【摘要】以東北平原區(qū)的星星哨水庫為例, 采用水均衡法進行水量平衡分析?;谒畮斓难a給與排泄(包括水體損失)的相互關系所反映的庫區(qū)水體與該區(qū)地下水的相互補給關系,探討該區(qū)水體利用的合理方式。
【關鍵詞】水量平衡;補給關系;合理方式
本次水體平衡研究,就是利用質量守衡定律來分析參與水循環(huán)的各種形式水體水量的數量關系, 通過研究各個量的變化及其相互關系, 從統計學角度或通過對具體數值的分析更深入了解影響區(qū)域水量平衡的各因素的時空發(fā)展變化。提出水體利用的合理方案。
星星哨水庫水量平衡分析:
將質量守衡原理運用于對該水庫的平衡分析, 有如下水量平衡方程:
年總入庫量(Q1)-年總出庫量(Q2)=非地表徑流流出量。
1.年總入庫量(Q1) 分析
水庫的總入庫量應包括地表水徑流補給和地下水補給。地表徑流補給量主要來源有大崗山、雙河鎮(zhèn)、廟嶺、取柴河。據資料,各流域平均降雨權重值為:星星哨0.10、大崗山0.20、雙河鎮(zhèn)0.25、廟嶺0.15、取柴河0.30。東北地區(qū)流域內的降雨主要分布在6~9 月, 且其多年平均值占全年總降雨量的63%左右, 降雨分布集中, 汛期一般出現在7、8 月。地下水補給量為當水庫蓄水水位低于地下水水位時, 地下水補給水庫水體, 利用水量平衡方程可求解。
2.年出庫總量(Q2) 分析
水庫的出庫水量應包括水庫的灌溉用水量(S1)、發(fā)電用水(S2)、泄洪量(S3)。這些量主要取決于當年降雨量的大小、時間分布、水庫下游工農業(yè)的用水量等因素。
3.蒸發(fā)損失量( Q3) 分析
大氣中液面水分的蒸發(fā)受風速、氣溫、液面上空的水汽飽和程度等因素所控制, 而水庫水面蒸發(fā)量取決于水面蒸發(fā)能力及水庫水面面積。在條件相同的情況下, 蒸發(fā)器的液面蒸發(fā)面積越大,其液面蒸發(fā)量越接近水庫的庫面蒸發(fā)量。根據對星星哨水庫水文氣象資料的查閱, 該區(qū)水文站、雨量站使用直徑為20cm 的蒸發(fā)皿計算當地的蒸發(fā)量, 采用E601 型蒸發(fā)皿( 折算系數0.9), 按下式將20cm口徑蒸發(fā)皿觀測值折算為大水體水面蒸發(fā):
4.對水庫水量平衡分析的初步認識
(1)水庫的水量平衡分析是在考慮氣候、水文地質、工程地質條件等因素下,通過對水庫的入庫量、出庫量以及蒸發(fā)量等水量進行量化分析, 確定該區(qū)域各種形式水體水量在滿足平衡關系的前提下所發(fā)生的變化。
(2)在對水庫的水量平衡分析過程中需將水庫的入庫量、出庫量、蒸發(fā)量、滲漏損失量, 區(qū)域水文地質條件等要素綜合考慮, 研究其間的相互關系。若水庫建在地勢較為平坦的地區(qū), 應著重考慮水庫水量的蒸發(fā)損失。另外, 在解決水庫壩址滲漏的問題時, 對壩址的工程和水文地質條件情況等有關資料的把握至關重要。
(3)人為因素在水庫的水量分配中起著主導作用。通過對出庫水量的分配實現水庫對區(qū)域水資源優(yōu)化利用, 滿足工農業(yè)發(fā)展需求。所以在水庫的運營中應定期對其水量進行平衡分析, 明確水庫水量的利用, 進而實現水庫下游工農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
(4)在水資源的利用過程中還應考慮到對環(huán)境的影響。根據國家\" 十一五\" 計劃, 基礎設施的建設一定要以環(huán)保為基礎, 水庫在建設時一定要在保持生態(tài)平衡的前提下, 結合所掌握的區(qū)域地下水相關資料以及地表水與地下水的變化規(guī)律, 實現水資源在時空上符合自然生態(tài)平衡規(guī)律的持續(xù)利用。
通過平衡分析, 可以反映出研究區(qū)水資源在利用中存在的問題與不足, 可作為對水資源合理利用方式提出可行性意見的依據。在此, 我們基于對星星哨水庫水量平衡分析, 對該區(qū)的水資源的利用方式提出以下意見: 在降雨比較充沛并較集中的年際, 直接對水庫內的蓄水進行利用; 在降雨分布較為均衡的年份, 可以考慮開發(fā)利用地下水, 這樣既可以高效利用有限的水資源,又在一定程度上降低了水利工程對環(huán)境的不利影響, 使水資源得以優(yōu)化利用;在降雨比較少的年份, 以利用水庫水體為主, 地下水為輔,以保證水資源的利用量, 并確保地下水水位變幅保持在一定范圍內, 下降的地下水可以在降雨量比較充足的年份得以補充, 同時要適度開采地下水, 以保證其自動恢復能力。
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