還原水量的分項(xiàng)估算

王勇 趙慧芳 劉培鋒 劉培強(qiáng) 賈苗苗

(1黃委榆林水文水資源勘測(cè)局陜西榆林719000 2黃委中游水文水資源局山西晉中030600 3黃委府谷水文水資源勘測(cè)局陜西府谷719400)

各種人類(lèi)活動(dòng)所引起的水文效應(yīng)，以不同的途徑改變著河川徑流，對(duì)流域中各項(xiàng)影響因素所造成的水量變化逐一調(diào)查、觀測(cè)加以定量，就可獲得總的還原水量。這就是分項(xiàng)估算法的基本出發(fā)點(diǎn)。

在某一計(jì)算時(shí)段內(nèi)，徑流量的平衡方程式可表達(dá)如下：W天然=W實(shí)+W灌+W工+W庫(kù)蒸±W庫(kù)滲±W引±W分±W蓄如果流域內(nèi)除了上述各項(xiàng)以外，還有其它人類(lèi)活動(dòng)的影響，如大規(guī)模伐林，城市化發(fā)展等等，只要能確切地了解它們的效應(yīng)并能對(duì)它們引起的水量變化加以定量，可以一一列入上述平衡方程式中。但在實(shí)際工作中可按它們的主次輕重，進(jìn)行必要的簡(jiǎn)化。例如在我國(guó)南方地區(qū)，中型水庫(kù)大多是年調(diào)節(jié)水庫(kù)，且水庫(kù)數(shù)目很多，在同一段時(shí)間內(nèi)，有的水庫(kù)蓄水量是增加的，而有的水庫(kù)則可能恰好相反，蓄水量是減少的，從整個(gè)地區(qū)來(lái)看，它們之間互相補(bǔ)償而使總的蓄水量變化趨近于零，此時(shí)，上式中W蓄這一項(xiàng)可以略去不計(jì)；又如在濕潤(rùn)地區(qū)的多雨季節(jié)，水面蒸發(fā)和陸面蒸發(fā)相差不遠(yuǎn)，則式中的W庫(kù)蒸這一項(xiàng)也可不計(jì)；如果城市工礦企業(yè)和居民耗水量所占比重微小，W工也可略去。在以上情況下，上式可以簡(jiǎn)化為

在進(jìn)行下游斷面的徑流量還原計(jì)算時(shí)，雖然上游有許多水庫(kù)，每個(gè)水庫(kù)都有滲漏的水量，但這部分滲漏的水量到達(dá)大壩的下游后仍加入河川徑流通過(guò)下游的測(cè)流斷面，這時(shí)W庫(kù)滲就不應(yīng)計(jì)入，上式就可進(jìn)一步簡(jiǎn)化為

如此等等。總之，首先摸清地表水的來(lái)龍去脈，列出水量平衡方程式，然后分清主次，使計(jì)算工作大大簡(jiǎn)化而又滿足精度要求。在此基礎(chǔ)上逐項(xiàng)估算各種還原水量，并最后求出還原后的徑流量。

1 灌溉耗水量W灌

在山丘地區(qū)的旱作物灌區(qū)，渠道的引水口從河道中引走水量W引，它將消耗于以下幾個(gè)方面：渠道的水面蒸發(fā)損失、骨干渠道的滲漏、農(nóng)作物的葉面蒸騰和棵間土壤蒸發(fā)。除此而外，多余的水量仍由渠道排入河道，這部分水量常稱(chēng)為渠道的退水量。在有些地區(qū)，還有田間滲漏，它包括斗渠和毛渠滲漏。據(jù)有些地區(qū)調(diào)查，滲漏水量可占灌溉水量的30%，在水稻田的長(zhǎng)期觀測(cè)表明，田間滲漏水量幾乎全部回歸河道。

