魁龍水庫水文要素特征分析

李光建

（遵義水利水電勘測設計研究院 貴州遵義 563000)

引言

魁龍水庫正常蓄水位 630m、死水位 602m，正常庫容 979萬 m3、死庫容71.9萬 m3、興利庫容 907萬 m3、總庫容 1152萬 m3、水庫規模為中型、工程主要建筑物等級屬Ⅲ等。計劃施工總工期36個月，概算總投資27445萬元。根據余慶氣象站和余慶水文站積累多年的水文氣象資料，從降雨、徑流、洪水、泥沙、水質等方面，對魁龍河水文特性進行分析，以確保水庫工程規劃建設合理利用水資源，避免生態環境惡化、生態破壞等嚴重后果發生，推動工程安全可靠、高效持續、節能經濟的建設。

1 流域概況及氣象

魁龍水庫位于余慶縣小腮鎮魁龍村的魁龍河下游，水庫壩址位于東經107°51′30″，北緯27°12′21″，距余慶縣城直線距離約2.5km。水庫所在河流魁龍河系余慶河左岸一級支流，全流域面積20.2km2，多年平均徑流量1050萬m3。魁龍水庫壩址以上流域面積 19.3km2，占全流域面積的96%，多年平均徑流量982萬m3。根據《余慶縣城供水配置方案》，魁龍水庫工程為魁龍河和鄰近的小溪河聯合開發方案，采用隧洞自流引小溪河水至魁龍水庫。小溪河屬余慶河左岸一級支流，全流域面積 28.3km2（余慶境內流域面積23.9km2)，多年平均徑流量 1472萬 m3。小溪河壩址以上流域面積 20.1km2，占全流域面積的71%，多年平均徑流量1028萬m3。

區域屬亞熱帶季風氣候區，氣候溫和濕潤，雨量豐沛，光水熱同季。根據余慶縣氣象站1951～2010年系列資料統計，多年平均氣溫16.6℃，多年極端最高氣溫38.1℃，多年極端最低氣溫-6.4℃，最熱月七月平均氣溫25℃，多年平均無霜期297天，年平均最大風速12m/s。多年平均降雨量1091.8mm，其中最大年降水量1462.1mm（1967年)，最小年降水量708.3mm（1981年)。

2 降雨

2.1 統計參數的分析及參數的地區分布

對余慶縣氣象站年雨量資料系列 1961～2010年采用頻率計算，并用P—Ⅲ曲線適線，變差系數 Cv參考計算并根據適線確定，偏態系數經分析采用Cs＝2Cv。根據流域地理特點，結合“貴州省 1956～2000同步期年降水量均值等值線”，余慶縣城及周邊地區年降水量多在1080mm左右；北部的烏江河谷稍低，年降雨量多在1050mm左右。年降雨量變差系數 Cv值在 0.18左右，魁龍水庫流域距余慶縣氣象站較近，氣象站降水資料與設計流域基本一致，故魁龍水庫壩址以上流域及小溪河流域年平均降水量取1091.8mm，Cv=0.18，年雨量最大值1462.1mm，年雨量最小值708.3 mm。

2.2 降水量的年際年內變化

降水量年際變化以豐、平、枯水年相互交替出現為主，連續的豐水年組有 1967～1969年，1973～1976年，1993～1996年，連續的平水年組有1977～1979年，2002～2004年，連續的枯水年組有 1970～1972 年，1983～1990 年，2005～2007年，年際變差系數0.18。

降水年內變化極不均勻，以余慶縣氣象站資料分析，最大連續4個月（5～8月)多年平均降水量占全年降水量的58.2%，豐水期6個月（5～10月)多年平均降水量為816.7mm，占全年降水量的74.8%，年際變差系數0.23。枯水期6個月（11～4月)多年平均降水量為 275.1mm，占全年降水量的25.2%，年際變差系數0.32。降水量最大月份為6月份，多年平均降水量為187mm，占全年降水量的 17.1%。降水量最小月份為 12月份，多年平均降水量為21.3mm，占全年降水量的 1.95%。

3 徑流

3.1 徑流特性

設計流域均屬山區雨源性河流，多年平均徑流深為 520mm左右，徑流分布規律與降水基本一致，汛期 5～10月徑流量占全年徑流量的75.8%，年際變化也大，變差系數0.33，枯季徑流相對穩定。

3.2 天然徑流

魁龍水庫壩址處1961～2010年各年逐月（天然)徑流系列資料按水文年統計，其多年平均徑流量1003萬m3，最大年徑流量1617萬m3（1967～1968年)，最小年徑流量489萬m3（1981～1982年)，分別是多年平均徑流量的 1.61倍和 0.49倍。汛期（5－10月)徑流量（753萬 m3)占年徑流量（1003萬 m3)的 75.1%，枯季（11－4月)徑流量（250萬 m3)占年徑流量（1003萬m3)的24.9%。

