佛耳崗水庫旱限水位分析研究

□ 王 冰（河南省許昌水文水資源勘測局）

0 前言

水旱災害歷來是人類面臨的主要災害，近年來，受全球氣候變化影響，我國干旱災害頻次增加、范圍擴大、損失加重，特別是近3年來河南省及許昌市出現持續干旱，給居民生活、工農業生產及生態環境帶來嚴重影響。旱限水位（流量）是確定江河湖庫干旱預警等級的重要指標，是做好預警應急工作，啟動抗旱應急響應級別的重要依據。

1 干旱及干旱指標的概念

干旱通常指因降水減少或入境水量不足，造成工農業生產和城鄉居民生活以及生態環境正常用水需求得不到滿足的現象，通常有農業干旱、城市干旱、牧業干旱等。

常用的干旱指標有:土壤相對濕度、降水量距平百分率、連續無雨日數、作物缺水率、斷水天數、城市干旱缺水率等。根據相關指標可分為輕度干旱、中度干旱、嚴重干旱、特大干旱。

但對工農業生產生活來說，江河湖庫的水位（流量）、水位（蓄水量）也是一個反映干旱情況的重要指標。文章重點討論江河湖庫的干旱，因此著重探討旱限水位（流量）這一反映干旱的指標。旱限水位（流量）指江河湖庫水位持續偏低，流量持續偏少，影響城鄉生活、工農業生產、生態環境等用水安全，應采取抗旱措施的水位（流量）。現以佛耳崗水庫為例，分析其旱限水位確定。

2 佛耳崗水庫概況

佛耳崗水庫位于雙洎河中游，長葛市官亭鄉境內，屬淮河流域沙潁河水系，賈魯河支流，水庫上游河長82km，控制流域面積1338km2，總庫容4100萬m3，屬中型水庫。水庫防洪標準為:設計標準為50年一遇，校核標準為100年一遇。

水庫樞紐工程由主壩、溢洪道、泄洪閘、交通橋、東干渠渠首閘、北干渠渠首閘，電站進水閘等建筑物構成。主壩為均質土壩，壩頂高程98.00m,最大壩高14.10m,防浪墻長1700m,高1.20m，主壩全長550m，壩底寬10m，溢洪道溢流堰長93m，堰底高程93.00m，汛限水位93.50m，興利水位94.00m,興利庫容1600萬m3，水庫主要水位特征值見表1。

表1 佛耳崗水庫主要水位特征值表

佛耳崗水庫共有3處取水口，各取水口高程見表2。

表2 佛耳崗水庫取水口高程統計表

3 旱限水位的確定

水庫旱限水位（流量）的確定方法:首先分析水庫的供水任務，并結合設計來水情況進行綜合分析，然后以逐月滑動計算的水庫應供水量與死庫容之和最大值所對應的水庫水位作為依據，并考慮庫內取水設施高程等因素，綜合分析確定。

佛耳崗水庫以防洪，灌溉為主，兼有水力發電、水產養殖等功能。需要根據其供用水指標來確定。

3.1 用水指標

3.1.1 農業灌溉用水

統計2000-2011年實際灌溉用水量，由于各月灌溉水量呈明顯季節差異，以歷年各月實際灌溉水量均值作為各月灌溉需水量，年灌溉總供水量均值981.78萬m3。

3.1.2 發電用水

2000、2001、2002年水庫電站沒有發電，統計2003-2011年實際發電用水量，由于各月發電用水量差異較大，以歷年各月實際發電用水量均值作為各月發電需水量，年發電總用水量均值4232.29萬 m3。

3.1.3 環境生態用水

統計采用水庫近10年平均來水量的10%計算，年環境生態需供水量1170.79萬m3。

3.2 水庫來水

統計分析1980-2012年水庫逐月來水量資料，計算水庫多年平均來水總量為10421.63萬m3，按偏旱年景75%設計頻率分析計算來水量為6912萬m3，選取1998年作為水庫來水典型年。

3.3 水庫應供水量

水庫各月應供水量等于月用水總量與水庫各月設計頻率來水量之差。根據各月用水總量及各月水庫來水量分析計算，分別設定干旱預警期一個月、兩個月和三個月，對應以逐月滑動，兩個月滑動和三個月滑動計算各月應供水量。

3.4 旱限水位確定

水庫旱限水位以逐月滑動計算的水庫應供水量與死庫容之和所對應的水庫水位作為依據，并考慮庫內取水設施高程等因素，綜合分析確定。

按75%偏旱年景逐月滑動計算的月最大應供水量為3月份的145.30萬m3，水庫死庫容275萬m3，則應供水量與死庫之和最大值為420.30萬m3，查庫容曲線得相應水位90.79m。

按75%偏旱年景兩個月滑動計算的月最大應供水量為3月份的241.36萬m3，水庫死容275萬m3，則應供水量與死庫容之和最大值為516.36萬m3，查庫容曲線得相應水位91.16m。

按75%偏旱年景三個月滑動計算的月最大應供水量為2月份的263.22萬m3，水庫死庫容275萬m3，則應供水量與死庫容之和最大值為538.22萬m3，查庫容曲線得相應水位91.23m。

4 結論

佛耳崗水庫以防洪、灌溉為主，綜合考慮水庫多年運行情況和歷年各月最低水位出現幾率，確定干旱預警期為三個月，旱限水位91.23m，相應庫容538.22萬m3。

根據佛耳崗水庫1983-2011年的多年月、年最低水位資料，統計低于91.23m的各月出現次數及年出現次數見表3。由佛耳崗水庫歷年月、年最低水位低于旱限水位次數統計表看出，佛耳崗水庫各月最低水位低于旱限水位次數5月最多，一共3次，出現頻率3/19=16%，重現期接近5年一遇；從年最低水位低于旱限水位情況來看，在19年中，共6年最低水位低于旱限水位，出現頻率為32%，重現期3年一遇；旱限水位基本合理。

表3 佛耳崗水庫歷年月、年最低水位低于旱限水位次數統計表

[1]葉守澤，詹道江.工程水文學[M].北京:中國水利電力出版社,2000.

[2]朱勇華,邰淑彩,孫韞玉.應用數理統計[M].武漢:武漢水利電力大學出版社,2000.