南四湖上級湖可供水量分析

陳國浩　朱慶申　鄭衛東　時延慶

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南四湖上級湖可供水量分析

陳國浩朱慶申鄭衛東時延慶

一、流域概況

南四湖地處山東省的南部，湖面南北長126km，東西寬5～25km，最大水面面積為1266km2，流域面積31513km2。1960年10月在湖腰興建二級壩樞紐工程，將南四湖分為上級湖和下級湖，其中上級湖最大水面面積為602km2，占全湖水面面積的47.5%；上級湖流域面積為27263km2，占南四湖湖總流域面積的86.5%。上級湖湖東地區以山丘為主，上游山區為300～500m的低山丘陵，濱湖地區為33～50m的沖積平原，地勢由東北向西南傾斜，山區面積占54%。上級湖興利水位34.50m（廢黃河口精高基面），相應庫容11.04億m3，死水位33.00m，死庫容2.68億m3。

二、供水量計算方法

根據南四湖上級湖的來水、用水和控制條件，采用“計入水量損失的時歷列表法”進行調節計算。基本原理是水量平衡原理，調節計算時考慮南四湖的水量損失水量平衡方程式如下：

式中：W來—時段內來水量；

W用—時段內用水量；

W損—時段內損失水量；

W棄—時段內棄水量。

對于南四湖上級湖，根據歷年逐月的來水量、損失量和農業等用水量，先假定工業（包括生活）用水量及對農業供水的限制水位，從死水位開始起調，順時序進行逐月計算，來水量扣除損耗及用水后遇有余水就蓄水，超過最高允許水位就棄水，若水位低于對農業的限制水位就停止向農業供水，則該年農業供水遭破壞，若向工業供水后達到死水位以下，則停止向工業供水，該年工業供水遭破壞，最后分別統計農業、工業破壞年數，按下式計算供水保證率：

若計算出來的工農業供水保證率均等于設計保證率，則該水量為保證農業某保證率用水下的工業最大可供水量；如不相等，另行假定工業用水量和對農業的限制水位，重新計算。

三、供水量計算參數

上級湖現設有辛店、南陽、馬口、二級湖閘（閘上）4處水位站，在主要入、出湖河流和二級壩設立進、出湖水文站13處，控制流域面積18823km2，占上級湖流域面積的69%。主要觀測項目有水位、流量、泥沙、降水量、蒸發量、水溫、冰情等，有長系列水文資料。為保證可供水量系列的一致性，資料采用1961～2006年水文年系列。

1.湖面降水量

湖面降水量采用二級湖閘、馬口、南陽站的平均年月降水量，乘以湖面面積求得。

2.湖面蒸發量

采用二級湖閘水文站實測蒸發資料，先統一換算為E601蒸發器的蒸發量，然后乘以換算系數（二級湖閘水文站蒸發試驗分析成果），換算為水面蒸發量，按水面蒸發量月分配數分配到各月，求得各月蒸發損失量，以此乘以與各月湖平均蓄水位相應的水面面積，求得各月蒸發損失水量。

3.滲漏損失量

上級湖月滲漏損失量采用山東省水利勘測設計院成果，為月平均庫容的0.143%。

4.灌區保證率

上級湖灌區內主要作物為冬小麥、玉米、水稻、棉花、蔬菜等。根據水利部頒布的《灌溉排水渠系設計規范》（SDJ 217－84），經計算上級湖灌區1961～2006年綜合灌溉凈定額為246.7m3/畝，綜合保證率為P=58.6%。

5.工業和生活用水保證率

由于工業及城市居民給水保證率要求較高，一般在95%～99%（年保證率），上級湖工業和生活用水保證率采用95%。

表1　南四湖上級湖可供水量調算成果表（單位：萬m3）

四、供水量成果及合理性分析

1.上級湖現狀年可供水量調算成果

現狀年在保證上級湖農業灌溉面積164.6萬畝（綜合保證率58.6%）的情況下，上級湖向工業最大可供水量為12132萬m3，南四湖上級湖可供水量調算成果見表1。

2.上級湖現狀可供水量合理性檢查

上級湖1961～2006年現狀可供水量（水文年）系列采用了入湖水文站的實測資料分析，分別對湖東、湖西區來水量系列進行計算。

選用附近雨量站長系列降水資料進行代表性分析。經對比黃臺橋站長系列（1916～2006年）與樣本系列（1961～2006年）的均值、Cv相近，說明短系列年降水資料在長系列中具有較好的代表性。

上級湖年降水量系列的豐、枯變化規律與黃臺橋站相似，連續枯水年組的出現也比較相近，因此1961～2006年上級湖來水量資料系列也具有較好的代表性。

該成果逐月調算，各項水量計算均符合水量平衡原理，已應用于當地水資源綜合規劃成果。

五、結語

本文依據實測水文資料，采用時歷法進行了長系列調算，在95%保證率上級湖多年平均現狀年向工業和生活最大可供水量為1.21億m3，該成果對南四湖水資源科學利用具有十分重要的作用■

（作者單位：山東省濟寧市水文局272000）