探討涇河景村水文站旱限流量分析計算

崔 俊

（陜西省西安水文水資源勘測局 陜西 西安 710100）

1 景村水文站概況

景村水文站設立于1963年3月，位于陜西省彬縣新堡鄉景村，地理坐標為東經108°08′,北緯35°00′，集水面積40281km2，斷面以上266.1km，河道平均比降2.65‰，至河口距離189km，是涇河干流的重要控制站之一。設上、中、下三個斷面，基本水尺斷面兼流速儀和浮標中斷面，固定于中斷面測流。

水文特征值：實測最高水位824.35m（出現時間，1977年7月6日），實測最大流量6290m3/s（出現時間，1966年7月27日），建站以來最大流量8150m3/s（出現時間，1966年7月27日），實測最低水位812.99m（出現時間，1973年8月1日），實測最小流量1.00m3/s（出現時間，1973年7月8日）;多年平均降雨量553.1mm，多年平均蒸發量943.2mm，多年平均徑流量14.77百萬m3，多年平均含沙量141.3kg/m3。徑流量年內變化不均，7月～10月徑流量約占全年徑流量的61%。全年徑流各月分配情為：1月3.2%、2月4.0%、3月6.2%、4月4.7%、5月5.4%、6月5.6%、7月16.4%、8月20.4%、9月14.3%、10月10.1%、11月6.0%、12月3.7%。

2 旱限流量確定的原則

以提升抗旱保障能力和預警監測水平為目的，重點突出干流，兼顧部分支流的原則開展旱限流量確定。

景村水文站水文斷面旱限流量確定原則：

（1）依據用水類型及方式，選擇城鄉供水、企業生產、農業灌溉及環境生態等用水需求作為主要分析因子，結合河道特點，確定流量作為主要旱限指標。

（2）旱限流量采用城鄉供水、企業生產、農業灌溉、環境生態等分析因子的用水總量進行換算確定。

3 河道實測來水量和現狀用水量調查

3.1 水文站實測徑流過程

景村水文站1964年～2010年實測最大徑流量3822百萬m3，出現在1964年；實測最小徑流量587百萬m3，出現在2009年；多年平均徑流量1377百萬m3。

3.2 分類用水現狀調查

涇河景村水文站控制河段，涇河主要流經彬縣和淳化縣。經確定這兩個縣城境內，沒有取水工程，也無城鎮生活生產用水，工業生產用水，農業灌溉用水。

4 旱限流量確定

圖1 景村水文站位置圖

圖2 景村水文站歷年年徑流量過程線

旱限流量指標是指在維持河流生態系統運轉基本流量的基礎上，綜合考慮斷面下游區間生產、生活用水要求而確定的斷面下泄流量。該指標作為正常年份的斷面流量控制要求，遇特枯年份，按照水量調度指標管理，并及時啟動應急預案。

在確定旱限流量控制斷面時，根據斷面所在流域面積情況，斷面所在流域地市經濟社會發展狀況及斷面所在流域水資源開發利用情況，既考慮斷面上游的用水情況，又考慮斷面下游的用水需求；同時既考慮斷面現狀的用水需求，又考慮斷面未來的用水需求。

圖3 景村水文站年徑流量差積曲線

圖4 景村水文站年徑流逐年累積變差系數Cv年際變化圖

4.1 資料選用情況說明

（1）代表性分析。景村水文站選用資料系列為1964年～2010年共47年。這47年資料系列中，全省降水量、徑流量呈豐枯周期性變化，點繪景村水文站1964年～2010年徑流量過程線（圖2）和年凈流量差積曲線（圖3）可以看出，景村水文站年徑流量在1964年～2010年期間豐枯呈周期性變化。在1964年～2010年47年系列中，景村水文站年徑流量大于均值的有20年，小于均值的有27年。有豐水年組1966年～1970年，1975年～1978年等；枯水年組1997年～2002年，2004年～2010年；平水年組1979年～1985年，1990年～1994年等；其中豐水年、平水年、枯水年都有。從1964年起順時序計算不同系列長度的變差系數Cv，并點繪成圖（圖4），反映了Cv隨年際的變化過程，從圖中可看出變差系數趨于穩定。說明1964年～2010年徑流資料系列最具有代表性，能夠滿足旱限流量分析計算要求。

