張 林

(遼寧江河水利水電工程建設(shè)監(jiān)理有限公司， 遼寧 沈陽 110000)

1 流域概況

1.1 地理位置

千山區(qū)位于遼寧鞍山市東南，有南沙河，云量河，楊柳河三大河流過，南沙河源于千山風(fēng)景區(qū)仙人臺(tái)，屬太子河的支流。自南流向西北，穿過鞍山市的陳家臺(tái)村，歷山村和城崗堡村，穿過沈大高速公路進(jìn)入遼陽縣，通過遼陽的劉二堡鎮(zhèn)，至青魚灣村南下口子入太子河，南沙流域面積458 km2，全長58.06 km，鞍山境內(nèi)全長38.73 km，它是流經(jīng)鞍山市區(qū)的最大河流，南沙河上游有大沽山，千山，胡家廟等6個(gè)支流，與陳家臺(tái)大橋上游匯合為主流。

1.2 氣候氣象概況

千山區(qū)屬于北溫帶大陸性半濕潤季風(fēng)氣候，年平均氣溫為9.4度，它的特點(diǎn)是雨熱同步，干冷同步，光照充足，春季少雨多風(fēng)，日照時(shí)間較長，夏天炎熱多雨，東南風(fēng)盛行，秋季涼爽適宜，降雨適中，南北風(fēng)交替出現(xiàn)，冬季寒冷，降水少。該地區(qū)的多年平均降水量為739.5 mm，年內(nèi)降水分布不均。6-9月的降水量占年度降水量的70%～80%，多年平均徑流深度為188.0 mm，多年平均蒸發(fā)量為1 636.1 mm，多年平均溫度為9.4℃，極端最高溫度為36.5℃，分別在6月和7月發(fā)生，極小值 溫度是-29.9℃，在一月發(fā)生，年平均日照時(shí)間為2 540.7 h，凍結(jié)土的最大深度為118 cm，多年平均風(fēng)速為3.5 m/s，最大風(fēng)速為21 m/s。同時(shí)風(fēng)向?yàn)镾SE(SW)，多年平均最大風(fēng)速17 m/s。

1.3 水文特征

南沙河千山站多年實(shí)測平均徑流量為260.59萬 m3，年徑流深為188.0 mm，年徑流量在年內(nèi)分布及其不均，7-9月的徑流占年徑流量的67.6%，12-2月的徑流僅占年徑流量的1%，同時(shí)，年徑流量的年際分布不均勻，年徑流量最大為1995年出現(xiàn)的796.2萬 m3，最小流量為1999年出現(xiàn)的71萬 m3。兩者之間的差異是11倍之多。南沙河上游是扇形丘陵區(qū)，洪水主要是由暴雨造成的，主要發(fā)生在七月和八月，洪水漲落急劇，根據(jù)對1995年，1996年，2001年和2002年測得的大洪水資料分析，洪水匯合持續(xù)約1～2 h，洪水過程通常持續(xù)3天，主要洪水每天集中在10 h左右，該地區(qū)主要受華北氣旋，江淮氣旋，臺(tái)風(fēng)，低壓冷鋒和高空槽影響。依據(jù)對立山站多年實(shí)測泥沙數(shù)據(jù)的分析，立山站多年平均懸移質(zhì)輸沙量為19.75萬 t。

2 千山風(fēng)景區(qū)水資源及環(huán)境問題狀況

千山風(fēng)景資源豐富，自然景觀和人文景觀尤其宜人，是國家AAAA級(jí)風(fēng)景保護(hù)區(qū)，但千山風(fēng)景區(qū)最大不足有兩點(diǎn)：(1)有山無水，景區(qū)內(nèi)雖有十幾條小溪，但年徑流年季間變化較大，年內(nèi)分配不均勻，且河道比降大，缺少調(diào)蓄工程，近年來，景區(qū)附近礦山的深部開采造成地下水位急劇下降，使得景區(qū)的生態(tài)環(huán)境得到很大破壞，由此造成了景區(qū)水資源的嚴(yán)重短缺；為了切實(shí)提高千山風(fēng)景名勝區(qū)的水資源利用，合理利用該地區(qū)的水資源，有效生態(tài)環(huán)境，建設(shè)千山風(fēng)景區(qū)水資源及生態(tài)保護(hù)工作，在千山風(fēng)景區(qū)南沙河七號(hào)橋以上建設(shè)積翠湖工程符合水資源合理開發(fā)利用的需要。

