王偉祿

（太原市水文水資源勘測(cè)分局，山西 太原 030002）

松溪供水工程水文特性分析

王偉祿

（太原市水文水資源勘測(cè)分局，山西 太原 030002）

松溪供水工程包括水源工程和輸水工程兩部分，主要為昔陽(yáng)縣城、東冶頭鎮(zhèn)、界都鄉(xiāng)、趙壁鄉(xiāng)提供用水，在支撐昔陽(yáng)縣整體發(fā)展中起著重要作用。通過(guò)對(duì)松溪供水工程徑流、洪水、泥沙等方面水文特性的分析，可為松溪供水工程安全運(yùn)行、松溪河流域治理、防汛抗旱等方面提供參考依據(jù)。

徑流；洪水；水文特性；松溪供水工程

1 工程概況

松溪供水工程由水源工程和輸水工程兩部分構(gòu)成。工程主要為昔陽(yáng)縣城、東冶頭鎮(zhèn)、界都鄉(xiāng)、趙壁鄉(xiāng)進(jìn)行供水，保證農(nóng)村人畜飲水、農(nóng)業(yè)灌溉用水，兼顧工業(yè)和城鎮(zhèn)居民生活用水。口上水庫(kù)是松溪供水工程的水源工程，建于昔陽(yáng)縣松溪河下游河道上，壩址位于距昔陽(yáng)縣城35 km處的東冶頭鎮(zhèn)口上村，壩址以上控制流域面積1 462 km2?？谏纤畮?kù)采用堆石混凝土重力壩，壩頂高程647.9 m，壩頂長(zhǎng)120 m，最大壩高58.4 m，壩頂寬6 m，最大壩底寬54.4 m。輸水工程由2座泵站、1座出水池、2座事故備用水池及輸水管線構(gòu)成，為供水范圍內(nèi)城鄉(xiāng)提供用水。

2 水文特性

2.1 流域概況

松溪河為冶河的支流，甘陶河的主源。源頭位于和順縣李陽(yáng)鄉(xiāng)南山村，松溪河流經(jīng)和順縣、昔陽(yáng)縣和河北省的井陘縣、平山縣，最終流入滹沱河。山西省境內(nèi)的松溪河干流長(zhǎng)度為96.7 km，縱坡6.5‰，流域面積2 352 km2。

口上水庫(kù)壩址上游呈山壟地形，有安坪河、巴洲河、洪水河、趙壁河和楊趙河共5條支流匯入。壩址距下游的泉口水文站約9.3 km，控制流域面積1 462 km2，流域內(nèi)大部分為灰?guī)r土石山區(qū)。

2.2 氣候特點(diǎn)

松溪河流域?qū)俅箨懶愿珊禋夂?，四季分明，春季日照充足，干燥多風(fēng)；夏季天氣干熱且雨量集中，多風(fēng)災(zāi)和冰雹；秋季晴朗涼爽；冬季寒冷，風(fēng)大雪少。

據(jù)昔陽(yáng)縣氣象站統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示：年日照平均總時(shí)長(zhǎng)2 582.5 h；多年平均蒸發(fā)量1 831 mm，最大蒸發(fā)量在4—7月，蒸發(fā)量約1 007 mm；多年平均氣溫9.7℃，溫差大，極端最高和最低氣溫分別為38.7℃和-20.9℃。由于地形變化較大導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)無(wú)霜期各不相同，東北部的孔氏鄉(xiāng)、東冶頭鎮(zhèn)無(wú)霜期達(dá)160 d以上，中部地區(qū)遞減10 d，東南部分地區(qū)遞減20～30 d，白羊山無(wú)霜期最短為110 d左右，南北無(wú)霜期最大相差50 d左右；凍結(jié)期為12月9日—次年3月3日；每年4—9月風(fēng)向多為東向，10月至次年3月，風(fēng)向多為西向，西北風(fēng)、北風(fēng)居次，歷年絕對(duì)最大風(fēng)速21 m/s，多年平均風(fēng)速1.7 m/s。降水主要集中在七八兩月，年均降水量499.5 mm，日最大降水量153.9 mm。

2.3 徑流

2.3.1 實(shí)測(cè)徑流

根據(jù)泉口水文站近年來(lái)實(shí)測(cè)徑流統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，多年平均徑流量為5 332萬(wàn)m3，多年平均汛期徑流量為3 425萬(wàn)m3，占年徑流量的64.2%。最小月平均徑流量為16萬(wàn)m3，最大月平均徑流量為6 285萬(wàn)m3。受降水量年際變化等影響，徑流年際變化較大，最大年徑流量為30 704萬(wàn)m3，最小年徑流量為1 070萬(wàn)m3，極值比高達(dá)28.7倍。

泉口站上游水磨頭村有四個(gè)泉眼，魚(yú)場(chǎng)西南側(cè)、南側(cè)各一處，東南側(cè)兩處，均分布于水磨頭魚(yú)場(chǎng)南邊半山腰處。有關(guān)單位于2012年7月對(duì)泉水流量進(jìn)行了實(shí)測(cè)，測(cè)得南側(cè)泉流量為0.014 m3/s，西南側(cè)泉流量為0.002 8 m3/s，東南側(cè)兩泉的匯流處流量為0.015 3 m3/s，四泉總流量為0.032 1 m3/s。由此可知，四泉眼流量變化不大，可認(rèn)定為泉水流量較穩(wěn)定。經(jīng)泉水流量與泉口站徑流數(shù)據(jù)對(duì)比分析，泉口站實(shí)測(cè)徑流資料較為可靠。

