張道長 徐紅麗 馮 麗 王 振
水文調查是水文勘測工作的有效補充,按照一定的調查方法和技術規范,明確水文調查的工作內容,將有效彌補水文站網定位觀測的局限性?,F階段在水文站水文調查工作開展過程中,水文調查的范圍還僅限于一定規模的水利工程蓄變量、灌溉畝數、灌溉水量幾項,調查范圍偏小,致使還原得到的水資源量與實際數值相差甚遠,已經完全不能滿足水文調查對于水文勘測的補充作用,故提出調整更新水文調查工作內容。
本文以煙臺市福山水文站、沐浴水庫水文站的水文調查工作為例。通過對福山水文站、沐浴水庫水文站約50年來的實測資料進行統計,分析降水量、徑流量變化。
福山站年斷流天數統計、年徑流量變化趨勢、降水量變化趨勢、徑流系數變化趨勢等,在引入原水文調查數據后,徑流系數及水資源量仍呈大幅下降趨勢。而根據降雨量情況來看,50年來降水資源量變化不太大,缺失的水資源量主要是由于水文調查未能充分發揮作用,部分水量未能統計進去,造成年徑流量呈現下降趨勢。
沐浴水庫水文站位于蜆河干流,流域面積452km2,本次調研分別統計了該站50年降水量、年徑流量、年徑流系數變化趨勢。年降水量變化趨勢見圖1,年徑流量變化趨勢見圖2。

圖1 沐浴水庫流域年降水量變化趨勢圖

圖2 沐浴水庫流域年徑流量變化趨勢圖

表1 沐浴水庫上游水利工程情況表(單位:萬m3)

表2 加入水文調查數據后的沐浴水庫年徑流量及徑流系數表(單位:萬m3)
由沐浴水庫水文站要素變化趨勢可以看出,沐浴水庫水文站流域降水量多年變化趨勢基本平穩,而年徑流量呈減少趨勢,分析其原因為受水利工程建設影響,灌溉及其他用水量呈逐年增加的趨勢,水文調查還原水量偏少。
通過福山水文站、沐浴水庫水文站的年降水量、年徑流量綜合分析可以看出,約50年的水文資料說明,兩個流域年降水量基本平穩,而年徑流量呈整體下降趨勢,說明隨著水利工程建設,工農業用水量逐年增加,水文資料的一致性、代表性受到很大影響,原先的水文調查范圍不能反映真實的水量,必須開展更加充分的水文調查作為補充。
1950年以后,主要經歷了三個時期的水利工程建設期:1950~1970年、1970~1990年、1990 年至今。第一階段為大中型水庫建設期,此階段大興水利主要為滿足農業灌溉和防汛抗洪等需要;第二階段,隨著國民經濟快速發展,城市用水等增加,城市周邊陸續進行攔河閘壩建設;第三階段,工農業生產等取用水量增加,眾多小型水利工程如塘壩大量建設。
現階段水文調查主要針對1990年以前的工程,比較有代表性,而后隨著工農業用水量急劇增加,原有的水文調查代表性就差了許多。
以沐浴水庫為例,原水量調查僅統計到小(一)型水庫以上規模,而大量的?。ǘ┬退畮旌吞翂尾辉诮y計范圍之內,隨著經濟發展,對水的需求增加,大量小型水利工程的供水量逐年增加,嚴重影響了沐浴水庫水文站來水量的代表性。如官道鎮現有?。ǘ┬退畮?座,總庫容143.2萬m3,現有塘壩318座,總庫容511.2萬m3,沐浴水庫上游水利工程情況見表1。如此眾多的小型水利工程如果不進行充分的水文調查,將不能真實反映本區域的水資源狀況,水文資料的代表性將失真。
隨著20世紀90年代大量塘壩的建成,工農業生產對塘壩引、提水量的增加,塘壩總蓄水量和供水量已經遠超過小型水庫的總蓄水量和供水量。如果不開展這方面的調查,將對水文測站的水文調查工作造成極大的影響。
從表1可以計算出,沐浴水庫上游?。ǘ┬退畮旒疤翂慰値烊葸_1848萬m3,占沐浴水庫上游總庫容10135萬m3的18.2%,而小(一)型水庫總庫容才1525萬m3,占比15.0%,小(二)型水庫及塘壩的影響面要大于?。ㄒ唬┬退畮欤绻婚_展這部分的水文調查工作將對本流域的水文監測產生較大影響。
如果對測站上游所有塘壩及以上水利工程開展全面的水文調查工作,其工作量巨大,無法實現水文調查較短時間收集水文及相關資料的優勢,所以要采用一定的工作方法和技術手段。建議采用《水文調查規范》(SL196-2015)的一些技術手段進行水文調查。
(1)小型水庫、塘壩和堰閘等蓄水工程庫容曲線,應采用地形法或斷面法測量。
(2)塘壩等眾多小型水利工程,可進行典型調查,再用面積比法、庫容比法或蓄(放)水量不均曲線法等方法推算調查區內時段蓄水變量。
(3)塘壩等眾多小型水利工程,可選取5%~10%有代表性的水庫設置水量調查斷面進行監測,用于推算流域內的塘壩用水情況。
以沐浴水庫為例,將沐浴水庫斷面以上水利工程用水量,按照建議的調查方法,將計算后的數據加入原水量調查表中,見表2。龍門口水庫為中型水庫,采用實測數據。水文調查中的計算參數采用2011~2015年的煙臺市區域水資源調查報告中的計算參數,重新計算沐浴水庫上游塘壩及以上水利工程用水情況,重新計算徑流量,見表2。
開展水文調查范圍擴大主要存在以下問題:
(1)大量的塘壩均在交通較為不便的區域,開展這些地區的水文調查是一個非常困難的工作,需要大量的人力物力投入。
(2)調查的范圍越廣,越能夠反映水資源的真實情況,現階段僅能開展蓄用水量調查。隨著經濟發展,必然要開展更細致的工業及生活水用量等的調查。
(3)開展典型調查的比例越高越真實,但也將耗費大量的人力物力,所以要找到一個科學合理的中間點,將水文調查的效果最大化。
通過開展水文調查,補充水文測驗的不足之處,將有助于摸清地區水資源利用現狀,為下一步合理開發水資源做好規劃