龍門埡水庫灌區水量平衡調節計算

蒙劍婷

（陜西省漢中市水利水電建筑勘測設計院，陜西漢中723000）

龍門埡水庫灌區水量平衡調節計算

蒙劍婷

（陜西省漢中市水利水電建筑勘測設計院，陜西漢中723000）

龍門埡水利水電樞紐工程位于漢中市南鄭縣，系由漢江一級支流漾家河上段筑壩引水，向相鄰流域濂水河紅廟灌區補水，同時向本流域下游灌區補水，該補水灌區分布在不同流域，且是多水源、多渠首、蓄、引相結合、長藤結瓜式的的聯合灌區，如何準確計算灌區的缺水量直接影響水庫工程規模。文中通過分析各灌區蓄、引設施的用水關系，將其合并歸類，劃分流域面積，分別進行供需水平衡計算，確定各灌區缺水過程，進一步確定水庫興利庫容，本文提供的計算思路對大中型聯合灌區的灌溉用水過程計算具有重要參考意義。

龍門埡、興利調節、聯合灌區

1 工程概況

龍門埡水利水電樞紐工程系由漾家河上段筑壩引水，向濂水河紅廟灌區15.33萬畝農田補水，同時向本流域下游勉縣幸福渠、天堰灌區3.9萬畝農田補水，并結合發電的小（1）型跨流域引水綜合利用工程。龍門埡水庫灌區總灌溉面積19.23萬畝，其中，紅廟灌區15.33萬畝，勉縣幸福渠灌區2.11萬畝，天堰渠灌區1.79萬畝。灌區水量平衡計算是以在設計灌溉保證率（P=75%）時滿足各灌區灌溉用水要求的同時滿足龍門埡壩址下游河道生態基流為原則。先利用灌區的自產水、池塘調蓄、河道堰引水等水利設施作調節計算，不足部分由龍門埡水庫補給。

2 灌區情況

2.1 紅廟灌區

紅廟灌區是多水源、多渠首、蓄、引相結合、長藤結瓜式的的聯合灌區，紅廟水庫位于濂水河上游，是灌區主要供水水源。總庫容3381萬m3，其中興利庫容2065萬m3，死庫容225萬m3，滯洪庫容1091萬m3。灌區有小（一）型水庫5座，分別是強家灣、陳家村、華山溝、鐵爐溝、鳳凰山水庫。灌區有小（二）型水庫17座，總控制流域面積37.32 km2，總庫容671.20萬m3，總興利庫容521.33萬m3，總死庫容7.3萬m3，總灌溉面積2.26萬畝。灌區有水塘1796口，合計調蓄庫容為380萬m3。在濂水河上有7條河道堰，與支、干渠共同組成灌溉網絡。紅廟灌區總灌溉面積15.33萬畝，其中紅廟水庫+強家灣水庫灌溉面積6.94萬畝，小（一）總灌溉面積2.22萬畝，小（二）型水庫2.26萬畝，7條河道堰+1796座池塘灌溉面積3.91萬畝。

2.2 幸福渠、天堰灌區

勉縣幸福渠渠首位于元墩水文站上游約6 km的河道右岸，控制流域面積249 km2。灌區跨越勉縣阜川，元墩、鎮川三鎮的2.11萬畝農田。天堰灌區地處漾家河下游元墩至小中壩，灌溉溫泉鎮1.79萬畝農田，天堰灌區是多源頭引水結合池塘蓄水的民營灌區，主要有白馬堰、馬家堰、金功堰、凈水堰等九條堰組成，總長50.67 km。

3 灌區供需水量平衡計算原則

3.1 南鄭縣紅廟灌區缺水量計算

紅廟灌區多種水利設施交叉作用，情況復雜，特別是部分灌區水庫既可給灌區補水，也可直接灌溉干渠以上及以下部分農田，控制灌溉面積很難界定，故將灌區分為四部分進行調節計算：

（1）紅廟水庫+強家灣水庫，紅廟水庫是本灌區的主要水源工程，直接控制灌溉該面積3.62萬畝。強家灣水庫盡管集雨面積小，僅9.5 km2，但控制灌溉面積達3.32萬畝，其主要靠紅廟水庫通過紅廟東干渠補水，兩個水庫聯合運用，故將其劃分為一個片區。同時，紅廟水庫通過東西干渠向灌區部分小（一）型和小（二）型水庫補水，故將小（一）型水庫和小（二）型水庫的缺水量計入紅廟水庫的用水量。

（2）小（一）型水庫，灌區有5座小（一）型水庫，強家灣水庫和紅廟水庫聯合調節，將陳家村、鳳凰山、華山溝、鐵爐溝水庫分別進行調節計算，計算其缺水量。

（3）小（二）型水庫，灌區共有17座小（二）型水庫，每座水庫控制流域面積和灌溉面積較小，將17座小（二）型水庫視為整體，聯合進行調節計算。

（4）河道堰和池塘，灌區在濂水河上有7條河道堰，1796座池塘，其灌溉面積很難界定，故將其看做整體進行調節計算，河道堰無調蓄能力，其缺水部分首先由池塘補給，超過池塘補充能力的缺水部分即為河道堰的缺水。

3.2 勉縣幸福渠、天堰渠灌區缺水量計算原則

勉縣幸福渠渠首位于漾家河流域元墩水文站上游，控制區間流域面積121 km2，灌溉面積2.11萬畝農田，天堰灌區地處漢江支流漾家河下游元墩至小中壩，控制區間流域面積為317 km2，灌溉面積1.79萬畝農田。幸福、天堰灌區均為低壩引水，無調蓄能力，其在用水高峰期的缺水即為龍門埡水庫的用水過程。

