无资料地区巴尔敦沟水库径流计算研究_齐鲜鲜.pdf

【水文水资源】无资料地区巴尔敦沟水库径流计算研究齐鲜鲜(通辽市乌力吉木仁水利枢纽管护中心，内蒙古 通辽 028000)摘要 文章以已建的通辽市库伦旗巴尔敦沟水库径流计算为例，采用了等值线图和水文比拟法，对无资料地区水利工程的径流进行计算。通过对多年平均径流量面积、CV 的地区规律分析，为巴尔敦沟水库选取了合理的径流成果，并对50%保证率的径流进行了年内分配，为水库的兴利调节做了相应的准备。关键词 库伦旗;无资料;径流;合理中图分类号:TV121文章标识码:B文章编号:1009 0088(2022)12 0023 021流域概况1 1自然地理概况巴尔敦沟水库始建于 1958 年，位于通辽市库伦旗中部哈尔稿苏木境内，是柳河流域一级支流铁牛河的支流上的 1 座小(1)型拦河水库。铁牛河发源于库伦旗哈尔稿苏木的上沙巴台，流经白音花、先进、库伦旗河哈尔稿苏木，在奈林稿苏木的勿克稿入汇柳河，河道全长 54 7 km，平均比降 0 407%左右。主要支流有 20 多条，其中，最大支流是库伦沟，河长 16 km，流域面积为 56 6 km2。1 2气象工程区属于大陆性寒温带季风性半湿润、半干旱性气候，具有较强的大陆性气候特征。其特点是四季分明，太阳辐射强烈，日照丰富，气温日差较大。春季干旱多风，夏季短促炎热，雨量集中，秋季凉爽，气温变化剧烈，大风频繁。多年平均气温67，多年平均降水量411 mm，多年平均蒸发量1 2637 mm(E601 蒸发皿)，冬季风向多为西北风，夏季风向多为西南风，多年平均最大风速为179m/s，多年平均日照时数为2 9081 h。2径流计算巴尔敦沟水库没有实际观测资料，只能采用等值线图或者移用临近站点的径流深成果计算径流。2 1采用等值线法计算设计年径流该地区无水文测站，属无资料地区，采用等值线法计算设计年径流。利用 内蒙古自治区水资源评价 多年平均径流深(1956 2016 年)等值线图，进行计算。W=0 1YFWp=kpW式中W、Wp分别为多年平均径流量和相应设计保证率下的径流量，万 m3;Y多年平均径流深，mm;F流域面积，km2;Kp模比系数。查多年平均径流深(1956 2016 年)等值线图 Y=100mm，多年平均径流量为 81 万 m3，采用 Cv=0 4、Cs=2 0Cv经计算得:P=50%Wp=75 41 万 m3;P=75%Wp=57 51 万 m3。2 2移用临近站点径流深成果计算径流2 2 1径流深计算巴尔敦沟水库建成运行以来，一直无观测资料，其临近有座落于奈林稿河上的红旗水库。巴尔敦沟水库与红旗水库 2个站点较为接近，降雨量也较为接近。2 个水库所在流域的概况相似，流域概况对比，见表 1。因此，本次设计巴尔敦沟水库年径流量计算直接移用红旗水库的径流深成果。表 1红旗水库与巴尔敦沟水库所在流域对比项目巴尔敦沟水库红旗水库流域面积 km28 159 8河长 km415植被48%覆盖率，乔灌木林为主45%覆盖率，乔灌木林为主土壤沙土、壤土沙土、壤土流域宽度 km58比降21 92流域形状扇形扇形2 2 2径流插补延长红旗水库径流资料系列为 21a，采用邻近白庙子站的天然径流资料进行相关分析，并插补延长。将白庙子水文站与水库1980 1999 年同步径流观测系列建立双对数相关方程(y=0 1497x+286 13)，相关系数大于 0 8，说明，相关性较好，见图1。由图 1 可知，相关系数达到了 0 88，说明，白庙子水文站与红旗水库径流相关度很高。32无资料地区巴尔敦沟水库径流计算研究齐鲜鲜图 1白庙子 红旗水库径流相关图2 2 3径流系列代表性分析(1)丰、枯分析。根据延长后的红旗水库1957 1999 年径流系列，计算其多年平均值，推求历年的模比系数，并且点绘差积曲线进行分析，见表2 及图2。