3 擬建湖泊工程概況

千山風(fēng)景區(qū)南沙河七號(hào)橋以上湖泊工程為地表水源工程，工程位于南沙河七號(hào)橋以上河道干流上。其中水面面積為92.28萬 m2，庫容為547.4萬 m3；其中千山支流2～6號(hào)湖水面面積為41.9萬 m2，庫容為62.9萬 m3；七號(hào)橋7～8號(hào)湖水面面積為92.3萬 m2，庫容為138.4萬 m3；7處湖總的水面面積為134.2萬 m2，總庫容為201.3萬 m3。依據(jù)工程所在南沙河七號(hào)橋以上的地表來水量、用水量情況等，分析論證該工程蓄水水量、水質(zhì)的可靠性和可行性。

4 研究區(qū)人工湖蒸發(fā)損失計(jì)算

七號(hào)橋以上擬建人工湖區(qū)域，為南沙河上游山間河谷區(qū)，該區(qū)域多年平均水面蒸發(fā)量為1 636.1 mm(20 cm口徑蒸發(fā)皿)，多年平均降雨量為739.5 mm，多年平均徑流深188.0 mm。經(jīng)計(jì)算七號(hào)橋以上擬建人工湖區(qū)年蒸發(fā)損失深度為381.1 mm；各人工湖年蒸發(fā)損失量之和為49.41萬 m3。各人工湖年蒸發(fā)量計(jì)算見表1。

表1 七號(hào)橋以上擬建湖蒸發(fā)損失計(jì)算表

人工湖蒸發(fā)損失采用以下公式：

△W蒸=1 000(E水-E陸)(F湖-f)

(1)

式中：E水為計(jì)算時(shí)段△t內(nèi)人工湖區(qū)水面蒸發(fā)強(qiáng)度，以水層深度(mm)計(jì)；E陸為計(jì)算時(shí)段△t內(nèi)人工湖區(qū)陸面蒸發(fā)強(qiáng)度，以水層深度(mm)計(jì)；F湖為計(jì)算時(shí)段△t內(nèi)人工湖平均水面面積(km2)；f為建湖以前湖區(qū)原有天然河道水面及湖泊水面面積(km2)。

人工湖水面蒸發(fā)可根據(jù)建湖區(qū)附近蒸發(fā)站或氣象站蒸發(fā)資料折算成自然水面蒸發(fā)，即：

E水=αE器

(2)

式中：E陸為水面蒸發(fā)皿實(shí)測水面蒸發(fā)(mm)；α為水面蒸發(fā)皿折算系數(shù)。

陸面蒸發(fā)，在設(shè)計(jì)中常采用多年平均降雨量h0和多年平均徑流深y0之差，作為陸面蒸發(fā)的估算值。

E陸=h0-y0

人工湖蒸發(fā)損失量月分配見表2。

表2 人工湖蒸發(fā)量月分配表 104m3

5 人工湖滲漏損失計(jì)算

人工湖建設(shè)區(qū)為南沙河上游山間河谷區(qū)，根據(jù)可研報(bào)告對該區(qū)段水文地質(zhì)概況闡述和相關(guān)資料對南沙河上游水文地質(zhì)及水文地質(zhì)條件的介紹，人工湖建成蓄水后滲漏損失有側(cè)向滲漏和在壩基和壩端向下游滲漏。

滲漏量計(jì)算公式采用達(dá)西定律公式：

Q漏=KIW

(3)

式中：Q漏為滲透流量(m3)；K為滲透系數(shù)(m/d)；I為水力坡度；W為過水?dāng)嗝婷娣e(m2)(W=含水層厚度H×過水?dāng)嗝鎸扡)。

表3 人工湖壩體滲漏損失量計(jì)算見表

從表3中可以看出，千山5湖年滲漏損失量為153.51萬 m3、七號(hào)橋2湖年滲漏損失量為119.85萬 m3，合計(jì)年滲漏損失量273.36萬 m3。

6 結(jié)語

(1)千山支流5湖多年平均來水量為1 367.0×104m3，多年平均蒸發(fā)和滲漏損失量之和為169.49×104m3，多年平均可供的蓄水量(即來水量減蒸發(fā)和滲漏損失量)為1 197.5×104m3，遠(yuǎn)大于5處湖泊的蓄水量62.90×104m3，從多年平均的情況來分析，來水量可以滿足5處湖泊的蓄水要求。

(2)七號(hào)橋2湖多年平均來水量為1 420.0×104m3，多年平均蒸發(fā)和滲漏損失量之和為153.28×104m3，多年平均可供的蓄水量(即來水量減蒸發(fā)和滲漏損失量)為1 266.7×104m3，多年平均來水量遠(yuǎn)大于湖泊的蓄水量138.40×104m3，從多年平均的情況來分析，來水量可以滿足七號(hào)橋2處湖泊的蓄水要求。