王紅艷

（西安水文水資源勘測(cè)中心,陜西 西安 710068）

1 水庫(kù)概況

薛峰水庫(kù)位于陜西省韓城市板橋鎮(zhèn)薛峰村,庫(kù)區(qū)流域面積529 km2,多年平均年降雨量650 mm,徑流量0.5734億m3。水庫(kù)總庫(kù)容43.6百萬(wàn)m3,有效庫(kù)容30.00百萬(wàn)m3,死庫(kù)容2.40百萬(wàn)m3,均質(zhì)土壩,壩頂高程615.22 m,最大壩高56.22 m,壩頂長(zhǎng)340.00 m。水庫(kù)主汛期汛限水位606.00 m,次汛期607.00 m,水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量1010 m3/s、洪量18.00百萬(wàn)m3,千年一遇校核洪峰流量2310 m3/s、洪量40.00百萬(wàn)m3。

水庫(kù)承擔(dān)韓城市區(qū)和韓城發(fā)電廠供水、七個(gè)鎮(zhèn)（辦）16萬(wàn)畝農(nóng)田灌溉,以及下游108國(guó)道、304省道、西侯鐵路、象山煤礦等大型國(guó)企和3個(gè)鎮(zhèn)（辦）4萬(wàn)人口及3萬(wàn)畝耕地,總計(jì)5億元人民幣資產(chǎn)的防洪保安任務(wù),是區(qū)域防汛地位十分重要的全國(guó)防汛重點(diǎn)中型水庫(kù)。自1975年水庫(kù)建成運(yùn)行以來(lái),累計(jì)向城市生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等供水600.00百萬(wàn)m3,已成為韓城市工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展重要的水安全供給保障工程。

2 水庫(kù)來(lái)水量和現(xiàn)狀用水量調(diào)查

2.1 集水區(qū)域來(lái)水過(guò)程調(diào)查

在韓城市防辦和水庫(kù)管理單位等的參與協(xié)助下,開(kāi)展了水庫(kù)所在全流域地形地貌、植被、產(chǎn)匯流等現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地查勘調(diào)研。水庫(kù)所在澽水河徑流主要由降雨形成,徑流隨降雨的變化而變化。河流水量汛期主要由降雨補(bǔ)給,枯水季節(jié)主要依靠地下水補(bǔ)給,徑流年際變化大,年內(nèi)分配極不均勻,多年平均徑流量57.34百萬(wàn)m3。調(diào)研取得澽水河薛峰水庫(kù)提供1975年～2021年47年水庫(kù)月、年來(lái)水量系列576個(gè)數(shù)據(jù)資料,見(jiàn)表1,經(jīng)分析整理用于來(lái)水量計(jì)算。

表1 2001年～2021年實(shí)際用水調(diào)查成果統(tǒng)計(jì)表 單位：106m3

2.2 用水狀況調(diào)查

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查勘調(diào)研,依據(jù)薛峰水庫(kù)提供的2001年～2021年21年農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)、生活等各項(xiàng)用水量,并分析核算出月、年實(shí)際用水總量。

（1）城市工業(yè)用水：薛峰水庫(kù)主要以農(nóng)業(yè)灌溉為主,兼顧市區(qū)及韓城發(fā)電廠供水任務(wù),2011年12月發(fā)電廠停產(chǎn),2011年后無(wú)工業(yè)用水統(tǒng)計(jì)。

（2）城鎮(zhèn)生活用水：薛峰水庫(kù)城鎮(zhèn)居民供水對(duì)象為韓城市新城區(qū)、老城區(qū),供水城鎮(zhèn)居民人口約10萬(wàn)人,用水定額取156 L/d；農(nóng)村居民供水對(duì)象主要為衛(wèi)東、芝陽(yáng)鎮(zhèn),農(nóng)村居民人口約3000 人,生活用水定額取80 L/d。

