遼河流域渾河和太子河典型年缺水量分析

查曼麗

（沈陽市水利規(guī)劃院設計一室，遼寧沈陽110015）

1 區(qū)域概況

渾河流域沈撫段自大伙房水庫壩下至謨家堡閘（渾河閘），全程長為75.2 km。全年降雨量主要由季節(jié)分配，降水量大致在600～800 mm 之間，受季風影響，降水主要集中在夏季。日夜溫差較大，四季分明，全年無霜期155～180 d。該河段內現(xiàn)有攔河閘、壩11 座，橋梁24 座及穿河建筑物（八三隧道、五愛隧道）2 座，在建穿河建筑物（地鐵隧道）1 座，支流河19 條。渾河流域沈撫段區(qū)域內水文監(jiān)測站有2 座，分別是撫順（二）站和沈陽（三）站。

2 數(shù)據(jù)來源和計算方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源于《遼河流域水文資料（第3 冊）：渾河、太子河系》中撫順（二）站和沈陽（三）站1964—2014 年，小市（二）站和本溪（五）站1951—2014 年長期日水文觀測數(shù)據(jù)。

2.2 年型的劃分方法

GB/T 22482-2008《水文情報預報規(guī)范》中采用距平值P作為年型的劃分標準。距平值P=（某年年徑流量-多年平均徑流量）/多年平均徑流量×100%。

2.3 基本生態(tài)需水量估算方法

渾河和太子河都屬于典型的季節(jié)性河流，年內降雨量不均衡，為保障河道全年生態(tài)水量，對SL/Z 712-2014《河湖生態(tài)環(huán)境需水計算規(guī)范》水文學方法中的流量歷時曲線法進行了改進，即月保證率法。根據(jù)歷史流量資料構建月流量歷時曲線，采取每月水量保證率對應的流量作為基本生態(tài)需水量。規(guī)范規(guī)定，在利用長系列水文資料分析最枯月（旬、日）頻率時，可根據(jù)河流水生態(tài)特點，為河流保護和管理目標適當調整保證率。因此，根據(jù)北方河流特點，年內各月分為枯、豐、平水期，對應的保證率分別采用90%，50%，75%；在月保證率前提下，參考國際河流流量推薦值，天然徑流量的10%～60%，設定最小、適宜、理想生態(tài)需水量分別為天然徑流量的20%，40%，60%；當計算的最小生態(tài)水量占天然徑流量小于10%時，取當月天然徑流量的10%作為最小生態(tài)需水量。

2.4 基本生態(tài)缺水量估算方法

河道缺水狀態(tài)通常是指河道的水量不能滿足河流的形態(tài)以及生態(tài)功能，即河流水量小于基本生態(tài)需水量，因此，基本生態(tài)缺水量按下式計算：

式中：q——河道基本缺水量，m3，q<0 時，q 取0，表示河道不缺水；qs——河道水量，m3；qx——河道基本需水量，m3。

為分析豐水年、平水年、偏枯水年、特枯水年典型水文年缺水量情況，典型水文年河道水量qs采用基本生態(tài)需水量計算方法計算。

3 典型年基本生態(tài)缺水量研究

3.1 年型劃分

對渾河流域沈陽（三）水文站1964—2014 年、太子河流域本溪（五）水文站1951—2014 年進行豐平枯年型的劃分，劃分結果如表1。

表1 豐平枯年型的劃分結果

由表1 可看出，沈陽（三）和本溪（五）水文站出現(xiàn)偏枯和特枯頻率50%以上，徑流量幅度較寬。太子河偏枯和特枯水年出現(xiàn)頻率較高，比例高達55%。由此可知，河流出現(xiàn)缺水的情況較多。

3.2 河道水量和基本生態(tài)需水量

太子河流域本溪段本溪（五）和小市（二）水文站、渾河流域沈撫段沈陽（三）水文站豐水年、平水年、偏枯水年、特枯水年河道水量采用2.3 節(jié)和2.4節(jié)提及的計算方法分別計算，僅以本溪（五）水文站計算成果為例，如表2 所示。

表2 本溪（五）各年型河道水量與基本生態(tài)需水量108 m3

經(jīng)分析，除了特枯水年，在不考慮生活、工業(yè)和農業(yè)等用水量的情況下，豐水、平水、偏枯水年年降水量基本都能滿足基本生態(tài)需水量，尤其是豐水年。但是年內降水分布極其不均，導致所有水文年年內不能100%滿足基本生態(tài)需水量，尤其是特枯水年。太子河流域僅僅特枯水年年水量不能滿足基本生態(tài)需水量，而渾河流域偏枯水年和特枯水年年水量都小于基本生態(tài)需水量。

3.3 典型年基本生態(tài)缺水量

僅以太子河流域本溪段本溪（五）水文站為例，基本生態(tài)缺水量采用公式（1）計算，計算結果如圖1 所示。

圖1 本溪（五）水文站水量分布

小市（二）水文站、渾河流域沈撫段沈陽（三）水文站采用同樣的計算方法，可知，不同年型缺水程度不同，豐水年缺水情況最輕，枯水年缺水最嚴重，平水年和偏枯水年缺水情況差不多。不同水期缺水情況也不一樣，豐水期缺水最輕，枯水期缺水程度最嚴重。不同年型年內缺水情況不一樣，豐水年除了個別月份外（主要是枯水期），基本不缺水；特枯水年幾乎與豐水年相反，除了枯水期個別月份不缺水外，豐水期和平水期均缺水，尤其是豐水期缺水嚴重；偏枯水年缺水月份多于平水年。渾河流域特枯水年缺水情況重于太子河流域，平水年和偏枯水年缺水情況輕于太子河流域。太子河流域特枯水年主要在每年的4—10 月份之間缺水，平水年缺水程度低于偏枯水年，但個別月份缺水量大于偏枯水年，偏枯水年缺水月份多于平水年，豐水年僅在每年1，2 月份缺水，其他月份不缺水。渾河流域枯水年汛期缺水量遠遠大于枯水期，偏枯水年缺水量大于平水年，平水年缺水量大于豐水年。年水量滿足基本生態(tài)需水量情況下，仍存在個別月份或多個月份缺水的情況。

4 結論

通過對各典型年年水量和年內水量分布、缺水量的計算分析，得出主要結論。

1）豐水年和平水年河流年水量大于基本生態(tài)需水量，特枯水年河流年水量小于基本生態(tài)需水量，偏枯水年河流年水量與基本生態(tài)需水量的差值較小。

2）河流缺水程度與年型、水期有關。豐水年在枯水期個別月份缺水；特枯水年除了枯水期個別月份不缺水外，豐水期和平水期均缺水，尤其是豐水期缺水嚴重；偏枯水年缺水月份多于平水年。豐水期缺水最輕，枯水期缺水程度嚴重。

3）渾河流域特枯水年缺水情況重于太子河流域，平水年和偏枯水年缺水情況輕于太子河流域。