延河王瑤水庫(kù)旱限水位的確定

【摘 要】通過(guò)對(duì)延河王瑤水庫(kù)旱限水位的確定，探討旱限水位對(duì)延安地區(qū)城鄉(xiāng)居民生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生態(tài)環(huán)境用水安全的影響。并對(duì)提升延安市抗旱保障能力及預(yù)警監(jiān)測(cè)水平提出指導(dǎo)性依據(jù)等。

【關(guān)鍵詞】延河王瑤水庫(kù)；旱限水位確定；用水安全；影響依據(jù)

1.旱限水位確定的依據(jù)和意義

近年來(lái)，受全球氣候變化影響，我國(guó)干旱災(zāi)害頻次增加，范圍擴(kuò)大、損失加重，給旱區(qū)群眾生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生態(tài)環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重影響。旱限水位指江河湖庫(kù)水位持續(xù)偏低，流量持續(xù)偏少，影響城鄉(xiāng)居民生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境等用水安全，應(yīng)采取抗旱措施的水位。

旱限水位的確定應(yīng)綜合考慮江河湖庫(kù)的主要用水需求，以其最高需求值作為確定依據(jù)，是江河湖庫(kù)干旱預(yù)警等級(jí)的重要指標(biāo)，是啟動(dòng)抗旱應(yīng)急響應(yīng)級(jí)別的重要依據(jù)。

王瑤水庫(kù)旱限水位的確定對(duì)本地區(qū)城鄉(xiāng)居民生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生態(tài)環(huán)境等用水安全和提升抗旱保障能力及預(yù)警監(jiān)測(cè)水平具有重要的意義。

2.王瑤水庫(kù)概況

王瑤水庫(kù)壩址處在陜西省延安市安塞縣王瑤鄉(xiāng)，東經(jīng)108-40′，北緯36-45′，位于黃河水系二級(jí)支流延河上游杏子河段，水庫(kù)集水面積820km2。從壩址到最遠(yuǎn)分水嶺長(zhǎng)54公里，庫(kù)區(qū)海拔在1135.7—1760.0米，平均海拔1400米。庫(kù)區(qū)氣候?qū)俑咴箨懠撅L(fēng)性氣候，年平均氣溫在7.2℃—8.8℃之間，多年平均降水量523.4毫米，壩址以上多年平均年徑流量3519萬(wàn)m3，多年平均含沙量282 kg/m3，年最大泄量3.32 m3/s。水庫(kù)主要功能是城鎮(zhèn)生活供水、企業(yè)生產(chǎn)供水和防洪。王瑤水庫(kù)樞紐工程于1970年10月動(dòng)工興建，1972年9月建成下閘蓄水投入試運(yùn)行?？値?kù)容2.03億m3，有效庫(kù)容0.76億m3，正常蓄水位1182.5m，設(shè)計(jì)洪水位1185.6m，水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為百年一遇。校核標(biāo)準(zhǔn)兩千年一遇，校核洪水位1188.02m。

3.王瑤水庫(kù)來(lái)水量和現(xiàn)狀用水量調(diào)查

對(duì)王瑤水庫(kù)建庫(kù)以來(lái)月、年來(lái)水量和2001-2011年月、年用水量量及用水性質(zhì)進(jìn)行調(diào)查。

3.1集水區(qū)域來(lái)水過(guò)程調(diào)查

依據(jù)延安市防辦、延安市水資源局和延安市江河供水公司提供的王瑤水庫(kù)建庫(kù)以來(lái)集水區(qū)域月、年來(lái)水量資料，調(diào)查成果匯總情況統(tǒng)計(jì)。

3.2用水狀況調(diào)查

經(jīng)過(guò)實(shí)地調(diào)研及依據(jù)延安市防辦、延安市水資源局和延安市江河供水公司提供的相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)調(diào)查成果：

城鎮(zhèn)生活用水及蒸滲用水以實(shí)際用水調(diào)查成果為準(zhǔn)：日平均供水量5萬(wàn)m3， 供水定額5萬(wàn)m3。河道生態(tài)用水：根據(jù)陜西省水利廳“陜西省水資源調(diào)度方案及系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃” 地區(qū)水資源評(píng)價(jià)成果，水庫(kù)下游環(huán)境、河道生態(tài)用水量采用水庫(kù)多年平均入庫(kù)徑流量的10%計(jì)算，年生態(tài)環(huán)境用水量為3.5977百萬(wàn)m3。

