孟慶峰，徐 潔

（貴州省水利水電勘測設計研究院，貴州 貴陽 550002）

0 前言

羊叉河水庫所在河流為烏江支流貓?zhí)拥囊患壷Я餮虿婧由?，壩址以上流域集水面積22.7 km2，主河道河長11.3 km，主河道平均坡降24.2‰。設計壩址以上流域無任何實測降水量及徑流資料，根據(jù)周邊測站的地理分布、產(chǎn)匯流條件，資料情況等綜合考慮，選取麥翁水文站為水文參證站。選取麥格寨雨量站（距離設計流域最近）為降水參證站。因該水庫具有灌溉功能，只有清鎮(zhèn)氣站具有蒸發(fā)資料，因此同時選用清鎮(zhèn)氣象站為雨量參證站進行比較。其他雨量站做面上降水及分析參考用。

1 不同的徑流計算方法

（1）方法1：以麥翁水文站為參證站，考慮集水面積、面降水量、徑流系數(shù)及徑流變差系數(shù)CV修正的水文比擬法[1~2]進行年徑流計算，用麥翁水文站的徑流分配過程進行分配。

麥翁水文站經(jīng)插補延長后具有1961年～2014年共53年(水文年)的徑流資料系列。壩址的徑流以麥翁水文站為參證站，按水文比擬法并結合降水、徑流系數(shù)及CV修正來推求。

經(jīng)分析，麥翁水文站以上流域面降水量以麥翁、三個山、二官寨、樂平、平壩等5站為代表，其多年平均面降水量為1243.5 mm；羊叉河水庫壩址以上面降水量以在流域分水嶺附近的麥格寨雨量站代表，其多年平均面降水量為1161.7 mm。

羊叉河水庫壩址多年平均流量按下面公式進行計算，計算公式如下：

根據(jù)《貴州省地表水資源》的有關等值線圖，并結合水文站的徑流CV綜合確定壩址處CV取0.34。由于水文站的徑流CV為0.33，與壩址處的有一定差異，采用上面的公式計算的壩址的徑流CV與水文站的CV是一致的，根據(jù)計算的壩址處多年平均流量，并根據(jù)確定的徑流CV，得到壩址處設計年均流量頻率曲線。根據(jù)水文參證站的實測歷年年均流量及對應的經(jīng)驗頻率，結合參證站采用的統(tǒng)計參數(shù)，計算出參證站相應年份的理論年均流量值，結合壩址采用的統(tǒng)計參數(shù)，計算出壩址相應年份的理論年均流量值，即：Q參證站實測÷Q參證站理論×Q壩址理論，即可得到壩址逐年的年均流量。徑流的年內分配，按水文站分配率分配可得到水庫的徑流過程。采用水文比擬法并結合降水、徑流系數(shù)及徑流CV修正計算的壩址成果。

（2）方法2：以麥格寨雨量站為參證站，采用降水徑流同頻率相應法[3]推求年徑流，用麥格雨量站的降水分配過程進行分配，并對枯水進行控制。

降水徑流同頻率相應法假定設計流域降水與參證流域歷年徑流之經(jīng)驗頻率相一致。先確定設計流域徑流統(tǒng)計參數(shù)，點繪理論P-Ⅲ型曲線，再根據(jù)降水情況確定逐年之徑流深、徑流量。根據(jù)麥格寨雨量站的降水資料，結合《貴州省地表水資源》成果，并按照枯水調查分析成果控制，采用降水徑流同頻率相應法作出壩址處的年徑流成果。

根據(jù)麥格寨雨量站1964年～2014年歷年年降水資料系列，得出其多年平均降水量為1161.7 mm（水文年），年降水量變差系數(shù)CV為0.19，偏態(tài)系數(shù)CS為2CV（壩址的降水量統(tǒng)計參數(shù)采用麥格雨量站的成果，多年平均降水量1161.7 mm，CV=0.19，CS/CV=2）。

查《貴州省地表水資源附圖》，設計流域的多年平均年徑流系數(shù)在0.53左右。根據(jù)所作的降水分析成果以及上述水文比擬法成果，計算得本工程多年平均徑流深為616 mm；再查“多年平均徑流深等值線圖”知本流域的多年平均徑流深在600 mm～700 mm之間，說明本工程的多年平均徑流深是合理的。徑流的變差系數(shù)根據(jù)《貴州省地表水資源》中的公式:

式中:CVy為年徑流變差系數(shù)；CVx為年降水變差系數(shù)，CVx=0.19；F為集水面積，F(xiàn)＜100 km2時取F=100 km2；α為年徑流系數(shù)；m、β、γ 為地區(qū)性經(jīng)驗參數(shù)，m=0.7，β=0.04，γ=1.3。

計算得CV=0.34，結合《貴州省地表水資源》上有關等值線圖及麥翁站的徑流CV，取年徑流的變差系數(shù)CV=0.34偏態(tài)系數(shù)CS取 2CV。

根據(jù)麥格寨雨量站歷年降水量的經(jīng)驗頻率在年徑流深設計頻率曲線上查得一徑流深，再用年降水量的實測值與同一經(jīng)驗頻率查降水頻率曲線上的理論值進行修正，即可得到逐年的徑流深。徑流的年內分配，按降水分配率分配并對枯水進行控制可得到水庫的徑流過程。

