高斗拴,馮東紅
(1.陜西省富縣葫蘆河灌區(qū)管理站,陜西 延安 727500;2.陜西省富縣水利工作隊(duì),陜西 延安 727500)
柳稍灣水庫(kù)位于北洛河一級(jí)支流的牛武川上游,蘭宜公路、309國(guó)道緊臨水庫(kù)右岸。水庫(kù)所在的流域川道廣闊,流域內(nèi)有兩大支溝,形成扇狀。水庫(kù)的壩址在柳稍灣村,距下游的陜西延安市富縣牛武鎮(zhèn)大概有7.5 km距離,離富縣縣城有18 km。柳稍灣水庫(kù)壩址以上的河道長(zhǎng)35 km,控制流域面積185 km2。水庫(kù)工程開工于1959年10月,于1970年10月修建完成。樞紐由大壩、放水工程和溢洪道三部分組成,水庫(kù)的總庫(kù)容為317萬 m3,是一座具有防洪灌溉、并兼顧養(yǎng)殖生產(chǎn)的綜合利用的小(1)型水庫(kù)。
由于水庫(kù)控制的流域內(nèi)沒有基本氣象站、雨量站和水文站,為選擇計(jì)算參證站,查閱《延安地區(qū)實(shí)用水文手冊(cè)》可知,水庫(kù)控制流域的水文分區(qū)屬于黃土林區(qū),而處在這一水文分區(qū)中的有葫蘆河張村驛水文站、沮河黃陵站和云巖河臨鎮(zhèn)水文站。將這三個(gè)水文站作為計(jì)算水庫(kù)控制流域的參證站比較合理,該三處水文站的位置和基本情況見表1。
表1 水文站基本概況
為進(jìn)行流域徑流分析,針對(duì)柳稍灣水庫(kù)所在流域內(nèi)無水文測(cè)站的實(shí)際,分別采用徑流深等值線圖法和水文比擬法兩種方法對(duì)流域徑流進(jìn)行研究分析,最終選取合理的成果,以期為研究水庫(kù)的洪水特征、除險(xiǎn)加固及防洪安全提供基礎(chǔ)資料支撐。
表2 柳稍灣水庫(kù)不同頻率入庫(kù)徑流量計(jì)算表
2.2.1 以張村驛站為參證站
由于張村驛水文站的控制流域面積是柳稍灣水庫(kù)控制流域面積的25.5倍,根據(jù)《水利水電工程水文計(jì)算規(guī)范》(SL278-2002),當(dāng)工程地址與設(shè)計(jì)依據(jù)站的集水面積相差超過15%,應(yīng)考慮區(qū)間與設(shè)計(jì)依據(jù)站以上流域降水、下墊面條件的差異,推算工程地址的徑流量。從《延安地區(qū)實(shí)用水文手冊(cè)》提供的多年平均降水量等值線圖上發(fā)現(xiàn)水文站和水庫(kù)控制流域的降水量基本相同,故采用水文比擬法將參證站成果折算至柳稍灣水庫(kù)時(shí),可只考慮流域面積修正,但本次同時(shí)考慮了面積和降水修正,見公式(1):
(1)
以張村驛站為參證站計(jì)算的柳稍灣水庫(kù)不同頻率的入庫(kù)徑流量如表3。
表3 參證站和柳稍灣水庫(kù)徑流量表 104m3
2.2.2 以臨鎮(zhèn)站為參證站
表4 參證站和柳稍灣水庫(kù)徑流量表 104 m3
2.2.3 以黃陵站為參證站
以黃陵站為參證站計(jì)算的柳稍灣水庫(kù)不同頻率的入庫(kù)徑流量如表5。
表5 參證站和柳稍灣水庫(kù)徑流量表 104 m3
圖1 張村驛水文站年徑流量頻率曲線
圖2 臨鎮(zhèn)水文站年徑流量頻率曲線
圖3 黃陵水文站年徑流量頻率曲線
由不同方法計(jì)算的柳稍灣水庫(kù)年徑流特征值及不同頻率入庫(kù)徑流量如表6。由表6可以看出,計(jì)算的成果之間差別較大,以黃陵站為參證站的水文比擬法計(jì)算的成果最大,等值線圖法的成果次之,以臨鎮(zhèn)站為參證站的水文比擬法計(jì)算的成果最小。
(1)采用“延安地區(qū)實(shí)用水文手冊(cè)”中的多年平均徑流深等值線是根據(jù)延安市各測(cè)站1980年以前的實(shí)測(cè)(還原)資料繪制的,系列較短,且根據(jù)近年來相關(guān)研究成果,1980年以前系列相對(duì)較豐,由此計(jì)算的柳稍灣水庫(kù)的年徑流量比長(zhǎng)系列的偏大,因此該成果不宜采用。
(2)黃陵站控制面積(2 266 km2)是柳稍灣水庫(kù)控制面積(185 km2)的12.3倍,控制流域的上游處于黃土林區(qū),下游處于黃土塬區(qū),而柳稍灣水庫(kù)控制流域全部位于黃土林區(qū),下墊面情況差異較大。嚴(yán)格意義上,黃陵水文站不滿足作為柳稍灣水庫(kù)年徑流分析參證站的要求,因此以黃陵站為參證站的成果不宜采用。
(3)張村驛站控制面積(4 715 km2)是柳稍灣水庫(kù)控制面積(114 km2)的25.5倍,控制流域的上游位于甘肅省慶陽地區(qū),大部分處于黃土塬區(qū),入陜西省后進(jìn)入黃土林區(qū),而柳稍灣水庫(kù)控制流域全部位于黃土林區(qū),下墊面情況差異較大。同理,以張村驛站為參證站的成果也不宜采用。
(4)臨鎮(zhèn)站集水區(qū)域和柳稍灣水庫(kù)控制流域均全部處于黃土林區(qū),下墊面情況一致;雖然臨鎮(zhèn)站的控制流域面積是柳稍灣水庫(kù)控制面積的6.1倍,且兩流域的降水量有所相差,但在計(jì)算柳稍灣水庫(kù)徑流量時(shí)考慮了降水和流域面積的修正,成果比較合理。
表6 不同方法計(jì)算的柳稍灣水庫(kù)徑流量表 104 m3
根據(jù)以上分析,本次柳稍灣水庫(kù)的年徑流采用以臨鎮(zhèn)站為參證站的成果。
通過采用兩種方法對(duì)柳稍灣水庫(kù)控制流域的年徑流量計(jì)算方法進(jìn)行研究,總結(jié)了年徑流的計(jì)算過程和成果取值的合理性。對(duì)徑流深等值線圖法和水文比擬法比較可知,在對(duì)該水庫(kù)控制流域年徑流量進(jìn)行計(jì)算時(shí),雖然取不同參證站時(shí)的控制流域面積差異較大,降水量也不定相同,但要結(jié)合實(shí)際情況,考慮到降水和流域面積的修正,選取比較切合實(shí)際計(jì)算成果。本次研究結(jié)論可以為類似工程水文計(jì)算提供一點(diǎn)參考。