以 K 值的大小划分出丰、平、枯水年份，假定以 K12 的年份为丰水年，0 80 K 1 2 的年份为平水年，K08 的年份为枯水年。在整个系列中丰水年有 7 a，占163%，平水年有22 a，占512%，枯水年有14 a，占326%。由图 2 可以看出，1971 年为整个系列的拐点，整个系列的丰水年多集中在 1979 年以前，1979 年以后多为平、枯水年份，即 1971 年以后径流量偏枯。点绘水库邻近测站白庙子水文站1957 1999 年差积曲线，可以看出，红旗水库的年径流系列变化趋势与白庙子水文站的变化趋势是一致的。20 世纪70 年代以后，径流量偏小是由于大气候以及流域下垫面因素的变化而造成。因此，可以认为红旗水库年径流系列能够代表整个流域年径流丰、枯变化规律。(2)稳定性分析。对延长后的红旗水库年径流系列进行滑动计算分析，分别对 10、20、30、40 a 的整个系列进行统计分析。结果，见表 2。表 2红旗水库 1957 1999 年径流系列滑动统计分析项目10 a20 a30 a40 a全系列均值790700629 9600 7590 9Cv0 250 250 330 320 34由表 2 可知，滑动统计时段越长，均值和 Cv 值的变化幅度最小，即越趋于稳定。可以认为，该系列可以代表地区径流特征情况。图 2白庙子 红旗水库年径流差积曲线2 3年径流成果合理性分析本次年径流计算是在白庙子站径流插补延长和灌溉用水量还原后计算的。因此，径流参数与白庙子及水库下游的石门子径流量参数作为对比分析较切合实际。径流参数比较，见表3。表 3红旗水库径流参数比较站名流域面积(km2)均值(万 m3)径流深(mm)Cv计算采用Cs/CvP=50%(万 m3)P=75%(万 m3)石门子2 40514 63360 80 7160 722 510 5357 170白庙子3412 22464 60 600 602 51 9131 245红旗59 8590 998 80 340 342 5562443由表 3 分析，年均值变化是随着面积增大均值在减小，径流深度变化是随着面积减小径流深越大，符合变化规律。偏差系数 Cs 相同，说明，水库计算参数合理。点绘上述柳河流域的部分水库及水文站年径流均值与流域面积相关图。由图 3 可以看出，各站点据分布基本成一次方关系，径流量与面积成正比，符合地区分布规律，因此，可以认为成果是合理的。图 3柳河流域年径流量与流域面积相关2 4径流成果巴尔敦沟水库坝址以上集面积为 8 1 km2，红旗水库多年平均径流深为 98 80 mm，将其值直接移至巴尔敦沟水库，则该水库多年平均径流量为 80 03 万 m3。Cv与 Cs值均采用红旗水库的特征值，Cv=0 34，Cs=2 5Cv，成果，见表 4。表 4设计年径流计算成果万 m3水库均值CvCs/CvP(50%)P(75%)红旗590 900 342 5562443巴尔敦沟127 050 342 576 0360 022 5径流成果的选取及合理性分析2 5 1径流成果的选取全国水资源规划 中在内蒙古自治区多年平均径流深等值线图中，查出红旗水库多年平均径流深为 100 mm。已经批复的莫河沟水库、小南京洼水库、红旗水库、白庙子水文站(国家级水文站点)、石门子水文站(国家级水文站点)的多年平均径流深分别为88、60 5、98 8、60 8、64 6 mm。小流域在等值线图上查多年平均径流深误差较大，故利用全国水资源规划的等值线图查得的成果必然不够精确。由于铁牛河流域巴尔敦沟与奈林稿河流域概况、下垫面情况均很相似，故本次设计移用红旗水库径流深计算的径流成果作为本次设计的依据。2 5 2合理性验证(1)均值合理性分析。