根據(jù)麥翁水文站歷年枯水資料分析，并結合《貴州省枯水調查等值線圖》成果，壩址處最小月流量枯水模數(shù)以1.5 L/(s·km2)控制。

（3）方法3：以麥格寨雨量站為參證站，采用降水徑流同頻率相應法推求年徑流，用麥翁水文站的徑流分配過程進行分配。

壩址處歷年年徑流量采用降水徑流同頻率相應法進行計算，計算方法同前。徑流的年內分配按麥翁水文站相應年份徑流分配率來分配。

（4）方法4：以清鎮(zhèn)氣象站為參證站，采用降水徑流同頻率相應法推求年徑流，用清鎮(zhèn)氣象站的降水分配過程進行分配，并對枯水進行控制。

方法4與方法2一致，只是將參證站變?yōu)榍彐?zhèn)氣象站。根據(jù)清鎮(zhèn)氣象站1961年～2014年歷年年降水資料系列，得出其多年平均降水量為1146.6 mm（羊叉河水庫壩址以上面降水量以在流域分水嶺附近的麥格寨雨量站代表，其多年平均面降水量為1161.7 mm），年降水量變差系數(shù)CV為0.17，偏態(tài)系數(shù)CS為2CV。徑流系數(shù)取0.53，徑流深為616 mm，徑流CV取0.34。按清鎮(zhèn)氣象站降水分配率進行分配并對枯水進行控制可得到水庫的徑流過程。

（5）方法5：以清鎮(zhèn)氣象站為參證站，采用降水徑流同頻率相應法推求年徑流，用麥翁水文站的徑流分配過程進行分配。

壩址處歷年年徑流量采用清鎮(zhèn)氣象站降水徑流同頻率相應法進行計算，計算方法同前。徑流的年內分配按麥翁水文站相應年份徑流分配率來分配。

表1 羊叉河水庫壩址徑流分析計算比較成果表

2 徑流計算成果分析

由表1可知，方法2與方法4多年平均統(tǒng)計參數(shù)成果差異較小，也就是說麥格寨雨量站或清鎮(zhèn)氣象站為參證站，對多年平均徑流成果的影響較小。建立麥格寨雨量站與清鎮(zhèn)氣象站年降水量相關關系分析（見圖1），其相關系數(shù)僅為0.67，相關性較差；從清鎮(zhèn)氣象站及麥格寨雨量站歷年年降水量過程線圖來看（見圖2），且年際差異比較明顯。因設計流域集水面積較小，且麥格寨雨量站位于設計流域分水嶺附近，降水特征基本反映設計流域的情況；清鎮(zhèn)氣象站距離設計流域較遠，清鎮(zhèn)氣象站不適合作為設計流域的參證站，因此以清鎮(zhèn)氣象站為參證站的方法4和方法5徑流計算方法及成果不可取。

圖1 麥格寨雨量站與清鎮(zhèn)氣象站年降雨量相關關系曲線圖

圖2 清鎮(zhèn)氣象站與麥格寨雨量站歷年年降水量過程線圖

圖3 麥格寨雨量站與麥翁水文站年徑流相關關系曲線圖

從麥格寨雨量站年降水量與麥翁水文站年徑流相關分析來看（見圖3），其相關系數(shù)為0.73，相關性也不好。因此以麥翁水文站為參證站，采用水文比擬計算的方法1的徑流成果也不是很合適。

從上面的分析來看，可以否定方法1、方法4及方法5的徑流成果。

因此設計壩址徑流以麥格寨雨量站為參證站，采用降水徑流同頻率相應法推求年徑流，差異只是分配問題；方法2是以麥格寨雨量站的降水過程進行分配，并考慮枯水控制；方法3則是以麥翁水文站的徑流過程進行分配。從方法2與方法3的徑流計算成果來看，方法2計算的枯水徑流要偏大一些，11月~次年4月枯半年方法2比方法3成果大29.9%，最小月方法2比方法3成果大12.5%；方法2計算的11月~次年4月枯半年占全年凈流量的20.8%，方法3計算的11月~次年4月枯半年占全年凈流量的16.0%。主要原因是降水過程進行分配，并進行枯水控制可能加大枯水徑流成果（①是降水徑流的非同步性，徑流要滯后些，②枯水期匯流條件的差異）。從鄰近的水文站徑流成果來看，麥翁水文站同期枯水期11月~次年4月徑流占全年徑流量的15.4%；修文水文站枯水期11月~次年4月徑流占全年徑流量的17.3%。

圖4 麥格寨雨量站月降水量與麥翁水文站月徑流相關關系曲線圖

從麥格寨雨量站月降水量與麥翁水文站月徑流相關分析來看（見圖4），相關系數(shù)為0.81，相關性尚可；從興利調算分析，在同樣的供水量情況下，方法2計算的興利庫容較方法3要小5%左右；綜合考慮，壩址徑流以麥格寨雨量站為參證站，采用降水徑流同頻率相應法推求年徑流，以麥翁水文站的徑流過程進行分配方法3計算的徑流成果。

3 結論

羊叉河水庫徑流采用5種方法計算，并從羊叉河流域的徑流特性及周邊麥翁水文站、麥格寨雨量站、清鎮(zhèn)氣象站的分布情況、流域特性以及相關性等方面，結合工程供水安全等方面因素，綜合選定了以麥格寨雨量站為參證站，采用降水徑流同頻率相應法推求年徑流，以麥翁水文站的徑流過程進行分配的徑流成果，成果安全可靠，為其他無資料流域水庫徑流計算及如何選擇最終成果提供了借鑒。