關于羊槽水庫的徑流特征與計算

盧邦木

(貴州拓土資源開發有限公司，貴陽 550000)

0 引 言

水利工程項目建設，對推動中國社會經濟的快速向前發展有著至關重要的意義。當前中國各地區正在大力興建水利工程，通過水庫工程項目建設，可以解決當地區域居民的日常用水問題和灌溉用水問題，并且進一步帶動當地區域經濟的快速向前發展。在水庫工程項目建設過程中，所需要考慮的問題相對較多，同時所涉及到的技術難點也比較復雜。文章針對羊槽水庫工程展開分析和研究，主要是為當地區域的人飲和農田灌溉提供出必要的水資源，并對水庫工程的降雨徑流特征進行深入分析和研究，有效做好降雨徑流計算和分析工作，以此來保證羊槽水庫工程規模功能得以充分發揮，實現良好的社會效益。

1 工程概況

羊槽水庫工程位于三都縣周覃鎮水東村境內，有通村公路至庫區，交通便利。羊槽水庫所在河流為珠江流域柳江水系水東河右岸支流水雅河上游，總集雨面積3.2 km2，其中壩址以上集雨面積為2.1 km2，主河道長1.96km，平均坡降為37.5‰，壩址多年平均徑流總量139.65萬m3，多年平均徑流量0.0442m3/s。引水壩集雨面積1.1km2，主河道長1.25km，平均坡降為80.1‰，壩址多年平均徑流總量73.15萬m3，多年平均徑流量0.0232m3/s[1]。引水壩位于水庫南面的水雅河右岸支流，河源高程900.3m，河流自南向北流，經板勞在的母匯入水雅河。

2 羊槽水庫工程徑流特征分析

羊槽水庫工程流域范圍內無水文測站，根據對臨近6座氣象站或水文站的分析，采用臨近流域的三都氣象站作為主要參證站。根據該流域的降雨徑流條件特征以及參證站情況，結合貴州省地表水資源中的相關等值線圖分析工作成果，在本次羊槽水庫工程徑流特征分析和計算過程中，將采用降雨徑流法計算成果來作為設計工作成果進行應用。

2.1 水庫徑流特征分析

水雅河屬于山區與源型河流條件，徑流主要是通過外部降雨進行布局，因為該地區處于中亞熱帶受到季風和地形條件因素的影響，全年降雨量非常充沛，同時徑流量也比較豐富。該河流的洪水枯水相差比較懸殊，水資源年均分配不均，豐水期范圍內5-10月，徑流量占到全年徑流量的81.7%，枯水期11月到4年4月份的徑流量，占到全年徑流量的18.3%，徑流量年際變化幅度相對較小，徑流變計數CV在0.25-0.30之間，并且常年平均徑流深度范圍在600mm-700mm之間[2]。

2.2 設計降雨量

根據氣象站降雨資料統計分析得出多年平均降雨量大小為1334.35mm，變差系數大小為0.16。有效結合該流域的地理條件特征以及結合貴州省同步期限降水量等值線圖，通過查圖成果綜合分析之后，有效確認本次羊槽水庫工程多年平均降雨量大小范圍在1330mm，羊槽水庫工程各頻率年降雨量成果，如表1所示：

表1 羊槽水庫各頻率年降雨量設計成果

2.3 枯水調查與分析

因為水庫工程設計流域范圍內無時測枯水流量資料，因此實際的枯水流量大小根據實際調查工作結果，有效結合貴州省河流枯水調查和統計分析工作成果來進行分析和確定。根據貴州省地表河流枯水調查與統計分析資料，設計流域 P=50%平均最枯日枯水模數為2.0L/s·km2， P=50%平均最枯月枯水模數為3.0 L/(s·km2)，Cv=0.46，Cs=2.5Cv分析計算 P=95%最小月枯水模數為1.14L/(s·km2)[3]。

