羅海龍

（遼寧省白石水庫管理局，遼寧 朝陽 122000）

大凌河流域白石水庫入庫徑流演變規(guī)律分析

羅海龍

（遼寧省白石水庫管理局，遼寧 朝陽 122000）

通過對大凌河流域白石水庫入庫徑流量變化趨勢及其原因的調(diào)查分析，得出白石水庫入庫徑流量減少的初步結(jié)論。表明降水量的變化、用水量逐年增加、地下水補給量變化及人類活動使下墊面條件的變化是白石水庫入庫徑流量減少的主要原因。在此基礎(chǔ)上，提出一些相應(yīng)的解決措施，為白石水庫水源地的保護和管理提供了依據(jù)。

徑流量；降水量；用水量；地下水；下墊面

大凌河位于遼寧省西部，南支發(fā)源于建昌縣黑山北水泉溝，西支發(fā)源于河北省平泉縣泉子溝，兩支于喀左縣大城子鎮(zhèn)東南匯合，流經(jīng)朝陽、北票、義縣、凌海等市縣，于凌海市的南卷河與南井子之間注入渤海。流域總面積 23 263 km2，遼寧省境內(nèi)流域面積 20 285 km2，河長 435 km，主要支流有老虎山河、牛亡牛河、及西河等。

白石水庫位于大凌河干流中下游的北票境內(nèi)，是一座以防洪、灌溉、供水為主兼顧發(fā)電、養(yǎng)魚等綜合利用的大（一）型水利樞紐工程。壩址以上控制面積 17 649 km2，占大凌河流域面積的 76%。

1 白石水庫徑流變化趨勢分析

1.1 多年平均徑流變化趨勢

白石水庫的入庫流量中，超過 66%的水量來源于大凌河來水；支流牛亡牛河徑流量次之，約占入庫流量的 20%左右；涼水河徑流量所占比重最小。大凌河徑流量的大小直接決定白石水庫入庫流量的豐與枯。

從 2001—2010 的統(tǒng)計資料來看，大凌河年徑流量（朝陽水文站數(shù)據(jù)）自 2001 年起由 2.686 億m3逐年減少至 2004 年的 1.197 億 m3，2005 年來流量增大至 10 年間的最大值，為 3.65 億 m3，隨后又出現(xiàn)了逐年減少的現(xiàn)象，至 2009 年徑流量達到 10年來的最低，為 0.685 億 m3，2010 年水量有所回升，為 1.35 億 m3。

大凌河站在 1950—1992 年 43 年系列的多年平均徑流量為 13.45 億 m3，而 2001—2012 年 12 年間，按照朝陽站、涼水河站、九連洞站及區(qū)間來水之和近似估算白石水庫入庫多年平均徑流量，其值約為 2.99 億 m3，偏小幅度為 77.75%。

2001—2012 年朝陽水文站、九連洞水文站、涼水河水文站入庫年徑流量變化見圖 1。

圖1 2001—2012 年白石水庫年徑流量及朝陽市用水量

1.2 最大洪水 5 d 洪量的變化趨勢

從 1950—2012 年各年份最大洪水 5 d 洪量變化趨勢圖中可以看出，1950—2011 年間最大洪水 5 d洪量逐步減小。其中，5 d 洪量達到 3.2 億 m3及以上的洪水共有 11 場，其中 1950—1980 年 31 年間分布有 9 場，1981—2011 年 31 年間分布有 2 場；5 d 洪量達到 1 億 m3及以上的洪水共有 28 場，其中1950—1980 年 31 年共有 23 場；1981—2011 年 31年僅為 5 場。而 1981—1995 年 15 年共有 4 場，1996—2011 年 16 年僅有 1 場。

因此年最大 5 d 洪量可以說明，在 1950—2011 近 62 年時期內(nèi)，大凌河白石水庫壩址處年徑流量變化呈減小的特點，見圖 2。

圖2 1950—2012 年白石水庫 5 d 洪量變化趨勢圖

2 徑流減小影響因素分析

2.1 降水對入庫徑流的影響

降水是徑流產(chǎn)生的直接驅(qū)動因素，降水量大小及降水變化趨勢在一定程度上也決定了徑流的變化趨勢。在下墊面和降水空間分布相同的情況下，降水量越大，徑流量就可能越大；反之，徑流量就會減小。在分析降水對徑流的影響時，由于降水的時程、空間分布的變化，很難精確的去計算其對徑流的影響結(jié)果，但可以從量上粗略地去分析降水對入庫徑流的影響大小。

根據(jù)朝陽水文站 1954—2008 年年降水量資料的統(tǒng)計，將資料系列分為 4個時段。如果不考慮其他因素，降水量的減少導(dǎo)致了天然徑流量的降低，對比 1980—1999 年與 2000—2008 年數(shù)據(jù)，由降水所引起的徑流量減少值可達 1.232 億 m3。從徑流變化的動因分析來看，降水減少是入庫流量變化的主要原因之一。見表1。

2.2 區(qū)域耗水量變化對入庫徑流的影響

隨著大凌河流域區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展，耗水量也不斷上升。以朝陽市年耗水量為例，見圖 1，其值逐年上升的趨勢很明顯：在 2004 年全市耗水量為2.79 億 m3，2011 年已經(jīng)達到了 5.65 億 m3，翻了近2倍。