3.3 設計徑流

設計徑流采用“降雨徑流頻率相應法”推求，所推求的徑流系列為天然狀況下的徑流系列成果，故還需對徑流系列作“還現”處理得到設計徑流（即扣除流域內用耗水)。魁龍水庫壩址處1961～2010年各年逐月（設計)徑流系列資料按水文年統計，其多年平均徑流量982萬m3，最大年徑流量 1596萬 m3（1967～1968年)，最小年徑流量466萬m3（1981～1982年)，分別是多年平均徑流量的1.63倍和0.47倍。汛期（5－10月)徑流量（735.3萬 m3)占年徑流量（982萬m3)的74.8%，枯季（11－4月)徑流量（246.9萬m3)占年徑流量（982萬m3)的25.2%。小溪河壩址處 1961～2010年各年逐月（設計)徑流系列資料按水文年統計，其多年平均徑流量1028萬m3，最大年徑流量1667萬m3（1967～1968年)，最小年徑流量491萬m3（1981～1982年)。

4 洪水

4.1 設計暴雨

根據余慶縣氣象站實測年最大日暴雨量（1937～2010年)系列資料作頻率計算，并結合《貴州省短歷時暴雨統計參數等值線圖集》之“年最大 24小時點雨量均值等值線圖”和“年最大24小時點雨量Cv值等值線圖”查值成果綜合分析，設計流域洪水計算暴雨成果采用值H24=91.10mm，Cv=0.45，Cs=3.5Cv。1小時暴雨根據《貴州省短歷時暴雨統計參數等值線圖集》查算為S=40.0mm，Cv=0.40，Cs=3.5Cv，成果見表1所示。

4.2 設計洪水

魁龍水庫洪水由魁龍河流域洪水和小溪河引洪水量共同組成。魁龍河和小溪和洪水均由《貴州省特小流域暴雨洪水計算方法》中的相應公式分別計算后組合而成，成果見表2所示。

由于小溪河洪水可通過隧洞引至魁龍水庫，所以魁龍水庫設計洪水還需要考慮引洪量，該隧洞最大允許過流量為6.50m3/s。首先根據小溪河攔河壩壩址處洪水過程線對其中大于 6.50m3/s的部分作棄水處理，得到隧洞引洪過程線，再與魁龍河壩址處同頻率洪水過程線對應合并,得到魁龍水庫壩前設計洪水過程線。設計洪水洪峰流量、最大24小時洪量成果如表3所示。

表1 設計流域設計暴雨成果表

表2 設計流域各頻率設計洪水成果表

表3 （小溪河引洪后)魁龍水庫壩前各頻率設計洪水成果表

5 泥沙

魁龍河和小溪河兩個流域下墊面情況相似，流域內植被較好，農墾度一般。參考《貴州省地表水資源》之“懸移質多年平均侵蝕模數分區圖”， 本區域懸移質多年平均侵蝕模數多在200～500t/km2·年。結合現場踏勘情況綜合分析后確定侵蝕模數采用 350t/km2·年。魁龍河水庫壩址以上流域面積 19.3km2，則懸移質年輸沙量為 6760t，泥沙容重按 1.3t/m3計，則懸移質年輸沙量為5200m3。通常情況下推移質多按懸移質的20%考慮，但本流域較為特殊，經現場調查，流域內植被雖然較好，但流域內多數河段河床及兩岸坡多出露下第三系碎屑巖類礫巖，根據室內試驗，該地區礫巖弱風化飽和抗壓強度一般15～20Mpa，屬軟巖類，強度較低，抗沖刷性也較差，河道內推移質多為1～2m厚，較其它地區流域面積、侵蝕模數及河道坡降相近的河流推移質明顯偏多，基于此，本流域的推移質按懸移質的30%考慮，為 1560m3。小溪河壩址以上流域面積20.1km2，年輸沙量為 5420m3。經隧洞引水至魁龍水庫的多年平均引水量為608萬m3，占年徑流量的 59%，由于在隧洞前設置有沉沙池和攔污柵，故不考慮推移質進入水庫。因此，小溪河每年經過隧洞進入魁龍水庫的懸移質輸沙量有3200m3。兩者合計，魁龍水庫懸移質年輸沙量為8400m3，推移質為1560m3。

6 水質評價

魁龍水庫工程的主要任務是城市供水，水源主要為魁龍河和小溪河河水。為了進一步了解水質情況，按水質檢測的相關規范要求，有關單位分別對魁龍河、小溪河壩址河段水質進行了取樣檢驗。根據水質化學分析報告，對照《地表水環境質量標準》（GB3838-2002)，從檢測的指標來看，按單因子評價法評定，魁龍河水庫壩址河段和小溪河攔河壩壩址河段現狀水質屬地表Ⅲ類水質，從已檢測的指標來看，可滿足城市供水水源地水質要求。

7 結束語

魁龍水庫為魁龍河和鄰近的小溪河聯合開發方案，設計水平年（2020年)日供水量 3.21萬m3/d，年供水量為 1170萬 m3/a。水資源開發利用率73.6%。工程實施后，對促進區域內經濟的發展和保持社會穩定起著積極重要的作用，具有良好的經濟效益和社會效益。