柳稍湾水库控制流域径流计算方法研究
2021-11-10高斗拴冯东红
高斗拴，冯东红
(1.陕西省富县葫芦河灌区管理站，陕西 延安 727500；2.陕西省富县水利工作队，陕西 延安 727500)
1 流域及水库概况
柳稍湾水库位于北洛河一级支流的牛武川上游，兰宜公路、309国道紧临水库右岸。水库所在的流域川道广阔，流域内有两大支沟，形成扇状。水库的坝址在柳稍湾村，距下游的陕西延安市富县牛武镇大概有7.5 km距离，离富县县城有18 km。柳稍湾水库坝址以上的河道长35 km，控制流域面积185 km2。水库工程开工于1959年10月，于1970年10月修建完成。枢纽由大坝、放水工程和溢洪道三部分组成，水库的总库容为317万 m3，是一座具有防洪灌溉、并兼顾养殖生产的综合利用的小(1)型水库。
由于水库控制的流域内没有基本气象站、雨量站和水文站，为选择计算参证站，查阅《延安地区实用水文手册》可知，水库控制流域的水文分区属于黄土林区，而处在这一水文分区中的有葫芦河张村驿水文站、沮河黄陵站和云岩河临镇水文站。将这三个水文站作为计算水库控制流域的参证站比较合理，该三处水文站的位置和基本情况见表1。
表1 水文站基本概况
2 不同径流计算方法分析
为进行流域径流分析，针对柳稍湾水库所在流域内无水文测站的实际，分别采用径流深等值线图法和水文比拟法两种方法对流域径流进行研究分析，最终选取合理的成果，以期为研究水库的洪水特征、除险加固及防洪安全提供基础资料支撑。
2.1 径流深等值线图法
表2 柳稍湾水库不同频率入库径流量计算表
2.2 水文比拟法
2.2.1 以张村驿站为参证站
由于张村驿水文站的控制流域面积是柳稍湾水库控制流域面积的25.5倍，根据《水利水电工程水文计算规范》(SL278-2002)，当工程地址与设计依据站的集水面积相差超过15%，应考虑区间与设计依据站以上流域降水、下垫面条件的差异，推算工程地址的径流量。从《延安地区实用水文手册》提供的多年平均降水量等值线图上发现水文站和水库控制流域的降水量基本相同，故采用水文比拟法将参证站成果折算至柳稍湾水库时，可只考虑流域面积修正，但本次同时考虑了面积和降水修正，见公式(1)：
(1)
以张村驿站为参证站计算的柳稍湾水库不同频率的入库径流量如表3。
表3 参证站和柳稍湾水库径流量表 104m3
2.2.2 以临镇站为参证站
表4 参证站和柳稍湾水库径流量表 104 m3
2.2.3 以黄陵站为参证站
以黄陵站为参证站计算的柳稍湾水库不同频率的入库径流量如表5。
表5 参证站和柳稍湾水库径流量表 104 m3
图1 张村驿水文站年径流量频率曲线
图2 临镇水文站年径流量频率曲线
图3 黄陵水文站年径流量频率曲线
2.3 径流计算成果比选分析
由不同方法计算的柳稍湾水库年径流特征值及不同频率入库径流量如表6。由表6可以看出，计算的成果之间差别较大，以黄陵站为参证站的水文比拟法计算的成果最大，等值线图法的成果次之，以临镇站为参证站的水文比拟法计算的成果最小。
(1)采用“延安地区实用水文手册”中的多年平均径流深等值线是根据延安市各测站1980年以前的实测(还原)资料绘制的，系列较短，且根据近年来相关研究成果，1980年以前系列相对较丰，由此计算的柳稍湾水库的年径流量比长系列的偏大，因此该成果不宜采用。
(2)黄陵站控制面积(2 266 km2)是柳稍湾水库控制面积(185 km2)的12.3倍，控制流域的上游处于黄土林区，下游处于黄土塬区，而柳稍湾水库控制流域全部位于黄土林区，下垫面情况差异较大。严格意义上，黄陵水文站不满足作为柳稍湾水库年径流分析参证站的要求，因此以黄陵站为参证站的成果不宜采用。
(3)张村驿站控制面积(4 715 km2)是柳稍湾水库控制面积(114 km2)的25.5倍，控制流域的上游位于甘肃省庆阳地区，大部分处于黄土塬区，入陕西省后进入黄土林区，而柳稍湾水库控制流域全部位于黄土林区，下垫面情况差异较大。同理，以张村驿站为参证站的成果也不宜采用。
(4)临镇站集水区域和柳稍湾水库控制流域均全部处于黄土林区，下垫面情况一致；虽然临镇站的控制流域面积是柳稍湾水库控制面积的6.1倍，且两流域的降水量有所相差，但在计算柳稍湾水库径流量时考虑了降水和流域面积的修正，成果比较合理。
表6 不同方法计算的柳稍湾水库径流量表 104 m3
根据以上分析，本次柳稍湾水库的年径流采用以临镇站为参证站的成果。
3 结语
通过采用两种方法对柳稍湾水库控制流域的年径流量计算方法进行研究，总结了年径流的计算过程和成果取值的合理性。对径流深等值线图法和水文比拟法比较可知，在对该水库控制流域年径流量进行计算时，虽然取不同参证站时的控制流域面积差异较大，降水量也不定相同，但要结合实际情况，考虑到降水和流域面积的修正，选取比较切合实际计算成果。本次研究结论可以为类似工程水文计算提供一点参考。
