枯变化较大，清河水库最大年径流13.04亿m3，最小年径流0.74亿m3，最大年径流是最小年径流的12.76倍。

清河水库径流年内分配极不均匀，从多年平均径流量年内分配看，7—8月两月进入汛期，所占比重较大，1—2月两月进入枯水期终端，所占比重较小，与年降水量年内分配相适应。清河水库多年平均年径流年内分配见表3。

表3 清河水库多年平均年径流年内分配

4 设计洪水

4.1 洪水特性

清河流域洪水由暴雨产生。发生洪水的天气系统：1951年为低压冷锋，1953年为华北气旋。1995年7月太平洋副热带高压北抬，其北部边缘在北纬32°左右，给北方地区带来了适宜的暖湿空气，此时西风带有冷槽东移，冷平流输送的冷空气不断由西向东转移并与南部副高形成静止切变，并在辽宁东北部和东部稳定滞留，形成特大暴雨。上述天气系统一般可出现1～3日暴雨天气，具有雨量大、强度高、面积广等特点。从1995年7月28—30日暴雨等值线图上看，有两个暴雨中心：一是浑河的支流东洲河；二是辽河的清河水库、柴河水库上游。清河水库上游的南支林丰、八棵树雨量站3日雨量均在300mm以上。清河洪水多发生在夏季，其中又多集中于7月和8月，这两月占全年的90%。清河属山区性河流，洪水陡涨陡落，一次洪水历时为7天左右，主要集中在3天。

4.2 水库历次设计洪水

4.2.1 水库设计洪水

清河水库原设计洪水成果来自1966年辽宁省水利水电勘测设计研究院完成的《清河水库溢洪道技术设计》，洪峰重现期为100年，1951年、1953年分别为100年的第一、第二位，频率计算所用资料共计23年(1935—1944年，1949—1961年)。

经洪水调查及文献考证，自1750年以来，辽河发生较大洪水的年份是1886年、1951年、1953年三年，由于当时历史文献(1750—1856年)资料不全，仅有由辽宁省图书馆编制的《辽河、大小凌河水系水灾历史资料辑要》，论证1951年洪水为200年来第一位，但根据洪水调查期可确定是1856年以来最大，当时为安全计取1951年为100年来第一位，1953年为第二位。

原设计洪水只计算了洪峰、7日洪量，13日洪量，1953年、1951年洪水7日洪量作为1856年以来第二、第三位洪水，即重现期约为50年、30年。13日洪量按23年连续系列计算。清河水库设计洪水成果见表4。

表4 清河水库设计洪水成果

4.2.2 石佛寺水库设计阶段清河水库设计洪水成果

1992年石佛寺水文分析阶段，对辽干及清河洪水重现期进行了详尽的分析。该阶段由于历史文献资料增多，除《辽河、大小凌河水系水灾历史资料辑要》外，还有由中央气象局编制的《华北、东北近五百年旱涝史料》和由辽宁省气象局编制的《辽宁省旱涝史记》等文献可供参考。1750—1856年的历史文献资料完整，因而可从较长的历史文献期对辽河干流站1951年、1953年洪水重现期进一步考证。清河水库设计洪水采用成果见表5。

表5 清河水库设计洪水采用成果

5 泥沙分析

清河流域植被较好，含沙量相对较少，泥沙的地区分布与洪水一致，流域各支流来沙量主要集中在6—9月，这期间产沙量最大时期又集中在暴雨洪水期，输沙量在年内分配中集中程度较降水、径流更突出。据统计，7—9月内输沙量可占全年输沙量的80%以上，有些年份甚至一次洪水过程输沙量占全年输沙量的60%以上。

清河流域有3个水文站观测泥沙，清河水库下游的开原站，清河水库上游的八棵树站和耿王庄站。八棵树站有1960—2007年泥沙观测资料；耿王庄站有1962—2007年泥沙观测资料；开原站有1956—2007年泥沙观测资料。由于开原站1966年之后均为建库后的资料，故清河水库泥沙宜采用上游两站资料推求。本次泥沙系列采用1956—2007年系列，八棵树站和耿王庄站两站缺测的泥沙资料采用本站水沙相关方法插补。

耿王庄站多年平均含沙量为1.01kg/m3，多年平均悬移质年输沙量为15.5万t；八棵树站多年平均含沙量为0.478kg/m3，多年平均悬移质年输沙量为23.3万t。清河水库多年平均含沙量按两站面积加权法推求，多年平均悬移质年输沙量按两站相加再面积比方法推求，则清河水库多年平均含沙量为0.632kg/m3，多年平均悬移质年输沙量50.55万t，多年平均年输沙模数为213t/km2。清河水库多年平均推移质年输沙量按悬移质年输沙量的15%考虑，则清河水库多年平均年总沙量为58.13万t。fffffe

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Research on hydrologic features in Qinghe Reservoir

ZHAO Wengsheng

(LiaoningChaoyangCountyWaterAuthority,Chaoyang122000,China)

Annual runoff, design flood and sediment of Qinghe River are analyzed according to hydrological data of hydrological observation station in Qinghe River Basin, thereby providing scientific basis for improving and reinforcing Qinghe Reservoir.

annual runoff; design flood; sediment; features

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2017.04.015

TV12

A

2096-0131(2017)04- 0045- 03