宜興橫山水庫年際供水分析

【摘 要】以2010年11月至2011年5月太湖地區發生的嚴重干旱為切入點，采用1979年-2011年水文統計資料，通過徑流調節計算，按一般年份、干旱年份，豐水年份分析上游來水量對橫山水庫防洪、供水的影響，找出其中的規律。結果表明橫山水庫的水位變化和年際供水保證率之間存在因果關系，應按照自然規律科學調查才能避免無水可調的局面再度出現。

【關鍵詞】干旱；徑流調節；供水保證

引言

干旱、洪澇是自然界不可避免的自然災害，縱觀人類文明發展過程中所遭遇的的這些必然事件，在沒有建造水利工程前，所遭受的損失是不可估量的，隨著時代的進步，水利工程的建設日新月異，有了現代水利的發展，造福人類的夢想得以實現，怎樣更多更好地利用水利工程為我們人類服務，是每個水利工作者必須思考的。

一、提出問題

自2010年11月份開始至2011年5月份，長江中下游地區發生了嚴重的旱情，橫山水庫上游雨量站各月降雨量比同期平均降雨偏少45.6%～51.3%，由于此次干旱范圍廣，上游來水量少，水庫水位于2011年6月6日降至最低24.33m，已接近死水位24.00 m。因為持續干旱，宜興不得不啟用備用水源，從2011年2月20日開始，宜興絕大部分市民開始飲用西氿水源生產的自來水，唯有張渚水廠仍用橫山水庫水源，向宜興西片地區供水。至6月初，橫山水庫局部供水的局面已經無法維持，如再無有效降雨，干凅的危險隨時可能發生。

橫山水庫作為以防洪、供水為主的水利樞紐，必須滿足供水需水量的要求，面對這一嚴重干旱事件，能否通過對已有水文資料的分析研究，將一般年份、豐水年份、干旱年份設計用水保證率與各水利要素值之間建立關系，為水庫調度決策提供依據，就成為水利工作者的首要任務。

二、工程概況

橫山水庫位于江蘇宜興西南山區，始建于1958年，建成于1969年，是一座以防洪、供水為主的綜合利用水庫，水庫工程包括大壩、泄洪閘、東西兩條輸水涵洞和兩座壩后水電站組成，受當時技術條件等多種因素的制約，橫山水庫經過多年運行，許多工程隱患顯現，2001年經水利部立項對橫山水庫進行除險加固，于2003年9月順利竣工，除險加固后的橫山水庫樞紐防洪能力達到二千年一遇的標準。水庫集水面積154.8km2，總庫容1.12億m3，壩長4090m，是江蘇省六大水庫之一。橫山水庫水量充沛、水質優良，水質長年介于Ⅰ、Ⅱ類之間，新世紀之初，為了讓更多的市民喝上橫山水庫的優質水，宜興投資5億多元“引橫入宜”，橫山水庫是百萬宜興人民的集中式飲用水源地，正常年份日供水能力達20余萬噸，年可供水7500萬噸。

三＼水文分析

橫山水庫由茅山東側邊緣山脈形成，流域范圍跨及宜興、溧陽兩市，總流域面積為266平方公里，水庫庫區地形由南向北傾斜，上游山高嶺陡，最高海拔500多米，有100多條縱橫交錯的大小澗水，呈扇形由南向北，逐步匯合，其中楊店澗主流長36公里，江蘇省水文水資源勘測局在其上游設有深溪岕、橫澗、大澗、橋亭四個雨量站，加上橫山水庫共設有五個雨量觀測站點。由于徑流對入庫水量的影響最大，并且徑流的形成主要是靠降雨產生，掌握降雨與徑流的關系就成為本文研究的重點。徑流與降雨之間的關系稱徑流系數，因此徑流系數一旦確定，便可根據降雨量來推算徑流，也就知道了入庫水量。

三（一）徑流深

2003年大壩除險加固后，根據2004年至2011年橫山水庫實測流量資料，計算系列徑流深，徑流深=〔徑流量+年庫容變量〕÷水庫集水面積，得實際徑流深分別為：316.5、491.8、439.3、381.5、529.2、789.1、563.7、481.0mm。

三 （二）徑流系數

深溪岕、橫澗、大澗、橋亭、橫山水庫五站面雨量計算采用年平均值，2004年至2011年面雨量分別為：1215.3、1327.6、1368.4、1297.0、1322.4、1683.8、1391.1、1263.9 mm，徑流系數=徑流深÷面雨量，得2004年至2011年徑流系數為：0.2604、0.3704、0.3210、0.2941、0.4002、0.4686、0.4052、0.3806。

四 徑流調節計算

宜興水文于1968年至1978年先后設立的橫山水庫上游各雨量站，有30多年的資料系列，記錄完整，根據1979年～2011年五個雨量站33年的水文資料統計，一般年份12個月平均面雨量取各月均值為：72.2、71.1、117.2、98.7、115.4、212.8、207.3、185.7、117.5、81.4、66.4、44.0 mm。豐水年份月平均面雨量取年降水量最大的1999年為：33.4、34.6、172.8、80.6、126.5、772.8、144.3、333.9、47.9、90.8、46.7、0.0 mm。干旱年份月平均面雨量取降水量最小的1988年為：34.7、127.5、136.8、46.5、144.5、119.7、85.1、136.0、138.6、28.3、5.6、10.7 mm。推算月徑流時為月雨量乘徑流系數，用列表法進行年調節計算。

四（一）一般年份年調節計算

一般年份徑流系數取2004年至2011年實測資料系列中的平均數0.3626，年調節計算如表一，從表一中可看出，10月份至2月份為虧水期，余水量與虧水量相比略余，8月份最大來蓄水量143.1 m3/s月，即143.1 m3/s ×86400 =1236萬m3，全年棄水量36.7 m3/s×86400 = 317萬m3。

四（二）豐水年份年調節計算

豐水年份取2004年至2011年實測資料系列中的最大0.4686，年調節計算如表二，豐水年份余水量比虧水量大很多，6月份最大來蓄水量220.8 m3/s月，即1908萬m3，最大棄水量，459.1m3/s月，即3967萬m3，全年棄水量6191萬m3。一日內最大面雨量是1990年8月31日216.3mm，流量計算為181.8 m3/s，泄洪閘設計最大泄洪量557 m3/s，能滿足泄洪要求。

四（三）干旱年份年調節計算

干旱年份取2004年至2011年實測資料系列中的最小0.2604，年調節計算如表三，從表三中可以看出全年為虧水期，總虧水量393.7 m3/s月，相當于3401萬m3，加上橫山水庫死庫容500萬m3，也就是說年末庫容量必須有3901萬m3，才能應對來年干旱年份的用水量，根據庫容曲線查得此時水位31.86米。

五、不同來水下的水位分析

由以上分析中可看出，來年假設為枯水