通過用水定額分析方法，預(yù)測整個大凌河流域包括朝陽市在內(nèi)的各個城市工農(nóng)業(yè)用水量在未來將繼續(xù)增大，對白石水庫入庫徑流量的削減作用將會更為明顯。

表1 白石水庫不同時期降水量對天然徑流的影響情況

2.3 地下水補給量變化對入庫徑流的影響

大凌河流域地下水主要由山間巖石裂隙水和河谷平原松散孔隙水構(gòu)成，還有農(nóng)田灌溉入滲和山前補給。據(jù)估算，大凌河流域平原區(qū)地下水資源量為 2.36 億 m3，山丘區(qū)地下水資源量為 7.30 億 m3。

地下水通過地下徑流的方式向河道排泄轉(zhuǎn)化為地表水，同樣，河道內(nèi)的地表水在地下水位下降的時候，將通過入滲的方式補給地下水，以此實現(xiàn)降水、蒸發(fā)，徑流三水轉(zhuǎn)換的水循環(huán)過程。近些年由于降水補給的減少和人類用水需求的增大，該區(qū)域地下水位出現(xiàn)了明顯的下降情況，見圖 3。若發(fā)生地表水補給地下水的情況，則大凌河流域的地表徑流量將進一步減少。

圖3 地下水位累計變化過程示意圖

2.4 下墊面條件變化對入庫徑流的影響

人類活動是下墊面條件變化的主要影響因素，其表現(xiàn)方式包括土地開發(fā)利用、林牧業(yè)發(fā)展、興修水利工程、城鎮(zhèn)化建設(shè)、工礦業(yè)發(fā)展、基礎(chǔ)建設(shè)等多方面，改變了流域的自然環(huán)境，形成了不可逆轉(zhuǎn)的影響，改變了流域下墊面條件，導(dǎo)致入滲、徑流、蒸散發(fā)等水平衡要素的變化，從而造成產(chǎn)流量的減少，造成入庫水量的減少。

白石水庫上游建有大型水庫 2座，中型水庫 2座，小型水庫 29 座。除此而外，流域還修建了大量橡膠壩、塘壩、提灌站及石河堰等小型水利設(shè)施。由于這些水利工程的蓄水、壅水作用，使水體面積增加，提高了蒸發(fā)量，在一定程度上也減小了地表徑流總量。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié) 論

1）從白石水庫入庫徑流量的實際統(tǒng)計情況可以看出，2001—2012 年 13 年間白石水庫入庫多年平均徑流量，較 1950—1992 年 43 年間的多年平均徑流量偏小 77.75%。最大洪水 5 d 洪量發(fā)生的頻率也在減少。因此，白石水庫的入庫徑流量有明顯的減小趨勢。

2）年際間降水量的變化對徑流量變化的影響十分明顯。2000—2008 年由降水所引起的徑流量變化與 1980—1999 年相比，減少值可達 1.232 億 m3。

3）隨著白石水庫流域的社會經(jīng)濟發(fā)展和生活水平的提高，引用消耗的水量不斷增加，地下水補給量的不斷增加，直接造成入庫徑流量的減少。

4）土地開發(fā)利用、林牧業(yè)發(fā)展、興修水利工程、城鎮(zhèn)化建設(shè)、工礦業(yè)發(fā)展、基礎(chǔ)建設(shè)等多方面的下墊面條件變化是造成徑流變化的重要原因。

3.2 建 議

1）盡管朝陽地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展取得了長足的進步，但仍屬于比較不發(fā)達的地區(qū)，區(qū)內(nèi)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)浪費水的現(xiàn)象還比較普遍，工業(yè)用水的重復(fù)利用率還較低，特別是農(nóng)業(yè)方面尚有較大的節(jié)水潛力。應(yīng)在不影響當(dāng)?shù)厝嗣裆钏教岣叩幕A(chǔ)上，改造各種節(jié)水用具，推進使用先進的節(jié)水灌溉技術(shù)，達到互利雙贏。

2）盡管降水受大的氣候背景變化影響，屬自然因素影響范疇，但近年來成熟的人工增雨作業(yè)，進行人工干擾氣候背景，可適當(dāng)增加有效降雨。因此，適時在庫區(qū)內(nèi)進行人工增雨作業(yè)，增加白石水庫蓄水量。

3）繼續(xù)做好開源節(jié)流工作，加大庫區(qū)保水、護水、節(jié)水力度，充分利用好現(xiàn)有水利工程，在保證防汛安全的前提下，盡可能多攔蓄過境洪水，廣泛開展城市雨洪利用及中水技術(shù)研究。

4）加快推進大凌河流域內(nèi)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境綜合治理工作，通過邊坡治理、場區(qū)整平、植被綠化、覆蓋土壤等一系列技術(shù)措施，使得原被破壞的山體趨于穩(wěn)定，生態(tài)環(huán)境得到迅速恢復(fù)。

［1］遼寧省水利勘察設(shè)計研究院，白石水庫初步設(shè)計報告［R］.

［2］郝杰，潘家口水庫入庫徑流減小的原因及對策分析［J］.水利水電技術(shù)，2007（38）6，8-11.

［3］高誕源，葉壽征，張君友等.水文下墊面分析與分類初探［J］.水文，1999（4）：13-18.

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2014-05-07