2.3.2 天然徑流

松溪河流域的郭莊水庫(kù)和水峪水庫(kù)是影響徑流系列數(shù)據(jù)一致性的主要因素，因此需對(duì)實(shí)測(cè)徑流進(jìn)行還原計(jì)算，還原為天然徑流。

采用水量平衡公式對(duì)口上水庫(kù)天然徑流進(jìn)行還原計(jì)算：

式中：W天然——天然徑流量，萬(wàn)m3；

W實(shí)測(cè)——實(shí)測(cè)徑流量，萬(wàn)m3；

W耗水——耗水量，萬(wàn)m3；

E——水庫(kù)附加蒸發(fā)和滲漏損失量，萬(wàn)m3。

受水文站下遷影響，經(jīng)還原的1976年后天然徑流因測(cè)流斷面位置不同還需使用面積比指數(shù)法進(jìn)行折算，其中面積比指數(shù)取1。折算后得口上水庫(kù)天然多年平均徑流量為6 634萬(wàn)m3（采用1971—2008年天然徑流量系列計(jì)算得），通過(guò)徑流頻率分析，95%，50%保證率年徑流量分別為2 376萬(wàn)m3和5 033萬(wàn)m3。

2.4 洪水特性

松溪河為山溪性河流，系太行山支脈，地形山巒起伏，溝壑縱橫。水系屬于子牙河水系，處于典型的季風(fēng)氣候區(qū)。暴雨是流域內(nèi)洪水形成的主要原因，中下游偏東地區(qū)（昔陽(yáng)和泉口以下的干流區(qū)）為大洪水暴雨中心多發(fā)地。由于松溪河干流及其支流同時(shí)遭遇洪水情況較多，位于干流位置的泉口站易形成洪水匯聚，在此處洪水呈現(xiàn)出峰高量大且歷時(shí)長(zhǎng)的特點(diǎn)。

口上水文站自1958年設(shè)站，1976年改名泉口水文站，至2010年共有51年的不連續(xù)實(shí)測(cè)洪水資料。據(jù)實(shí)測(cè)洪水資料顯示，最大洪峰流量為4 100 m3/s，最小洪峰流量為1.37 m3/s。其中，共有26年實(shí)測(cè)洪峰流量大于100 m3/s，集中在7—8月。

2.5 泥沙含量

口上水庫(kù)多年平均入庫(kù)總輸沙量為25.9萬(wàn)t（推移質(zhì)輸沙量以懸移質(zhì)輸沙量的15%計(jì)），最大年輸水量為302.52萬(wàn)t。水庫(kù)以上流域面積1 462 km2，水土流失相對(duì)不嚴(yán)重，流域內(nèi)主要為灰?guī)r土石山區(qū)、砂頁(yè)巖土石山、黃土丘陵區(qū)。非汛期來(lái)沙量較少，泥沙主要集中在6—9月，汛期輸沙量可占年輸沙量的95%以上。

2.6 冰情

由于口上（泉口）水文站缺乏冰情實(shí)測(cè)資料，根據(jù)調(diào)查了解，水庫(kù)以上流域凍結(jié)的初始日期開(kāi)始為12月初，解凍日期平均為2月底至3月初，封凍天數(shù)約80 d，次年3月中旬進(jìn)入流冰期，流冰期多年平均約5～10 d，多年平均冰厚0.25 m。

2.7 蒸發(fā)量

由于口上水文站蒸發(fā)資料不具有連續(xù)性，故采用昔陽(yáng)縣氣象站1970—2000年水面蒸發(fā)量觀測(cè)系列，20 cm蒸發(fā)皿年平均蒸發(fā)深1 831 mm，根據(jù)山西省第二次水資源評(píng)價(jià)成果顯示，海河南系20 cm蒸發(fā)皿實(shí)測(cè)蒸發(fā)量與水面蒸發(fā)量的折算系數(shù)，非冰期4—10月折算系數(shù)為0.64，冰期11月—次年3月折算系數(shù)為0.61，據(jù)此計(jì)算得年均水面蒸發(fā)量為1 160.2 mm。

由口上（泉口）水文站實(shí)測(cè)資料分析，多年平均降水量為458.6 mm，多年平均徑流深為50.1 mm，則陸面蒸發(fā)量為408.5 mm。以水面蒸發(fā)量減去陸面蒸發(fā)量，可得附加蒸發(fā)量為751.6 mm。

3 結(jié)語(yǔ)

昔陽(yáng)縣是山西省水資源較為貧乏的地區(qū)之一，松溪供水工程主要提供松溪河兩岸的工業(yè)企業(yè)和人口密集地區(qū)用水，在支撐昔陽(yáng)縣整體發(fā)展中起到了重要作用。因此分析松溪供水工程水文特性，為松溪供水工程安全運(yùn)行和最大程度地發(fā)揮工程作用提供了依據(jù)，對(duì)松溪河流域治理、防汛抗旱及合理開(kāi)發(fā)利用地表水等方面具有重要的指導(dǎo)意義。

P332

C

1004-7042（2016）12-0007-02

王偉祿（1990-），女，2012年畢業(yè)于河海大學(xué)水文與水資源工程專業(yè)，助理工程師。

2016-10-03；

2016-11-13