遼河流域渾河和太子河典型年缺水量分析

查曼麗

（沈陽市水利規劃院設計一室，遼寧沈陽110015）

1 區域概況

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。渾河流域沈撫段區域內水文監測站有2 座，分別是撫順（二）站和沈陽（三）站。

2 數據來源和計算方法

2.1 數據來源

數據來源于《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據。

2.2 年型的劃分方法

GB/T 22482-2008《水文情報預報規范》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 基本生態需水量估算方法

渾河和太子河都屬于典型的季節性河流，年內降雨量不均衡，為保障河道全年生態水量，對SL/Z 712-2014《河湖生態環境需水計算規范》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需水量。規范規定，在利用長系列水文資料分析最枯月（旬、日）頻率時，可根據河流水生態特點，為河流保護和管理目標適當調整保證率。因此，根據北方河流特點，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、理想生態需水量分別為天然徑流量的20%，40%，60%；當計算的最小生態水量占天然徑流量小于10%時，取當月天然徑流量的10%作為最小生態需水量。

2.4 基本生態缺水量估算方法

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

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采用基本生態需水量計算方法計算。

3 典型年基本生態缺水量研究

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頻率較高，比例高達55%。由此可知，河流出現缺水的情況較多。

3.2 河道水量和基本生態需水量

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 節和2.4節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需水量108 m3

經分析，除了特枯水年，在不考慮生活、工業和農業等用水量的情況下，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需水量。

3.3 典型年基本生態缺水量

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需水量，特枯水年河流年水量小于基本生態需水量，偏枯水年河流年水量與基本生態需水量的差值較小。

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。