徐殿玉，徐 紅，賀路博

（吉林省水文水資源局遼源分局，吉林 遼源 136200）

1 概況

泉太水文站位于吉林省遼源市東遼縣泉太鎮(zhèn)，是遼河流域東遼河干流重要控制站。該站建于1960年6月，1966年下遷4 km更名河清水文站，1992年遷回泉太鎮(zhèn)，流域面積1774 km2，控制河長(zhǎng)82.9 km，測(cè)驗(yàn)河段坡度0.148%，順直長(zhǎng)約350 m，有河堤控制，河床為礫石。該站所在區(qū)域?yàn)榇箨懠撅L(fēng)氣候區(qū)的低山丘陵，年平均氣溫5.2℃，極端最高氣溫為36℃，無(wú)霜期為100～150 d，春凍在4月下旬結(jié)束，秋霜多發(fā)生在9月下旬，11月至次年3月為封凍期。該區(qū)域河谷切割較深，植被條件一般，森林覆蓋率為40%，河流比降較大，流速較快，河水陡漲陡落。

近年來(lái)，受全球氣候變化等因素的影響，極端天氣頻繁出現(xiàn)，干旱災(zāi)害發(fā)生頻次及影響范圍有逐步加重?cái)U(kuò)大之態(tài)勢(shì)。泉太站年降水量的70%集中在夏季，春季只占15%，易發(fā)生春旱。從多年旱澇分布資料和1960—2011年降水量距平累計(jì)曲線分析得出，遼源市旱澇周期約為16年，但近年夏季干旱頻繁出現(xiàn)，2000年及2002年6—7月，雖然已經(jīng)進(jìn)入汛期，但泉太水文站河道流量小于1 m3/s天數(shù)累計(jì)分別達(dá)50 d和38 d，其中最小日平均流量分別為0.016 m3/s和0.006 m3/s，接近斷流。該站用水需求主要為農(nóng)業(yè)灌溉用水，水位持續(xù)偏低，流量持續(xù)減少將對(duì)該區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和河道生態(tài)造成影響和破壞。所以，有必要對(duì)泉太水文站枯警因素進(jìn)行綜合分析，確定合理的枯警水位，為抗旱應(yīng)急提供指標(biāo)和依據(jù)。

2 枯警水位的確定

1）指標(biāo)類型選擇。泉太水文站至上游遼源水文站區(qū)間無(wú)大的支流匯入，其水位的高低能夠反映小梨樹河與東遼河交匯區(qū)間河道補(bǔ)給能力。根據(jù)泉太水文站實(shí)際情況，其水位較之流量數(shù)據(jù)更能明確反映河道干枯情況，所以確定泉太站枯警指標(biāo)為水位。

2）確定原則。依據(jù)用水類型及方式，選擇城鄉(xiāng)供水、企業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)灌溉及環(huán)境生態(tài)等用水需求作為主要分析因子，來(lái)確定枯警水位數(shù)值。并取城鄉(xiāng)取水口高程或河段需水流量對(duì)應(yīng)水位等因子的最高值，同時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高一定幅度的超高。

3）用水調(diào)查。根據(jù)吉林省水文水資源局遼源分局調(diào)研，東遼河泉太段具有農(nóng)業(yè)灌溉取水和生態(tài)用水需求。農(nóng)村居民飲水和林牧漁業(yè)生產(chǎn)用水主要來(lái)源于地下潛水，農(nóng)業(yè)灌溉在河道進(jìn)行部分取水。農(nóng)業(yè)灌溉取水主要發(fā)生在每年5—8月，9月以后不再考慮農(nóng)田需水量，僅需適當(dāng)預(yù)留一定量的其它作物用水。泉太段河道在每年的11月至次年3月封凍，河道生態(tài)用水僅需考慮4—10月數(shù)值。

