汪清水库消险增容扩建径流分析

张伟尧

(黑龙江省佳木斯水文局，黑龙江 佳木斯 154002)

汪清水库消险增容扩建径流分析

张伟尧

(黑龙江省佳木斯水文局，黑龙江 佳木斯 154002)

七台河市是黑龙江省东部煤电化基地建设的重要城市之一，根据规划， 2020年水平年总需水量达到15140×104m3， 2030年为15810×104m3。预测桃山水库按计划建成以后，七台河市2020年水平年仍缺水2428×104m3，2030年为2916×104m3，用水需求难以满足。为了确保七台河市用水需求，尤其是居民生活用水的安全，对汪清水库进行增容扩建，作为城市供水的第二水源，满足城市居民生活保质保量的用水安全。汪清水库位于倭肯河的一级支流挖金别河中游，原设计是一座中型水库，设计总库容1142×104m3，主要任务是农业灌溉，增容扩建后，是一座具有城市供水、农业灌溉和改善环境等综合利用功能的中型水库。该水库增容后，总库容达到5133×104m3，计划为供水量为900×104m3/a，灌溉供水量为323×104m3/a。生态环境供水量为229×104m3/a。为了规模论证，文章对汪清水库的径流量进行了详细分析。

水库扩建；消险增容；径流分析；江清水库

1 工程概况

汪清水库位于挖金别河中游，集水面积为185km2，挖金别河流域位于七台河市的北部，地理位置为E45°47′-46°2′，N130°52′-131°08′，河流自东北流向西南，于七台河市汇入倭肯河，流域总面积为285km2河流总长约30km，河道宽度3-20m，河道比降1/500-1/2000，全流域多年平均径流量约2990×104m3。

汪清水库是一座已建水库，建于1958年，现状坝顶长630m，坝顶宽5m，坝顶高程约190.4m，最大坝高约10.8m。原设计正常蓄水位187.54m，相应库容921×104m3，设计洪水位188.33m，校核洪水位189.02m，相应库容1142×104m3。汪清水库原设计以农业灌溉为主，增容扩建后，是一座具有城市供水、农业灌溉和改善环境等综合利用功能的中型水库。该水库增容后，正常蓄水位196.00m，相应库容4524×104m3；死水位187.00m，死库容310×104m3，占总库容的6.0%；调节库容4214×104m3，占总库容的82.1%；汛期限制水位平正常蓄水位；设计洪水位196.00m，校核洪水位196.75m，相应库容5133×104m3，调洪库容609×104m3，占总库容的11.9%。

水库设计城市供水量为900×104m3/a，水库设计灌溉供水量为323×104m3/a。水库设计生态环境供水量为229×104m3/a[1]。

2 水文基本资料

倭肯河干流上现有两个水文站，为桃山站和倭肯站；支流站主要有勃利站、孟家岗南站、孟家岗北站、四方台站和向阳山水库站。其中碾子河流域勃利站为本次设计主要代表站。

勃利水文站于1958年由合江专署设立，基本水尺断面位于碾子河大桥南270m处，测流断面设在基本水尺断面下游119m处，1964年测流断面上迁到基本水尺断面。该站控制面积142km2，具有1959年-2007年49a水文观测资料。

勃利水文站位于碾子河中上游，观测项目有水位、流量、降水。该测验河段顺直，河槽基本上是U字形单式河槽，平槽河宽约20m，洪水河宽约30m，测站控制条件良好。流速测验采用25—1型流速仪，个别年份(如1981年)高水部分采用浮标测流速。水位观测采用定时段人工观测，汛期按规范要求增加观测次数，水尺为直立式木质水尺。

勃利水文站是国家基本水文站，历年水文资料严格按规范要求进行整编，可以做为本次设计的代表站。

倭肯河流域水系及水文测站分布见图1。

图1 倭肯河流域水系及水文测站分布

3 径 流

3.1 径流特性

该区域内径流以地表径流为主，补给水源主要是大气降水，可分为降雨径流和融雪径流，其中融雪径流一般发生在4月中、下旬，所占比重较小，降雨径流为主要来源。降水量主要集中在7、8两月，约占全年降水量的50%以上。

该区域内多年平均径流深在90-130mm之间。径流地区分布规律为流域上游山区径流深较大，随着流域地势逐渐向下游过渡到丘陵区及平原地带，径流深相应减小，变差系数Cv值变化趋势与年径流深相反，上游小、下游大[2]。

流域内径流的年内丰枯变化较大，主要是受降雨量大小所支配，夏季水量较丰，冬季径流较小。径流的年内分配极不均匀，大部分径流量集中在夏秋汛期，其中6月—9月份径流量约占全年的70%。

3.2 设计年径流

1) 系列代表性分析：

借用邻近地区气候条件与本区较为一致的牡丹江站1908年-2007年年降水资料，采用差积曲线法进行系列代表性分析。

通过比较勃利站年径流系列与牡丹江站同期年降水差积曲线的一致性，分析牡丹江站短系列年降水对长系列年降水的代表性。牡丹江站年降水长、短系列比较成果见表1，差积曲线见图2。

表1 牡丹江站长、短系列k值比较表

图2 年径流差积曲线图

从差积曲线图中可以看出，勃利站年径流和牡丹江站年降水差积曲线变化趋势较一致。因此可以通过牡丹江站年降水分析勃利站年径流变化，从牡丹江站年降水长、短系列均值比、Cv比可以看出，1956年-2007年系列统计参数接近长系列，为较完整的丰枯水周期。

2) 单站设计年径流：

根据各单站1956年-2007年共52年实测径流系列进行频率分析计算，采用P-III型理论曲线，按矩法初估统计参数，适线确定各水文站年径流统计参数，Cs按我省分析成果取Cs=2.0Cv。单站设计年径流成果见表2。

表2 单站设计年径流成果表

3.3 坝址设计年径流

坝址处设计年径流采用地区综合法和统计参数修正法两种方法推算。

1)地区综合法：

根据上述单站设计年径流成果，点绘该地区各水文站年径流设计值与面积关系线，查得坝址处多年平均年径流深为127mm。设计年径流与面积关系线见图3。

图3 各代表站设计年径流与集水面积关系线

2)参证站统计参数修正法：

统计参数修正法系按工程地点与参证站所处的径流分布趋势，按两者多年平均径流深等值线比例关系，修正参证站年径流深系列到工程地点。本次选用碾子河上勃利站作为年径流深等值线修正法的参证站，采用《三江平原水利综合规划》多年平均径流深等值线进行修正[3-4]。由上述方法修正后得坝址处年径流深成果见表3。

表3 汪清水库坝址年径流深成果表 mm

3.4 成果比选

由以上两种方法推求的年径流深成果中可以看出，地区综合法和等值线修正法推求的坝址多年平均年径流深成果较接近，故为安全考虑，本次推荐采用等值线修正法推求的坝址年径流成果，详见表4。

表4 汪清水库坝址年径流量成果表

[1]黑龙江省水利水电勘测设计研究院，汪清水库消险增容扩建工程可行性研究报告[M].黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨.

[2]柴晓玲,郭生练,周芬,等.无资料地区径流分析计算方法研究[J].中国农村水利水电，2005(05)：89-80.

[3]吴传明.福建省地表径流分析[J].亚热带水土保持，2005(02)：63-64.

[4]李立平,张燕.英那河水库径流分析[J].水利水电技术，2004(03)：12-14.

1007-7596(2017)06-0023-03

2017-05-16

张伟尧(1982-)，男，黑龙江哈尔滨人，工程师。

TV

B