伊河洛陽市區段河道治理中多級水面水量平衡計算分析

楊 帆

（1.洛陽水利勘測設計有限責任公司，河南 洛陽 471000；2.鄭州大學水利科學與工程學院，河南 鄭州 450001）

1 工程概況

伊河屬黃河流域伊洛河支流，發源于洛陽市欒川縣陶灣鄉的悶墩嶺，自西向東流經嵩縣、伊川、洛陽、偃師等市、縣，到偃師市顧縣鎮的楊村與洛河匯流后稱為伊洛河，河道干流長度264.8 km，流域面積6029 km2。伊河洛陽市區段河道治理工程自龍門焦枝鐵路橋至偃師市顧縣鎮楊村伊河河口，總長37.37 km。洛陽市伊河市區段河道治理一期工程位于焦柳鐵路橋與伊濱區佃莊鎮之間伊河上，共規劃布置六級橡膠壩形成六級水面。一級壩位于焦柳鐵路橋下游2.0 km 處；二級壩位于希望大橋下游800 m 處；三級壩于高鐵大道以下1050 m；四級壩位于洛偃快速通道以下860 m；五級壩位于開拓大橋下游150 m 處。伊河洛陽市區段第六級水面工程回水長度為7.35 km，形成水面面積270 hm2(合4050 畝)，蓄水量607 萬m3。工程主要有攔河壩段和控制室段組成。攔河壩總長1400 m，其中橡膠壩段長660 m，兩岸灘地寬頂堰段長度為740 m，控制室段長度為18 m。上游防滲鋪蓋長100 m，主槽段下游消力池長21 m，深1.5 m，海漫長度25 m，邊跨段下游消力池長15 m，深1.0 m，海漫長度20 m，左右岸控制室總面積216 m2，管理房總面積452 m2。詳細參數見表1。

表1 伊河規劃6 級水面工程參數表

2 水量平衡分析

為了解該水面工程建成后蓄水情況，故進行水量平衡分析計算[1～3]。由于規劃六級水面為梯級開發，水面首尾相接，蓄水相互關聯，所以對六級水面及已建龍門水面合并后進行綜合水量平衡分析計算。

2.1 蓄水量

伊河市區段龍門水面工程，形成水面面積52.5 hm2，蓄水量為84.1 萬m3。一期治理段已建五級水面工程，可形成水面面積合計為592.6 hm2，蓄水量合計1331.9 萬m3。第六級水面工程建成后可形成水面面積合計為862.6 hm2，蓄水量總計1938.9 萬m3。

2.2 上游來水量

蓄水區來水由伊河天然徑流補給。其上游嵩縣境內有大型水庫- 陸渾水庫。該水庫1959 年開工，1965 年竣工蓄水。水庫建成后，經過多年運行，對其下游洪水調節等綜合效益發揮著積極作用。在陸渾水庫和本治理工程間龍門區段內，國家建有龍門水文站。龍門水文站自1956 年至2008 年共有53 年實測年徑流資料，見圖1。

圖1 龍門水文站實測年徑流曲線

本次頻率分析計算考慮到陸渾水庫的作用，選用1966 年～2008 年共43 年實測年徑流資料，并將伊東渠引水還原后，從整體上計算本次治理工程上游來水。頻率分析采用P-Ⅲ曲線進行適線，經過統計分析樣本均值Ex=5.89，經過調試選取參數CV=0.98，CS=2.45 的線形，見圖2。

圖2 龍門水文站43 年徑流量P-Ⅲ曲線

最終龍門站各頻率年徑流成果見表2。

表2 龍門站各頻率年徑流量表

選P=10%、50%、90%三種典型年，分別為1983 年、2004 年、1981 年。按實測年內月分配比例將各頻率年平均流量分配到各月，見表3。

2.3 損失水量

2.3.1 龍門水面工程庫區滲漏

龍門水面工程已運行多年，根據水面工程管理單位提供統計數據，龍門水面工程滲漏見表4。

2.3.2 伊河市區段河道一期治理各級水面工程庫區滲漏（共六級）

根據地質勘察報告，一級水面工程采用防滲措施后庫區滲漏總量為1.66 萬m3/d，二級水面工程采用防滲措施后庫區滲漏總量為2.47 萬m3/d，三級水面工程采用防滲措施后庫區滲漏總量為2.77 萬m3/d，四級水面工程采用防滲措施后庫區滲漏總量為2.65 萬m3/d，五級水面工程采用防滲措施后庫區滲漏總量為2.53 萬m3/d，六級壩工程采用防滲措施后庫區滲漏總量為4.26 萬m3/d。各級水面工程的月滲漏損失量見表5。

表3 伊河龍門站典型年各月平均流量表

表4 龍門水面工程各月滲漏損失水量表

表5 第一～六級水面工程各月滲漏損失水量表

2.3.3 伊東渠灌溉用水

依據伊東渠灌溉面積，其灌溉用水見表6。

2.3.4 水面蒸發

洛陽多年平均水面蒸發量為1500 mm，陸面蒸發量約500 mm，年蒸發損失為1000 mm，水面工程建成后可形成水面面積總計為862.6 hm2，水面蒸發損失量為862.6 萬m3/年（蒸發損失為設計壩高情況）。其各月水面蒸發損失量見表7。

2.4 水量平衡計算

水面工程蓄水平衡計算是按龍門水文站保證率為：P=10%、50%、90%三種典型年月來水量減去損失水量，包括庫區滲漏、水面蒸發、灌溉用水剩余水量作為水面工程的來水，水面工程蓄滿后溢流。其中主汛期8、9 兩個月不蓄水。水量平衡計算結果見表8、表9、表10。

表6 伊東渠各月灌溉用水量表

表7 各月水面蒸發損失水量表

表8 伊河市區段水面工程建成后水量平衡計算表（10%（豐水年））

表9 伊河市區段水面工程建成后水量平衡計算表（50%（平水年））

表10 伊河市區段水面工程建成后水量平衡計算表（90%（枯水年））

2.5 水量平衡分析

通過蓄水平衡計算可知，在三個典型年36 個月中，因設置自動塌壩裝置可考慮汛期蓄水，共有36 個月；在扣除損失水量后，有11 個月不能滿足蓄水要求，其滿蓄概率為69.44%。

3 結論

通過多級水面的水量平衡分析，可為工程的布置、結構、防滲等方面的設計提供依據，也為多級水面的聯合調度運行管理提供科學的參考。洛陽市伊河市區段六級水面工程作為伊河水生態文明示范區水系工程的重要組成部分，不僅對將水生態示范區乃至洛陽市打造成為山水園林相間、生態環境優美、功能設施齊全、現代氣息濃郁的中西部最佳人居環境城市具有重要意義，而且可增大市區河水下滲，填平伊河兩岸水源地下降漏斗，加大水源地抽水量，緩解市區用水矛盾，社會效益、環境效益顯著。