4）計(jì)算方法。農(nóng)業(yè)灌溉總用水量采用灌溉用水定額與有效灌溉面積的乘積，公式為

式中：Wn——農(nóng)業(yè)灌溉用水總量，m3；Nm——灌溉用水定額，m3/hm2；A——有效灌溉面積，萬(wàn)hm2。

農(nóng)業(yè)灌溉流量為總用水量與灌溉時(shí)間的比值，公式為

式中：Qng——農(nóng)業(yè)灌溉流量，m3/s；Wn——總用水量，m3；t——時(shí)間，s。

5）因子分析

a）農(nóng)業(yè)灌溉用水。統(tǒng)計(jì)區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)灌溉用水情況得出，東遼河泉太段內(nèi)白泉鎮(zhèn)、泉太鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)灌溉取水單位共11個(gè)村，總有效灌溉面積為0.0362萬(wàn) hm2，取用水定額 Nm為 9000 m3/hm2，由式（1）計(jì)算得總用水量為325.7459萬(wàn)m3，由式（2）得日平均灌溉流量為0.307 m3/s。

b）生態(tài)環(huán)境用水。河道生態(tài)用水主要功能是維系和保護(hù)河流的最基本環(huán)境生態(tài)功能不受破壞，保持河段水體一定的稀釋能力和自凈能力。使用統(tǒng)計(jì)區(qū)域內(nèi)1960—2011年51年的年徑流量系列進(jìn)行頻率計(jì)算，年徑流量統(tǒng)計(jì)系列見圖1。按P=90%，選取 1965，2003，2000，2002，1982 年共 5 個(gè)干旱年份進(jìn)行計(jì)算，得出7 d最小流量對(duì)應(yīng)水位數(shù)據(jù)，見表1。選取最大平均流量0.123 m3/s作為河段維持生態(tài)用水的流量。

圖1 泉太站年徑流量統(tǒng)計(jì)柱狀圖

6）計(jì)算成果?？紤]該河段取水主要為農(nóng)業(yè)灌溉用水和生態(tài)環(huán)境用水，取兩者流量之和，即Q=0.430 m3/s,對(duì)應(yīng)水位值為229.25 m。考慮其他作物用水及一定超高，初步確定東遼河泉太斷面枯警水位取229.35 m。

表1 泉太水文站連續(xù)7 d最小流量對(duì)應(yīng)水位表

7）合理性分析。泉太水文站多年平均降水量為640.6 mm，枯水年（P=75%）降水量為550 mm，分析得出1956年以來(lái)泉太段枯水期為1959—1963 年、1988—1992 年、1995—2003 年[1]。受降雨影響，自1961年以來(lái)，泉太站共有9個(gè)年份出現(xiàn)低于229.37 m的低水位，占總年份的17.6%，其中2000年以后有3年，重現(xiàn)期約4年，與2000年后旱情發(fā)生頻次基本一致。

泉太水文站上游有楊木水庫(kù)、金滿水庫(kù)、椅山水庫(kù)、白泉水庫(kù)共計(jì)1座大型水庫(kù)和3座中型水庫(kù)，總庫(kù)容1.576×108萬(wàn)m3，蓄水可補(bǔ)充河道。如上述水庫(kù)確定了旱限水位（流量）時(shí)，受水庫(kù)調(diào)度影響，泉太水文站枯警水位應(yīng)做相應(yīng)調(diào)整。

3 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，我國(guó)干旱災(zāi)害頻次增加、范圍擴(kuò)大、損失加重，給群眾生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生態(tài)環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重影響。枯警水位作為確定江河干旱等級(jí)的重要指標(biāo)，同時(shí)也是干旱預(yù)警的重要依據(jù)。泉太水文站是東遼河重點(diǎn)大型水庫(kù)二龍山水庫(kù)上游最后一個(gè)干流水文站，其干旱預(yù)警信息可對(duì)東遼河水資源合理開發(fā)利用提供重要的依據(jù)。

［1］李國(guó)浩，戰(zhàn)偉.東遼河泉太水文站降水量分析［J］.吉林水利，2011，（12）.

［2］SL424-2008，旱情等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)［S］.中華人民共和國(guó)水利部.

［3］旱限水位（流量）確定辦法［S］.國(guó)家防汛抗旱總指揮部辦公室文件，辦旱一［2011］32號(hào).