2.4 實際調查工作分析

工程使用三角堰測流法對羊槽水工工程展開枯水調查和測量工作，對水庫工程壩址處枯水調查和測量，測量所得到的壩址流量大小為2.37L/s，反推模數為1.13 L/s·km2。通過對當地區域村民的走訪調查得知，水雅河從沒有出現斷流情況，最小流量大小和現有的流量大小基本保持相同。通過調查工作成果分析，可以有效推算得出羊槽水庫工程枯日流量模數大小為1.10 L/s·km2左右。由此可以看出等值線圖實際成果和實際流量成果之間保持接近，充分考慮到羊槽水庫工程區域植被覆蓋率相對較高，其枯水流量參照等值線圖成果取值，即 P=95%即 P=95%最小月模數均取為1.14L/s·km2[4]。

3 羊槽水庫工程徑流計算分析

由于羊槽水庫工程所處區域沒有實測徑流量相關參數資料，相鄰區域范圍內沒有比較理想的水文參政站。在本次設計工作當中，通過采取降水徑流同頻率算法進行計算，有效結合等值線圖成果，確定壩址位置的實際設計流量大小。根據實際降雨量分析工作成果，水庫大壩以上流域多年平均降雨量達到1330mm，水庫流域徑流系數在0.50左右。在本次計算工作當中徑流系數大小為0.5，流域多年平均徑流深度在Y=1330mm×0.50=665mm。羊槽水庫工程徑流深等值線位于600mm-700mm之間，綜合分析和確認羊槽水庫工程、流域徑流深度大小665mm。

羊槽水庫工程壩址以上集雨面積為2.1km2，根據公式計算分析W=0.1HF計算，壩址多年平均徑流量W=0.1×665×2.1=139.65萬m3；再根據公式Q=W/T可以計算出壩址多年平均流量為0.0443m3/s。同理可得，引水壩集雨面積1.1km2，多年平均徑流量為73.15萬m3，多年平均流量為0.0232m3/s。徑流Cv值根據貴州省經驗公式：

(1)

式中：Cvx為年降雨量變差系數(0.15)；F為流域面積， km2(<100 km2按100 km2計算)；α多年平均徑流系數(0.50)；r、β、m為地區性經驗系數，取 r=1.3、β=0.04、m=0.7。 經計算得到羊槽水庫壩址斷面年徑流變差系數Cv=0.28，結合《貴州省地表水資源》之“年徑流變差系數等值線圖(集水面積<300km2用)”，水庫所在流域徑流變差系數在 0.25∽0.30 之間，結合等值線圖以及小流域徑流特性，確定水庫年徑流變差系數 Cv=0.28，偏態系數Cs=2Cv[5]。羊槽水庫壩址處和引水壩處各頻率設計徑流成果表如表2和表3：

表2 羊槽水庫壩址處各頻率設計徑流成果表

表3 引水壩壩址處各頻率設計徑流成果表

4 引水流量確定

根據需水預測、區域水資源開發利用和環境用水需要等進行綜合分析，本次羊槽水庫工程引水流量先扣除10%生態環境水量，并優先下放生態環境水量，剩余水量才為本工程的可引水量。根據壩址徑流、洪水計算基本數據，本工程初步擬定引水設計流量分別為2.0m3/s、2.5m3/s、3.0m3/s，并根據引水壩壩址P=20%洪水來水過程線和擬定的引水流量等進行分析，計算各擬定引水流量下占P=20%洪水總量的引水比例。

通過對地形地質條件和總體樞紐布置比較，結合引水設施效益和經濟等綜合分析比較，本工程確定引水流量為2.5m3/s，引水比例為56.3%。根據相關已建工程引水經驗，符合相關工程引水規律。則羊槽水庫壩址入庫徑流量為壩址入庫徑流量和引水量之和。

5 結 語

通過對本次羊槽水庫工程徑流特征分析和研究，可得出水庫工程的徑流特點，同時通過進一步計算和分析之后可以有效得到徑流參數數值和引水流量參數，為水庫工程天然來水分配和引水流量提供出必要的參考和借鑒，同時為保證水庫工程的各項功能提供基礎水文數據，對充分發揮當地水資源作用提供參考，帶動當地區域經濟的發展。