汶上泉河南支补水工程人工湖兴利调节计算方法

苏晓辉 徐传琦 胡歆扬

（1.济宁市水利事业发展中心 济宁 272000 2.安徽海宏水务科技有限公司 合肥 230041 3.绿水青山水务有限公司 济南 250014）

1 基本情况

泉河属梁济运河支流、南四湖流域，纵贯汶上县南北，是汶上县主要的防洪除涝及引汶灌溉补源河道之一，历史上泉河是以泉为主要水源的河流，共有泉十一个。泉河总长66.9km，流域面积626km2，有支流11 条：红沙河、郭洼沟、八里沟、长桥沟、高家河、大寨沟、郑楼沟、钱村沟、黑泥沟、沙沟、大寨沟；泉河南支上游起宁阳、兖州、汶上三县交界处至鹅河入泉河，全长24.708km，流域面积231km2，共有支沟5 条：黄洼沟、朱家沟子、王全沟、徐村沟、陈村沟。

泉河南支生态补水工程人工湖位于泉河南支河道左岸桩号7+964～8+837，与泉河南支河道联通，扩大水面形成湖面，项目建成后湖区总面积约336 亩，水面面积约253.26 亩。

2 水文资料的收集

泉河流域内没有实测流量资料，流域内有汶上雨量站，具有1952—2013年实测逐月降水量统计资料，流域附近有后营水文站，具有1980—2016年实测历年逐月水面蒸发量资料。

3 兴利调节计算原理

3.1 天然净流量

人工湖控制流域面积194.6km2，流域内没有实测径流量资料，所以需要根据等值线图查算，人工湖流域径流深为72.9mm，参照实测降雨频率曲线参数推求水库天然径流量频率曲线参数，经计算，人工湖控制流域天然径流量均值为1418.63m3，Cv=0.31，Cs=2Cv。

按不同保证率下的年降雨量去降雨系列中寻找典型年，泉河南支流域50%保证率径流典型年选用1980年，75%保证率典型年选用1987年，90%保证率典型年选用1989年。根据不同典型年降雨量的年内分配对人工湖不同频率天然径流量进行年内分配，天然径流量成果见表1。

表1 人工湖不同频率天然径流量设计典型年成果表

3.2 相关基础资料收集

根据地方资料，人工湖上游无拦蓄工程，用水主要是农业灌溉，人工湖上游有两处灌溉片区：梁桥片区、徐村片区，灌溉面积分别为2000 亩、3900 亩，灌区仅4月份用水，共需27 万m3。有两座污水处理厂尾水汇入人工湖上游泉河南支，清源污水处理厂位于汶上县九华山路与光明路交叉口西北角，主要收集处理主城区污水，尾水排放量4 万m3/d；佛都污水处理厂位于汶上县泉河大道与吉祥路交叉口西北角，主要收集县城南部污水，尾水排放量3 万m3/d。

人工湖下游现有东田庄橡胶坝控制人工湖水位，充坝坝顶高程40m，对应人工湖库容为63.90 万m3；橡胶坝塌坝坝顶高程36m，对应人工湖死库容为7.34 万m3。

3.3 计算方法

现状工程条件下的来水量，是在人工湖天然径流量的基础上，增加上游污水处理厂排水量，扣除上游灌溉用水量后的水量。根据人工湖水位～湖区水面面积～库容关系，自7月起，按人工湖死库容开始调算，增加现状工程条件下的来水量，扣除湖面蒸发量、湖区渗漏量、下游生态用水量，作为当月月末库容。若月末库容小于死库容，则死库容减去月末库容等于湖区需引水水量，下月仍从死库容继续调算；若月末库容大于死库容，则根据湖区的水位～库容关系判断月末水位是否达到橡胶坝顶高程，若低于坝顶高程，则下月从当月月末库容继续调算；若高于坝顶高程，则弃水后，下月从坝顶高程对应的库容继续调算，直至从7月推至次年6月结束。

3.4 兴利调算

根据地方提供资料，经分析计算，不同保证率下人工湖兴利调算分析成果见表2、表3、表4。

表2 50%保证率人工湖兴利调算表

表4 90%保证率人工湖兴利调算表

由调算成果可得，50%、75%、90%保证率下泉河南支人工湖流域来水量满足人工湖充库条件。

4 结语

流域内若无实测径流资料时，可根据等值线图查算流域径流深，参照实测降雨频率曲线参数推求天然径流量频率曲线参数，经计算，按不同保证率下的年降雨量去降雨系列中寻找典型年，逐月天然径流量可根据不同典型年逐月降雨量进行逐月对应分配。兴利调节计算充分依据流域内取用水、排水、蒸发、渗漏等基础数据，充分保证满足不同保证率下湖区充库条件■