4 各灌區用水過程計算

灌溉用水過程：根據各灌區的灌溉面積、土壤類別、作物種植比例、灌溉水利用系數，擬定灌溉制度，求出各灌區保證率P=75%的灌溉用水過程[1]。

河道生態需水量分析：河道生態環境需水量主要考慮維護河流基本生態和污染自凈的基礎流量。由于漾家河流域植被良好，本地區屬水資源較豐富地區，因此采用年平均流量的10%作為生態流量，則龍門埡水庫壩址處的生態流量為0.41 m3/s，年平均生態水量為1292萬m3。幸福、天堰灌區位于漾家河下游，紅廟灌區位于濂水河下游，該地區植被較好，雨量充沛，當河道來水大于灌溉需水量時多余水量就會回到河道下游，并考慮到灌區回歸水利用的因素，河道不會斷流，故在進行三灌區的缺水量計算時可不考慮生態用水。

5 來水過程的計算

5.1 紅廟灌區設計年徑流計算

位于濂水河上游的紅廟水庫是灌區的主要供水水庫，其通過紅廟東西干渠向下游部分水庫補水，或者直接向灌區供水，以調節整個灌區的供需水量平衡。灌區內有小（一）型水庫5座，小（二）型水庫17座及1796口池塘。在濂水河上有7條河道堰，與干、支渠共同組成灌溉網絡。故灌區年徑流量可分為以下幾部分計算：

5.1.1 紅廟水庫入庫設計年徑流計算

紅廟水庫控制流域面積121.3 km2，1960年5月建成蓄水，至今已積累長達近50年的入、出庫徑流資料。本次入庫設計年徑流采用水庫實測的1963~2008年入庫徑流資料。按水文年進行頻率計算，求得水庫不同保證率年徑流量[2]。

5.1.2 小（一）、小（二）型水庫設計年徑流計算

對無實測資料的小（一）型、小（二）型水庫的可供水量計算，采用徑流深等值線法計算其設計年徑流量[2]。

5.1.3 水塘可供水量計算采用復蓄次數法計算。

1796座池塘，合計有效庫容380萬m3，水塘復蓄次數p=75%時取1.5。水塘補水量為570萬m3。

5.1.4 紅廟灌區河道堰設計年徑流計算

紅廟灌區在濂水河上有7條河道堰，分布在紅廟壩址以下到河口的河段上，由于7條河道堰逐級取水，故其對河道天然來水的利用率較高，考慮回歸水等因素，將紅廟水庫以下流域面積561.7 km2扣除小（一）、小（二）型水庫流域面積后為469.6 km2全部計入河道堰的流域面積，其設計年徑流量采用徑流深等值線法推求[2]。

5.2 幸福渠、天堰灌區設計年徑流計算

幸福渠、天堰灌區均屬無實測水文資料區域，其集水面積的設計年徑流采用相似流域水文比擬法計算，即以位于漾家河下游的元墩水文站為參證站，根據該站長達46年的實測徑流資料計算其設計年徑流，再經流域面積和降水量修正，以求得幸福渠、天堰灌區設計年徑流[2]。

5.3 設計用水過程

由于紅廟入庫流量統計的時段僅為月，故以所選的江西營站的三個代表年的徑流年內分配比例為參照，對濂水河流域的紅廟水庫、小（一）、小（二）型水庫和河道堰P=75%的設計年徑流量進行分配，求得其設計來水過程[2]。

漾家河流域的龍門埡水庫壩址、幸福渠、天堰渠灌區設計來水過程，是以選定的元墩站P=75%的三個代表年的徑流資料，分別求出年內分配比例，再乘以各控制斷面的P=75%的設計年徑流量而得。

6 龍門埡興利調節計算

以南鄭縣紅廟灌區及勉縣幸福渠、天堰灌區在設計灌溉保證率（P=75%）時滿足各灌區的缺水量為龍門埡水庫灌溉用水量，采用設計代表年法作庫興利節計算[3]。

龍門埡水庫庫區及壩址屬于中等偏好的地址條件，其年滲透量較小，漾家河流域氣候濕潤，降雨充沛，蒸發量較少，在對龍門埡水庫在進行調節計算時，水面蒸發和滲漏量損失按經驗取月平均庫容的0.75%。

龍門埡水庫的水利調節計算考慮了生態基流，包括幸福、天堰灌區的灌溉用水，任何時候放入下游河道的總流量不低于0.41 m3/s，即當下游灌區的灌溉需水量為零時，水庫需放生態流量0.41 m3/s；當下游灌區的灌溉用水大于0.41 m3/s時，水庫向下游的補水等于下游灌區的灌溉用水；當下游灌區的灌溉用水大于零小于0.41 m3/s，水庫除了補充下游灌溉用水外，還需補充一部分生態基流，但總流量等于0.41 m3/s。

龍門埡水庫的水利調節計算得龍門埡水庫興利庫容為767萬m3。

7 結論

對于多水源、多渠首、蓄、引相結合、長藤結瓜式的的聯合灌區，理清灌區內各水庫、低堰、灌渠之間的關系，合理的劃分計算片區，是準確進行灌區水量平衡計算的前提。

[1]GB 50288-99，灌溉與排水工程設計規范[S].北京：中國水利水電出版社，1999.

[2]陜西省漢中地區水電局，漢中地區實用水文手冊[M].1988.

[3]周之豪，水利水能規劃第二版[M].北京.中國水利水電出版社，1996.

S74

B

1673-9000（2017）03-0150-02

2017-04-06

蒙劍婷（1986-），女，漢族，陜西旬邑縣人，助理工程師，主要從事水利水電工程設計工作。