張曉雨,張春紅
(密山市集賢灌區(qū)水利水??傉?,黑龍江密山158300)
密山市青年水庫(kù)位于密山市北部,始建于1958年,1977年竣工。是一座以防洪、灌溉為主的大型水庫(kù),流域面積1 138 km2,按100 a一遇設(shè)計(jì)、1 000 a一遇校核,多年調(diào)節(jié)??値?kù)容4.01億m3,興利庫(kù)容1.84億m3。多年平均來(lái)水量1.68億m3,水量調(diào)節(jié)系數(shù)0.86,設(shè)計(jì)灌溉面積2.5萬(wàn)hm2,其中水田0.83萬(wàn)hm2。
1986年《密山縣青年水庫(kù)技施設(shè)計(jì)》(黑龍江省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院,補(bǔ)充設(shè)計(jì))中,考慮上游用水影響時(shí),按流域內(nèi)3座小型水庫(kù),灌溉水田1 000 hm2,旱田900 hm2估算用水量,在多年平均來(lái)水量中減去后,確定青年水庫(kù)多年平均來(lái)水量為1.68億m3。經(jīng)過(guò)20多年的演變,到2008年青年水庫(kù)上游已建成小型水庫(kù)8座,水田灌溉面積達(dá)到3 827 hm2。小型水庫(kù)和灌溉面積的增加減少了流域年徑流量,設(shè)計(jì)年來(lái)水量受到了較大的影響。本文通過(guò)對(duì)青年水庫(kù)上游小型水庫(kù)和灌溉面積增加的分析,闡述影響設(shè)計(jì)年來(lái)水量的形式和減少水量計(jì)算,供參考。
上游的小型水庫(kù)和灌溉面積消耗了一定的水量,使流域來(lái)水量減少。用水量消耗有3種形式:①灌溉排水(也稱回歸水量)。根據(jù)灌溉制度設(shè)計(jì),田面要保持不同的水深,在變淺水深、打藥換水和灌溉結(jié)束后,排除多余的水量,這部分水沿排水渠進(jìn)入河道,水量為灌溉用水量的25%~40%左右;②滲漏水量。部分灌溉水量滲入土壤中,以地下滲流形式向流域下游流動(dòng),在溝岸或以泉水流出地表進(jìn)入河道,滲漏量一般為1~3 mm/d;③蒸發(fā)。水田是由原來(lái)的草地開(kāi)墾或旱田改種的,改變了原地貌和植被,由植物葉面和陸地蒸發(fā)改變?yōu)橹参锶~面和水面蒸發(fā),增加了蒸發(fā)量。增加部分為水面蒸發(fā)與陸地蒸發(fā)的差值。從以上灌溉水量消耗的3種形式分析看出,灌溉排水和滲漏水量只滯后了匯流時(shí)間,未減少流入河道的水量,只有增加的蒸發(fā)量是灌溉用水給流域造成的水量損失,即減少的年徑流量。
根據(jù)分析結(jié)果,減少的來(lái)水量為增加的水田面積和小型水庫(kù)水面蒸發(fā)與陸地蒸發(fā)的差值。計(jì)算公式:
式中:W少為上游用水減少的年徑流量,萬(wàn)m3;W水為水面蒸發(fā)水量,m3/667 m2;W陸為陸地蒸發(fā)水量,m3/667 m2;F為增加的水田和小型水庫(kù)水面面積。
式中:E為蒸發(fā)器蒸發(fā)量,小型水庫(kù)水面為全年蒸發(fā)量,水田為灌溉期蒸發(fā)量,mm;H為多年平均降雨量,mm;P為多年平均徑流深,mm。
青年水庫(kù)流域多年平均降雨量530 mm,多年平均徑流深161 mm,年蒸發(fā)器蒸發(fā)量1 200 mm,灌溉期蒸發(fā)器蒸發(fā)量占全年54.2%。水田面積增加2 927 hm2,小型水庫(kù)水面增加280 hm2。代入公式計(jì)算,水田面積增加減少年徑流量1 225萬(wàn)m3,小型水庫(kù)水面增加減少年徑流量314萬(wàn)m3,因上游小型水庫(kù)和灌溉面積增加青年水庫(kù)減少年徑流總量為1 539萬(wàn)m3,占設(shè)計(jì)多年平均徑流量的9.2%,水量調(diào)節(jié)系數(shù)由設(shè)計(jì)的0.86變?yōu)?.84,減小0.02。
青年水庫(kù)上游小型水庫(kù)和灌溉面積的增加消耗了部分水量,設(shè)計(jì)來(lái)水量減少較多,影響較大。應(yīng)根據(jù)上游用水現(xiàn)狀和水資源開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃對(duì)青年水庫(kù)的興利調(diào)節(jié)重新計(jì)算,確定新的庫(kù)容、水量調(diào)節(jié)系數(shù)、調(diào)節(jié)水量、灌溉面積等相關(guān)參數(shù),為合理開(kāi)發(fā)利用青年水庫(kù)水資源提供科學(xué)依據(jù);現(xiàn)行考慮流域上游水田用水影響水量計(jì)算,一般采用水量回歸方法,這種方法計(jì)算結(jié)果偏大,本文以蒸發(fā)量計(jì)算上游水田用水影響水量方法比較符合實(shí)際水量損失。
[1] 黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.密山縣青年水庫(kù)技施設(shè)計(jì)[R].哈爾濱:黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,1986.