2 工業(yè)耗水量

工礦企業(yè)的耗水量一般比較穩(wěn)定，如生產(chǎn)方式和規(guī)模變化不很大，則其年際變化及年內(nèi)分配也不會(huì)有很大變化，故還原計(jì)算也比較簡(jiǎn)便。但是一定要調(diào)查清楚取水口和排水口的位置，以及引水和排水的流量，以便采用合適的還原方法。

例如有的大型熱電廠利用水庫(kù)作為天然的冷卻設(shè)施，取水口和排水口均在大壩上游，從取水口引取溫度較低的水作為機(jī)組冷卻水和鍋爐補(bǔ)充用水，由排水口排出的水溫度較高，回到水庫(kù)后讓其自然回流，逐步散熱冷卻，到達(dá)取水口位置時(shí)重新被引入電廠再次利用。這部分水僅因排出時(shí)受熱污染而溫度較高，增大了蒸發(fā)量，但增加的蒸發(fā)量是很小的，除此而外沒(méi)有其它消耗。取水中的另一部分用作鍋爐補(bǔ)充用水，它消耗于蒸發(fā)，但其量也很少。因此，對(duì)水庫(kù)下游的測(cè)流斷面而言，電廠的用水幾乎不必進(jìn)行還原計(jì)算。在天然河道引水，同樣根據(jù)引水和回歸水以及排水口與測(cè)流斷面的相對(duì)位置，判定凈耗水量以及是否進(jìn)行還原計(jì)算。

3 水庫(kù)的蒸發(fā)損失和水庫(kù)蒸發(fā)損失水量

水庫(kù)的蒸發(fā)損失是指水庫(kù)興建前后因蒸發(fā)量的不同,所造成的蒸發(fā)水量差值。修建水庫(kù)前,除原河道有水面蒸發(fā)外,整個(gè)庫(kù)區(qū)都是陸面蒸發(fā),而這部分陸面蒸發(fā)量已反映在壩址斷面處的實(shí)測(cè)年徑流資料中。建庫(kù)之后,庫(kù)區(qū)內(nèi)原陸面面積變?yōu)樗畮?kù)水面的這部分面積,由原來(lái)的陸面蒸發(fā)變成為水面蒸發(fā)。因水面蒸發(fā)比陸面蒸發(fā)大,故所謂蒸發(fā)損失就是指由陸面面積變?yōu)樗婷娣e所增加的額外蒸發(fā)量,水庫(kù)蒸發(fā)損失水量是指因建庫(kù)蓄水而被淹沒(méi)的地區(qū)由原來(lái)的陸面蒸發(fā)改變?yōu)樗嬲舭l(fā)而增大的蒸發(fā)水量。因建庫(kù)前位于庫(kù)區(qū)的河道水面積遠(yuǎn)小于蓄水后的水庫(kù)水面積。

4 水庫(kù)滲漏損失水量

水庫(kù)滲漏水量的估算一般采用經(jīng)驗(yàn)法。水庫(kù)滲漏情況與當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件、壩身結(jié)構(gòu)、閘門(mén)止水與水輪機(jī)漏水等因素有關(guān)。對(duì)滲漏量小且沒(méi)有實(shí)測(cè)資料的水庫(kù)，常略去不計(jì)。但有些水庫(kù)此項(xiàng)水量占實(shí)測(cè)徑流量的比例很大，如河北省漕河龍門(mén)水庫(kù)的平均年滲漏量為平均實(shí)測(cè)年徑流量的33%，1968年的滲漏量是當(dāng)年實(shí)測(cè)年徑流量的2.3倍，故必須進(jìn)行還原計(jì)算。不少水庫(kù)在建成后開(kāi)展壩下反濾溝的流量測(cè)驗(yàn)工作，可用比資料估算壩身滲漏量，其它的如壩基、庫(kù)岸滲漏難以直接觀測(cè)，只能粗略地用經(jīng)驗(yàn)法估計(jì)。

5 跨流域的引水量和分洪水量

這兩項(xiàng)還原水量，因通常都有實(shí)測(cè)資料，故可直接應(yīng)用動(dòng)態(tài)觀測(cè)值。