4.王瑤水庫(kù)旱限水位確定

4.1水庫(kù)來(lái)水量分析計(jì)算

4.1.1水庫(kù)徑流系列的確定：

通過(guò)對(duì)王瑤水庫(kù)入庫(kù)徑流系列資料的“三性分析”可知，王瑤水庫(kù)1973～2010年實(shí)測(cè)徑流系列資料的可靠性、一致性、代表性較好，可用以設(shè)計(jì)年徑流的分析計(jì)算。

4.1.2設(shè)計(jì)年徑流的計(jì)算：

根據(jù)王瑤水庫(kù)提供的1973～2011年逐月來(lái)水量資料分析，水庫(kù)多年平均來(lái)水總量為35.98百萬(wàn)m3。王瑤水庫(kù)為供水水庫(kù)，按偏旱年景75%設(shè)計(jì)頻率分析計(jì)算來(lái)水量為28.043百萬(wàn)m3。按干旱年景95%設(shè)計(jì)頻率分析計(jì)算為20.209百萬(wàn)m3。

4.1.3徑流年內(nèi)月分配：

根據(jù)設(shè)計(jì)頻率75%的偏旱年景典型年（2003年）資料分析計(jì)算，水庫(kù)來(lái)水量徑流年內(nèi)月分配見(jiàn)表4-1。

根據(jù)設(shè)計(jì)頻率95%干旱年景典型年（2008年）資料分析計(jì)算，水庫(kù)來(lái)水量徑流年內(nèi)月分配見(jiàn)表4-2。

4.2需水量分析

根據(jù)延安市防辦2011年資料統(tǒng)計(jì)，王瑤水庫(kù)主要承擔(dān)下游40萬(wàn)城鎮(zhèn)居民生活用水需求。由于王瑤水庫(kù)地處黃土高原溝壑區(qū)，水庫(kù)上游主要是綿壤土，土壤侵蝕嚴(yán)重，水庫(kù)壩型屬于均質(zhì)土壩，蒸發(fā)滲漏水量也是水庫(kù)用水量的一部分，需考慮。

4.2.1城市生活用水

根據(jù)王瑤水庫(kù)2001-2010年城市生活用水統(tǒng)計(jì)資料分析，近10年來(lái)城市生活用水量呈逐年增加趨勢(shì)。近3年增加的幅度不是太大，因此，采用多年平均值作為城市生活用水量。

4.2.2蒸發(fā)滲漏用水

由于王瑤水庫(kù)地處黃土高原溝壑區(qū)，水庫(kù)上游主要是綿壤土，土壤侵蝕嚴(yán)重，年均土壤侵蝕模數(shù)為1.48萬(wàn)噸/平方公里，蒸滲水量較大，需考慮。根據(jù)統(tǒng)計(jì)11年的蒸滲資料，采用多年平均值作為蒸滲水量，年平均蒸滲值為1.333百萬(wàn)m3。

4.2.3生態(tài)環(huán)境用水

根據(jù)地區(qū)水資源評(píng)價(jià)成果，水庫(kù)下游環(huán)境、河道生態(tài)用水量采用水庫(kù)多年平均入庫(kù)徑流量的10%計(jì)算，年生態(tài)環(huán)境用水量為3.598百萬(wàn)m3。

4.3應(yīng)供水量分析

根據(jù)《旱限水位確定辦法》，水庫(kù)各月應(yīng)供水量等于月用水總量（城市生活供水、農(nóng)業(yè)灌溉及環(huán)境生態(tài)需水之和）與水庫(kù)各月設(shè)計(jì)頻率來(lái)水量之差。當(dāng)來(lái)水量大于及等于月用水總量時(shí)，水庫(kù)未來(lái)來(lái)水量滿足用水需求，水庫(kù)應(yīng)供水量為零。當(dāng)來(lái)水總量小于月用水總量時(shí)，其差值為水庫(kù)應(yīng)供水量。

根據(jù)不同設(shè)計(jì)頻率（P=75%、95%）各月用水總量及各月來(lái)水量分析，其中最大應(yīng)供水量出現(xiàn)在12月份，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4-3。

