伊河洛阳市区段河道治理中多级水面水量平衡计算分析

杨 帆

（1.洛阳水利勘测设计有限责任公司，河南 洛阳 471000；2.郑州大学水利科学与工程学院，河南 郑州 450001）

1 工程概况

伊河属黄河流域伊洛河支流，发源于洛阳市栾川县陶湾乡的闷墩岭，自西向东流经嵩县、伊川、洛阳、偃师等市、县，到偃师市顾县镇的杨村与洛河汇流后称为伊洛河，河道干流长度264.8 km，流域面积6029 km2。伊河洛阳市区段河道治理工程自龙门焦枝铁路桥至偃师市顾县镇杨村伊河河口，总长37.37 km。洛阳市伊河市区段河道治理一期工程位于焦柳铁路桥与伊滨区佃庄镇之间伊河上，共规划布置六级橡胶坝形成六级水面。一级坝位于焦柳铁路桥下游2.0 km 处；二级坝位于希望大桥下游800 m 处；三级坝于高铁大道以下1050 m；四级坝位于洛偃快速通道以下860 m；五级坝位于开拓大桥下游150 m 处。伊河洛阳市区段第六级水面工程回水长度为7.35 km，形成水面面积270 hm2(合4050 亩)，蓄水量607 万m3。工程主要有拦河坝段和控制室段组成。拦河坝总长1400 m，其中橡胶坝段长660 m，两岸滩地宽顶堰段长度为740 m，控制室段长度为18 m。上游防渗铺盖长100 m，主槽段下游消力池长21 m，深1.5 m，海漫长度25 m，边跨段下游消力池长15 m，深1.0 m，海漫长度20 m，左右岸控制室总面积216 m2，管理房总面积452 m2。详细参数见表1。

表1 伊河规划6 级水面工程参数表

2 水量平衡分析

为了解该水面工程建成后蓄水情况，故进行水量平衡分析计算[1～3]。由于规划六级水面为梯级开发，水面首尾相接，蓄水相互关联，所以对六级水面及已建龙门水面合并后进行综合水量平衡分析计算。

2.1 蓄水量

伊河市区段龙门水面工程，形成水面面积52.5 hm2，蓄水量为84.1 万m3。一期治理段已建五级水面工程，可形成水面面积合计为592.6 hm2，蓄水量合计1331.9 万m3。第六级水面工程建成后可形成水面面积合计为862.6 hm2，蓄水量总计1938.9 万m3。

2.2 上游来水量

蓄水区来水由伊河天然径流补给。其上游嵩县境内有大型水库- 陆浑水库。该水库1959 年开工，1965 年竣工蓄水。水库建成后，经过多年运行，对其下游洪水调节等综合效益发挥着积极作用。在陆浑水库和本治理工程间龙门区段内，国家建有龙门水文站。龙门水文站自1956 年至2008 年共有53 年实测年径流资料，见图1。

图1 龙门水文站实测年径流曲线

本次频率分析计算考虑到陆浑水库的作用，选用1966 年～2008 年共43 年实测年径流资料，并将伊东渠引水还原后，从整体上计算本次治理工程上游来水。频率分析采用P-Ⅲ曲线进行适线，经过统计分析样本均值Ex=5.89，经过调试选取参数CV=0.98，CS=2.45 的线形，见图2。

图2 龙门水文站43 年径流量P-Ⅲ曲线

最终龙门站各频率年径流成果见表2。

表2 龙门站各频率年径流量表

选P=10%、50%、90%三种典型年，分别为1983 年、2004 年、1981 年。按实测年内月分配比例将各频率年平均流量分配到各月，见表3。

2.3 损失水量

2.3.1 龙门水面工程库区渗漏

龙门水面工程已运行多年，根据水面工程管理单位提供统计数据，龙门水面工程渗漏见表4。

2.3.2 伊河市区段河道一期治理各级水面工程库区渗漏（共六级）

根据地质勘察报告，一级水面工程采用防渗措施后库区渗漏总量为1.66 万m3/d，二级水面工程采用防渗措施后库区渗漏总量为2.47 万m3/d，三级水面工程采用防渗措施后库区渗漏总量为2.77 万m3/d，四级水面工程采用防渗措施后库区渗漏总量为2.65 万m3/d，五级水面工程采用防渗措施后库区渗漏总量为2.53 万m3/d，六级坝工程采用防渗措施后库区渗漏总量为4.26 万m3/d。各级水面工程的月渗漏损失量见表5。

表3 伊河龙门站典型年各月平均流量表

表4 龙门水面工程各月渗漏损失水量表

表5 第一～六级水面工程各月渗漏损失水量表

2.3.3 伊东渠灌溉用水

依据伊东渠灌溉面积，其灌溉用水见表6。

2.3.4 水面蒸发

洛阳多年平均水面蒸发量为1500 mm，陆面蒸发量约500 mm，年蒸发损失为1000 mm，水面工程建成后可形成水面面积总计为862.6 hm2，水面蒸发损失量为862.6 万m3/年（蒸发损失为设计坝高情况）。其各月水面蒸发损失量见表7。

2.4 水量平衡计算

水面工程蓄水平衡计算是按龙门水文站保证率为：P=10%、50%、90%三种典型年月来水量减去损失水量，包括库区渗漏、水面蒸发、灌溉用水剩余水量作为水面工程的来水，水面工程蓄满后溢流。其中主汛期8、9 两个月不蓄水。水量平衡计算结果见表8、表9、表10。

表6 伊东渠各月灌溉用水量表

表7 各月水面蒸发损失水量表

表8 伊河市区段水面工程建成后水量平衡计算表（10%（丰水年））

表9 伊河市区段水面工程建成后水量平衡计算表（50%（平水年））

表10 伊河市区段水面工程建成后水量平衡计算表（90%（枯水年））

2.5 水量平衡分析

通过蓄水平衡计算可知，在三个典型年36 个月中，因设置自动塌坝装置可考虑汛期蓄水，共有36 个月；在扣除损失水量后，有11 个月不能满足蓄水要求，其满蓄概率为69.44%。

3 结论

通过多级水面的水量平衡分析，可为工程的布置、结构、防渗等方面的设计提供依据，也为多级水面的联合调度运行管理提供科学的参考。洛阳市伊河市区段六级水面工程作为伊河水生态文明示范区水系工程的重要组成部分，不仅对将水生态示范区乃至洛阳市打造成为山水园林相间、生态环境优美、功能设施齐全、现代气息浓郁的中西部最佳人居环境城市具有重要意义，而且可增大市区河水下渗，填平伊河两岸水源地下降漏斗，加大水源地抽水量，缓解市区用水矛盾，社会效益、环境效益显著。