（3）農(nóng)灌用水：75%灌溉設(shè)計(jì)保證率的灌溉面積 10.67千公頃。

（4）生態(tài)用水：生態(tài)用水量為10%多年平均入庫(kù)徑流量法推算所得。

（5）水庫(kù)蒸滲用水：根據(jù)薛峰水庫(kù)典型年蒸滲資料統(tǒng)計(jì)得出。

3 水庫(kù)旱警水位確定

3.1 年徑流量資料“三性”分析

（1）代表性分析

根據(jù)1975年～2021年徑流資料,點(diǎn)繪出薛峰水庫(kù)年徑流過(guò)程線（圖1）和年徑流差積曲線（圖2）。從薛峰水庫(kù)年徑流過(guò)程線可以看出其既包括豐水年,又包括枯水年,并以枯水年為多,豐水年數(shù)較少且急劇震蕩。其年徑流差積曲線的正序與逆序數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系一般,說(shuō)明其資料的代表性能夠滿足旱警水位分析計(jì)算精度的要求。

圖2 薛峰水庫(kù)年徑流差積曲線

（2）一致性分析

因?yàn)樵诓捎玫馁Y料系列內(nèi),薛峰水庫(kù)庫(kù)區(qū)集水區(qū)域內(nèi)無(wú)取引水工程,流域生態(tài)壞境基本沒(méi)有遭受人類活動(dòng)破壞,整個(gè)集水區(qū)域內(nèi)沒(méi)有遭受較大人工開(kāi)挖改造,所以可認(rèn)為資料系列具有較好一致性。

（3）可靠性分析

在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)研薛峰水庫(kù)庫(kù)區(qū)流域產(chǎn)匯流環(huán)境條件狀況,以及水庫(kù)供水和用水設(shè)施設(shè)備、取用水量計(jì)量監(jiān)測(cè)、取用水管理與保護(hù)等歷史和現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,整理分析其建庫(kù)以來(lái)月、年來(lái)水量和2001年～2021年月、年用水量,認(rèn)為水庫(kù)來(lái)水系列資料是可靠的。

3.2 水庫(kù)年來(lái)水量分析計(jì)算

（1）設(shè)計(jì)年徑流量

根據(jù)1975年～2021年水庫(kù)年徑流量系列資料,采用經(jīng)驗(yàn)頻率點(diǎn)子與理論頻率點(diǎn)子相擬合的配線法進(jìn)行年徑流量系列頻率計(jì)算,分析計(jì)算其來(lái)水量,Cs/Cv為2.67。頻率計(jì)算后,水庫(kù)多年平均來(lái)水量0.5734億m3,75%偏旱年來(lái)水量為0.1737億m3,95%干旱年來(lái)水量0.1433億m3。頻率曲線見(jiàn)圖3。

圖3 薛峰水庫(kù)來(lái)水量頻率曲線圖

（2）設(shè)計(jì)水平年年徑流年內(nèi)月分配

在上述表1“2001年～2021年實(shí)際用水調(diào)查成果統(tǒng)計(jì)表”中找年徑流量與設(shè)計(jì)年徑流量接近的年份,并按這一年的各月來(lái)水量占其年徑流量的比例分配設(shè)計(jì)年年徑流量的各月徑流量,成果見(jiàn)表2。

表2 薛峰水庫(kù)設(shè)計(jì)年來(lái)水量頻率計(jì)算成果表 單位：億m3

3.3 需水量

由于資料所限,需水量預(yù)測(cè)較為困難,本文直接以調(diào)查分析統(tǒng)計(jì)的實(shí)際用水量作為需水量進(jìn)行分析計(jì)算。

3.4 應(yīng)供水量

水庫(kù)月應(yīng)供水量采用各月水庫(kù)來(lái)水量及其用水總量逐月對(duì)照滑動(dòng)進(jìn)行分析計(jì)算,即表3中“月總量-75%來(lái)水量=單月應(yīng)供水量”,“單月計(jì)算出來(lái)后1月+2月=雙月第一個(gè)月滑動(dòng)量；2月+3月=雙月第2個(gè)月滑動(dòng)量”,以此類推,“雙月12月=單月12月+單月1月”。計(jì)算結(jié)果：75%和95%干旱年的單月最大應(yīng)供水量分別為2.57百萬(wàn)m3、2.71百萬(wàn)m3,雙月最大供水量分別為4.31百萬(wàn)m3、3.59百萬(wàn)m3。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 水庫(kù)月應(yīng)供水量逐月滑動(dòng)計(jì)算表 單位：百萬(wàn)m3

