芻議灌溉水庫典型年法徑流年內(nèi)分配方法的差異

肖 慶，李紅軍

(貴州省黔南州水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，貴州 都勻558000)

0 引 言

地方乙級(jí)設(shè)計(jì)院所做的水利工程以小型水庫居多，由于小型水庫往往缺少同步的灌溉用水量與來水量系列，大部分計(jì)算都采用典型年法進(jìn)行計(jì)算［1］。貴州省目前徑流年內(nèi)分配的方法有水文比擬法、降水年內(nèi)分配法和最早采用的基流回加法。

這3 種方法哪種更合理，沒有明確的定論，本文通過工程實(shí)例，分析這3 種方法在計(jì)算中的差別，利用長(zhǎng)系列法驗(yàn)證兩種方法的精確度。

1 工程概述

斗底水庫位于惠水縣斗底鄉(xiāng)，屬珠江流域紅水河水系壩王河的一級(jí)支流。壩址以上流域面積為8.8 km2，流域多年平均降雨量1 200 mm，多年平均徑流量549萬m3，是一座以人飲和灌溉為主的小(1)型水庫。

水庫死庫容5.45萬m3，總庫容315萬m3，設(shè)計(jì)灌面606.73 hm2，采用管灌，農(nóng)村人飲日供水1 380 m3。其中水庫p =50%保證率的設(shè)計(jì)年來水量為533萬m3［2］。

流域內(nèi)無氣象站點(diǎn)和水文站點(diǎn)分布，附近流域距離壩址最近的觀測(cè)站點(diǎn)是擺金雨量站和惠水水文站，擺金雨量站位于壩王河擺金鎮(zhèn)，距離水庫壩址14 km，惠水縣城下游設(shè)有惠水水文站，該站點(diǎn)以上流域面積為908 km2。

2 典型年的選擇

根據(jù)分析，擺金雨量站1967—2010年資料和惠水水文站1960—2010年資料都具有較好的可靠性、一致性和代表性，可作為分析的參證站。灌區(qū)位于南方多雨區(qū)，作物以水稻為主，灌溉設(shè)計(jì)保證率取80%，人飲設(shè)計(jì)保證率取95%。

根據(jù)擺金雨量站和惠水水文站水文年5—8月以及11—4月的降雨和徑流資料，選取擺金雨量站1993年和惠水水文站1980年作為p =50%的典型年，利用兩個(gè)站不用年份的降雨和徑流年內(nèi)分配比例對(duì)壩址設(shè)計(jì)來水量進(jìn)行分配，并且對(duì)利用擺金雨量站1993年降雨分配過程進(jìn)行分配的壩址來水量進(jìn)行枯水修正［3］。

3 各典型年興利調(diào)節(jié)計(jì)算

根據(jù)水庫設(shè)計(jì)人飲日供水量1 380 m3以及p =80%保證率灌溉用水量過程，進(jìn)行興利調(diào)節(jié)計(jì)算。得到3 種方法的計(jì)算成果見表1。

根據(jù)表13 種方法可以看出，基流回加法所計(jì)算出的興利庫容最小，水文比擬法計(jì)算出的興利庫容最大［4］。

根據(jù)擺金雨量站長(zhǎng)系列資料采用降水徑流同頻率法推求壩址逐年徑流量，用惠水水文站對(duì)應(yīng)年份徑流年內(nèi)分配率來推求壩址長(zhǎng)系列逐年逐月徑流，利用壩址長(zhǎng)系列徑流過程進(jìn)行興利調(diào)節(jié)計(jì)算，對(duì)于灌溉保證率超過80%的灌溉用水不予保證供給，可得到壩址長(zhǎng)系列庫容成果，根據(jù)長(zhǎng)系列計(jì)算成果得到p =95%保證率的興利庫容為265萬m3［5－6］。斗底水庫壩址興利庫容計(jì)算成果排頻結(jié)果見表2。

表1 斗底水庫不同分配過程所得庫容成果表

可以看出，長(zhǎng)系列成果介于直接采用降雨分配和水文比擬法兩種成果之間，而采用基流回加法的成果則偏小［7］。

分析原因，由于各地對(duì)基流的采用值差別較大，基流回加愈多，年內(nèi)分配越均勻，使得工程指標(biāo)越優(yōu)，但往往與附近的水文站資料差別較大，而壩址流域面積較小，來水量不大，使得庫容的差別不是很顯著［8］。

水文站的徑流過程更能夠說明流域?qū)嶋H的來水過程，雖然惠水水文站流域面積908 km2，是設(shè)計(jì)流域面積8.8 km2的103 倍，但水文比擬法成果卻與長(zhǎng)系列成果更為相近，說明設(shè)計(jì)流域和水文站流域面積的差別不是決定采用何種方法的必要條件。

此外，典型年法在選擇典型年時(shí)，務(wù)必多選用幾年進(jìn)行比選，除了要求年、灌溉期徑流值和經(jīng)驗(yàn)頻率與設(shè)計(jì)值相近外，徑流的分配過程也要與設(shè)計(jì)保證率相匹配，不同的典型年造成的庫容差別可能達(dá)到幾倍，有條件的地區(qū)最好采用水文比擬法進(jìn)行計(jì)算。

表2 斗底水庫壩址興利庫容計(jì)算成果排頻表

［1］胡彩霞，謝平，等. 基于基尼系數(shù)的水文年內(nèi)分配均勻度變異分析方法—以東江流域龍川站徑流序列為例［J］.水利發(fā)電學(xué)報(bào)，2012，31(06):07 －13.

［2］黃英，劉新有. 水電開發(fā)對(duì)河流水沙年內(nèi)分配的影響分析［J］. 水科學(xué)進(jìn)展，2010，21(3):386 －387.

［3］劉冬梅，張京恩. 淺論灌溉水庫設(shè)計(jì)的典型年法和長(zhǎng)系列法［J］. 泥沙研究，2000(02):72 －75.

［4］劉吉祥，袁文龍，康愛卿. 典型年和長(zhǎng)系列年計(jì)算方法對(duì)水資源配置結(jié)果影響實(shí)例分析［J］. 黑龍江水利科技，2011，39(01):159 －160.

［5］于甫純，劉麗霞，高淑清. 徑流年內(nèi)分配的隨機(jī)模擬［J］.黑龍江水利科技，1999，27(04):22 －24.

［6］王兆禮，陳曉宏，楊濤. 東江流域徑流序列年內(nèi)分配特征研究［J］. 人民黃河，2011，33(02):37 －39.

［7］馬正耀. 黑河徑流年內(nèi)分配格局變化趨勢(shì)研究［J］. 水文，2011，31(04):92 －96.

［8］高莉芬，沈敏，殳元芳. 模糊集法確定設(shè)計(jì)年徑流年內(nèi)分配［J］. 黑龍江水利科技，1994，22(04):26 －28.