为验证径流的合理性，点绘柳河流域各水库及水文站点多年平均径流量与流域面积相关图可知，42内蒙古水利2022 年第 12 期(总第 244 期)【水文水资源】南洋河柴沟堡(南)水文站水位流量关系确定方法郎潇(河北省张家口水文勘测研究中心，河北 张家口 075000)摘要 文章根据柴沟堡(南)水文站 2022 年实测流量资料，结合实际情况，给出该站水位流量关系确定方法，为该地区水文资料整编，水文报汛等工作提供参考。关键词 水位流量关系;柴沟堡(南)水文站;水文报汛中图分类号:P332 4文章标识码:B文章编号:1009 0088(2022)12 0025 030前言水位流量关系是河道中某断面的流量、水位之间的对应关系，根据该断面的多次实测流量和同水位时的资料来确定。精准确定水位流量关系对于水文资料整编、水文报汛有着重要意义。1水文站及断面概况柴沟堡(南)水文站位于怀安县柴沟堡镇柴左公路桥。水文站所处海河流域永定河水系南洋河，控制流域面积 2 903km2，主河道长 120 2 km。南洋河发源于山西省东北部，由西南流向东北，流域形状略成长条形，上游较宽，下游较窄。各小支流于天镇附近先后汇入，河北省境内没有较大的支流汇入。柴沟堡(南)水文站监测断面为沙质河床，受冲淤影响严重。2定线过程冰期受冰情影响，水位流量关系紊乱，且流量变化平缓，采用连实测流量过程线法进行推流。其他时段由于受断面冲淤影响，且多数流量借用临时断面施测，采用改正水位法，进行推流。点绘所有非冰期流量、面积、流速点子，并在点子同一水平线右侧注明施测号数。对于基本断面施测的流量，首先根据水位面积、水位流速曲线的特性，通过测点点群中心，勾绘出水位面积巴尔敦沟水库年径流量均值与各站点点据基本成直线关系。因此，年径流量均值是合理的。(2)Cv值合理性分析。柳河流域各水文站及水库年径流Cv值，见表 5。由表 5 可知，巴尔敦沟水库 Cv值符合流域分布规律。表 5柳河流域各水文站及水库年径流 Cv汇总水文站水库名 称石门子水文站白庙子水文站莫河河水库红旗水库巴尔敦沟水库小南京洼水库流域面积(km2)2 40534113559 88 112 5Cv0 720 60 40 340 340 35Cs/Cv2 52 52 52 52 52 52 6年径流月分配年径流的年内分配采用典型年法。典型年选取要年径流量与设计值相接近的年份，对工程较为不利的年份作为代表年。巴尔敦沟水库自建成以来没有月径流资料，选择水库邻近白庙子站1978 年的月分配作为典型过程(红旗水库 P=50%的典型年月径流分配也是采用邻近白庙子站1978 年实测径流分配比例进行分配)，进行本水库的径流月分配计算。根据白庙子各月来水过程及设计来水量，按其年内分配所占百分数，计算该水库 P=50%时各月入库水量，见表 6。设计保证率 P=50%的年来水量为7603 万 m3。表 6巴尔敦沟水库入库水量万 m3月123456789101112合计分配比(%)02374273207 371 10556363518100入库水量0152 488 319 555 1574 2821 798 426 274 266 137 76033结论经过近 15 a 的年运行情况看，成果与实际情况相符。文中推出的 2 种计算方法对小流域地区，尤其是通辽市南北山区的中小型水利工程径流计算有着指导的作用。参考文献 1 张玉清，刘艳红 乌力吉木仁流域洪水地区综合公式得编制 J 北京:水利规划与设计，2015，10 2 朱仲元，任淑梅 工程水文学 M 北京:中国农业大学出版社，2001 112 132(编校:任莉丽)收稿日期:2022 11 16作者简介:齐鲜鲜(1981)，高级工程师，主要从事水利工程管理工作。52南洋河柴沟堡(南)水文站水位流量关系确定方法郎潇