4.4 旱限水位確定

王瑤水庫(kù)按75%偏旱年景來(lái)水量計(jì)算的逐月滑動(dòng)計(jì)算的月最大應(yīng)供水量為12月份的1.0545百萬(wàn)m3。水庫(kù)死庫(kù)容1.2百萬(wàn)m3，由于淤積，根據(jù)王瑤水庫(kù)庫(kù)容曲線查得死水位對(duì)應(yīng)的死庫(kù)容為0百萬(wàn)m3。則應(yīng)供水量與死庫(kù)容之和最大值仍為1.0545百萬(wàn)m3，根據(jù)王瑤水庫(kù)水位庫(kù)容曲線查得相應(yīng)庫(kù)水位為1171.20m；按王瑤水庫(kù)95%偏旱年景來(lái)水量計(jì)算的逐月滑動(dòng)計(jì)算的月最大應(yīng)供水量為12月份的0.978百萬(wàn)m3，水庫(kù)死庫(kù)容為0百萬(wàn)m3，則應(yīng)供水量與死庫(kù)容之和最大值仍為0.978百萬(wàn)m3。根據(jù)王瑤水庫(kù)水位庫(kù)容曲線查得相應(yīng)庫(kù)水位為1171.00m，均高于水庫(kù)取水口高程及水庫(kù)死水位。

由于單月滑動(dòng)計(jì)算出現(xiàn)95%保證率年份旱限水位低于75%保證率年份，加之王瑤水庫(kù)為季調(diào)節(jié)水庫(kù)，擬采用二個(gè)月滑動(dòng)計(jì)算的水庫(kù)應(yīng)供水量與死庫(kù)容之和最大值所對(duì)應(yīng)的庫(kù)水位作為旱限水位。王瑤水庫(kù)按75%偏旱年景來(lái)水量計(jì)算的二個(gè)月滑動(dòng)計(jì)算的月最大應(yīng)供水量為11月份的1.2324百萬(wàn)m3。水庫(kù)死庫(kù)容為0百萬(wàn)m3，則應(yīng)供水量與死庫(kù)容之和最大值仍為1.2324百萬(wàn)m3，根據(jù)王瑤水庫(kù)水位庫(kù)容曲線查得旱限水位為1171.50m。按95%偏旱年景來(lái)水量計(jì)算的二個(gè)月滑動(dòng)計(jì)算的月最大應(yīng)供水量為11月份的1.6037百萬(wàn)m3。水庫(kù)死庫(kù)容為0百萬(wàn)m3，則應(yīng)供水量與死庫(kù)容之和最大值仍為1.6037百萬(wàn)m3。根據(jù)王瑤水庫(kù)水位庫(kù)容曲線查得旱限水位為1172.50m，均高于水庫(kù)取水口高程及水庫(kù)死水位。

王瑤水庫(kù)主要承擔(dān)著延安市區(qū)全部供水及安塞縣城的應(yīng)急供水，因此，王瑤水庫(kù)旱限水位取1172.50m。

5.成果合理性分析

由于延河“77.7”洪水對(duì)王瑤水庫(kù)淤積較為嚴(yán)重且80年前水庫(kù)對(duì)延安沒(méi)有供水，因此，旱限水位的檢驗(yàn)用1981-2010年30年的月、年最低水位資料進(jìn)行檢驗(yàn)較為合理。

5.1用月、年最低水位檢驗(yàn)

王瑤水庫(kù)歷年月、年最低水位低于旱限水位次數(shù)，統(tǒng)計(jì)年限共計(jì)30年，低于旱限水位1172.50m按年統(tǒng)計(jì)共出現(xiàn)18次，頻率為60%，重現(xiàn)期約為2年一遇，基本符合當(dāng)?shù)貙?shí)際。

5.2與水庫(kù)相關(guān)特征值對(duì)照分析

王瑤水庫(kù)旱限水位1172.50m高出取水口高程（1161.70m）10.80m，二者之間的蓄水量為1.17百萬(wàn)m3，根據(jù)水庫(kù)總供水量，按每天供水量計(jì)算11月份最大，日供水量為0.058百萬(wàn)m3，水庫(kù)所畜水量能用20天。

因此，可以認(rèn)定王瑤水庫(kù)旱限水位確定為1172.50m基本合理。

參考文獻(xiàn)：

[1]《國(guó)家防辦旱限水位（流量）確定辦法》

[2]《陜西省抗御干旱災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案》

[3]《陜西省主要江河（水庫(kù)）旱限水位確定技術(shù)要求》

作者簡(jiǎn)介：

樊慶（1981-），男，助理工程師，陜西延安人，陜西省延安水文水資源勘測(cè)局工作，主要從事水文水資源分析研究，水情信息傳遞，洪水預(yù)警預(yù)報(bào)方案的編制修訂等工作。