3.5 旱警水位確定

《旱警水位（流量）確定辦法》規(guī)定年調(diào)節(jié)水庫(kù)采用水庫(kù)月最大應(yīng)供水量加死庫(kù)容的方法分析確定相應(yīng)干旱年旱警水位。分析計(jì)算薛峰水庫(kù)75%、95%干旱年月最大應(yīng)供水量分別為6月份的4.31百萬(wàn)m3和12月份的3.57百萬(wàn)m3,加上死庫(kù)容2.40百萬(wàn)m3,其相應(yīng)庫(kù)水位分別為590.80 m和589.80 m,分別高于水庫(kù)死水位（高程580.00 m）10.8 m和9.80 m,綜合確定薛峰水庫(kù)旱警水位為590.80 m。

4 成果合理性分析

統(tǒng)計(jì)1975年～2021年47年薛峰水庫(kù)歷年月、年低于旱警水位次數(shù)匯總見(jiàn)表4,統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明與薛峰水庫(kù)運(yùn)行以來(lái)實(shí)際情況基本一致。

表4 薛峰水庫(kù)歷年月、年最低水位低于旱警水位次數(shù)統(tǒng)計(jì)表

（1）重現(xiàn)期

47年中平均有16年低于旱警水位590.80 m,主要出現(xiàn)在灌溉供水期的4月～9月,頻次為34.0%,重現(xiàn)期近3年一遇,與實(shí)際情況相符。

（2）歷史記載分析

通過(guò)建國(guó)后陜西省旱災(zāi)等級(jí)統(tǒng)計(jì),1977年關(guān)中春旱、1991年全省冬春夏旱、1995年全省四季連旱、1997年陜北關(guān)中春夏旱。結(jié)合表6,低于旱警水位出現(xiàn)的年、月份及次數(shù)多出現(xiàn)在1977年、1991年、1995年及1997年,符合歷史記載。

（3）與水庫(kù)已有旱警水位成果比對(duì)

本次確定薛峰水庫(kù)旱警水位590.80 m與其已有旱警水位590.40 m比較增加0.4 m的原因,受頻率計(jì)算適線影響,2011年～2021年來(lái)水點(diǎn)群大部分集中在下部,在適線時(shí)考慮中下部點(diǎn)群,75%、95%來(lái)水量適線結(jié)果較之前降低。加之,在單月、雙月滑動(dòng)時(shí),應(yīng)供水量增大,旱警水位增高。

（4）控制參數(shù)

本次確定的薛峰水庫(kù)旱警水位590.80 m比水庫(kù)死水位580.00 m高9.80 m,比汛限水位606.00 m低15.80 m,其對(duì)應(yīng)旱警庫(kù)容6.71百萬(wàn)m3占正常庫(kù)容量30.24百萬(wàn)m3的22.2%,三個(gè)控制參數(shù)均符合規(guī)定。

綜合分析,薛峰水庫(kù)旱警水位確定為590.80 m基本合理。

5 結(jié)論

本文分析確定的薛峰水庫(kù)590.80 m旱警水位,經(jīng)對(duì)其重現(xiàn)期、與歷史記載對(duì)比、與已有成果對(duì)照和參數(shù)控制等合理性檢查,符合水庫(kù)實(shí)際運(yùn)行情況,與已有成果比較增加0.4 m有利于當(dāng)前和未來(lái)一段時(shí)期,流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和河流生態(tài)環(huán)境保護(hù)的用水需求,可用于水庫(kù)供水、調(diào)度運(yùn)行管理等實(shí)際工作。