（2）一致性分析。景村站控制河段上下，無人類重大活動，不影響實測資料一致性，無須進行還原或還現處理。

（3）可靠性分析。選用資料系列為景村站1964年～2010年資料整編刊印成果，資料可靠。

4.2 設計年徑流分析計算

（1）徑流系列的確定：采用長系列法進行設計年徑流計算。

（2）設計年徑流的計算：根據景村水文站的1964年～2010年逐月來水量資料，分析75%設計頻率和95%設計頻率的徑流量。

（3）徑流年內月分配：95%設計頻率代表年徑流量657.7百萬m3，以其最不利組合的月分配，選擇設計代表年為1989年，采用同倍比放大法得到設計年月分配，各月來水量成果見表2。

4.3 需水量分析

4.3.1 下游區間河段調查用水量分析

經調查，景村控制河段下游彬縣、淳化境內均無取水、用水。

4.3.2 需水量預測

根據調查，景村控制河段內均無城鎮生活、工業、農業灌溉用水。

4.3.3 河道生態流量

采用的實測系列水文資料大體上反映了斷面上游現狀開發利用情況下的用水水平，所以基本上依此預留河道生態流量。河道生態流量采用三種方法確定。

（1）選取斷面多年平均流量的10%作為生態需水量。

（2）取逐年最小月平均流量的90%保證率流量。

（3）取近十年逐年最小月平均流量的90%保證率流量。

表1 不同設計頻率下的逐月來水量 單位：百萬m3

表2 代表年各月來水成果表及最不利組合 單位：百萬m3

表3 選取斷面多年平均流量10%計算的生態需水表 單位：m3/s

表4 90%保證率計算的生態需水表 單位：m3/s

表5 90%保證率計算的生態需水表 單位：m3/s

表6 涇河景村斷面生態需水表 單位：m3/s

選取三種方法中的最大值作為該斷面處的河道生態需水量。

方法1：選取斷面多年平均流量10%作為生態需水量。

景村水文站測驗斷面多年平均流量為41.6m3/s，按10%計算，生態流量為4.16m3/s。但由于5月～10月蒸發量大，溫度高，所以生態需水按計算值1.5倍確定。詳見表3。

方法2：取逐年最小月平均流量的流量。

采用1964年～2010年的月年實測資料系列，在逐年的月年流量資料系列中，挑選最小的月平均流量，得到實測最小月平均流量系列，組成頻率分析計算樣本，采用頻率計算程序，進行頻率分析計算，適線時既要考慮點群趨勢，同時還要考慮照顧到曲線中下部點群的分布趨勢，在相同的倍比條件下，頻率適線后的變差系數Cv值一般要比計算的Cv值大。計算成果見表4。

方法3：取近十年逐年最小月平均流量的90%保證率流量。

采用2001年～2010年的月年實測資料系列，在逐年的月年流量資料系列中，挑選最小的月平均流量，得到實測最小月平均流量系列，組成頻率分析計算樣本，采用頻率計算程序，進行頻率分析計算，適線時既要考慮點群趨勢，同時還要考慮照顧到曲線中下部點群的分布趨勢，在相同的倍比條件下，頻率適線后的變差系數Cv值一般要比計算的Cv值大。計算成果見表5。

方法2和方法3計算結果相近，所以選擇方法2，用長系列資料計算所得結果，做為景村斷面河道生態需水量，詳見表6。

4.4 旱限流量確定

綜上所述，涇河景村水文站控制河段只需考慮生態需水。所以初步確定景村斷面逐月旱限流量，結果詳見表6。

5 合理性分析

根據1964年～2010年47年最小流量資料統計，景村水文站各月出現低于旱限流量的次數分別為1月出現6次、2月出現4次、3月出現4次、5月出現3次、6月出現6次、7月出現2兩次、8月出現3次、9月出現5次、10月出現4次、11月出現4次、12月出現6次。從此可得出，1月、6月、12月為全年相對比較干旱時期，旱限流量出現頻率約為12.5%，重現期約為8年一遇。因此該成果確定合理。※