遼河流域渾河和太子河典型年缺水量分析

查曼麗

（沈陽(yáng)市水利規(guī)劃院設(shè)計(jì)一室，遼寧沈陽(yáng)110015）

1 區(qū)域概況

渾河流域沈撫段自大伙房水庫(kù)壩下至謨家堡閘（渾河閘），全程長(zhǎng)為75.2 km。全年降雨量主要由季節(jié)分配，降水量大致在600～800 mm 之間，受季風(fēng)影響，降水主要集中在夏季。日夜溫差較大，四季分明，全年無(wú)霜期155～180 d。該河段內(nèi)現(xiàn)有攔河閘、壩11 座，橋梁24 座及穿河建筑物（八三隧道、五愛隧道）2 座，在建穿河建筑物（地鐵隧道）1 座，支流河19 條。渾河流域沈撫段區(qū)域內(nèi)水文監(jiān)測(cè)站有2 座，分別是撫順（二）站和沈陽(yáng)（三）站。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源和計(jì)算方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

數(shù)據(jù)來(lái)源于《遼河流域水文資料（第3 冊(cè)）：渾河、太子河系》中撫順（二）站和沈陽(yáng)（三）站1964—2014 年，小市（二）站和本溪（五）站1951—2014 年長(zhǎng)期日水文觀測(cè)數(shù)據(jù)。

2.2 年型的劃分方法

GB/T 22482-2008《水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范》中采用距平值P作為年型的劃分標(biāo)準(zhǔn)。距平值P=（某年年徑流量-多年平均徑流量）/多年平均徑流量×100%。

2.3 基本生態(tài)需水量估算方法

渾河和太子河都屬于典型的季節(jié)性河流，年內(nèi)降雨量不均衡，為保障河道全年生態(tài)水量，對(duì)SL/Z 712-2014《河湖生態(tài)環(huán)境需水計(jì)算規(guī)范》水文學(xué)方法中的流量歷時(shí)曲線法進(jìn)行了改進(jìn)，即月保證率法。根據(jù)歷史流量資料構(gòu)建月流量歷時(shí)曲線，采取每月水量保證率對(duì)應(yīng)的流量作為基本生態(tài)需水量。規(guī)范規(guī)定，在利用長(zhǎng)系列水文資料分析最枯月（旬、日）頻率時(shí)，可根據(jù)河流水生態(tài)特點(diǎn)，為河流保護(hù)和管理目標(biāo)適當(dāng)調(diào)整保證率。因此，根據(jù)北方河流特點(diǎn)，年內(nèi)各月分為枯、豐、平水期，對(duì)應(yīng)的保證率分別采用90%，50%，75%；在月保證率前提下，參考國(guó)際河流流量推薦值，天然徑流量的10%～60%，設(shè)定最小、適宜、理想生態(tài)需水量分別為天然徑流量的20%，40%，60%；當(dāng)計(jì)算的最小生態(tài)水量占天然徑流量小于10%時(shí)，取當(dāng)月天然徑流量的10%作為最小生態(tài)需水量。

2.4 基本生態(tài)缺水量估算方法

河道缺水狀態(tài)通常是指河道的水量不能滿足河流的形態(tài)以及生態(tài)功能，即河流水量小于基本生態(tài)需水量，因此，基本生態(tài)缺水量按下式計(jì)算：

式中：q——河道基本缺水量，m3，q<0 時(shí)，q 取0，表示河道不缺水；qs——河道水量，m3；qx——河道基本需水量，m3。

為分析豐水年、平水年、偏枯水年、特枯水年典型水文年缺水量情況，典型水文年河道水量qs采用基本生態(tài)需水量計(jì)算方法計(jì)算。

3 典型年基本生態(tài)缺水量研究

3.1 年型劃分

對(duì)渾河流域沈陽(yáng)（三）水文站1964—2014 年、太子河流域本溪（五）水文站1951—2014 年進(jìn)行豐平枯年型的劃分，劃分結(jié)果如表1。

表1 豐平枯年型的劃分結(jié)果

由表1 可看出，沈陽(yáng)（三）和本溪（五）水文站出現(xiàn)偏枯和特枯頻率50%以上，徑流量幅度較寬。太子河偏枯和特枯水年出現(xiàn)頻率較高，比例高達(dá)55%。由此可知，河流出現(xiàn)缺水的情況較多。

3.2 河道水量和基本生態(tài)需水量

太子河流域本溪段本溪（五）和小市（二）水文站、渾河流域沈撫段沈陽(yáng)（三）水文站豐水年、平水年、偏枯水年、特枯水年河道水量采用2.3 節(jié)和2.4節(jié)提及的計(jì)算方法分別計(jì)算，僅以本溪（五）水文站計(jì)算成果為例，如表2 所示。

表2 本溪（五）各年型河道水量與基本生態(tài)需水量108 m3

經(jīng)分析，除了特枯水年，在不考慮生活、工業(yè)和農(nóng)業(yè)等用水量的情況下，豐水、平水、偏枯水年年降水量基本都能滿足基本生態(tài)需水量，尤其是豐水年。但是年內(nèi)降水分布極其不均，導(dǎo)致所有水文年年內(nèi)不能100%滿足基本生態(tài)需水量，尤其是特枯水年。太子河流域僅僅特枯水年年水量不能滿足基本生態(tài)需水量，而渾河流域偏枯水年和特枯水年年水量都小于基本生態(tài)需水量。

3.3 典型年基本生態(tài)缺水量

僅以太子河流域本溪段本溪（五）水文站為例，基本生態(tài)缺水量采用公式（1）計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如圖1 所示。

圖1 本溪（五）水文站水量分布

小市（二）水文站、渾河流域沈撫段沈陽(yáng)（三）水文站采用同樣的計(jì)算方法，可知，不同年型缺水程度不同，豐水年缺水情況最輕，枯水年缺水最嚴(yán)重，平水年和偏枯水年缺水情況差不多。不同水期缺水情況也不一樣，豐水期缺水最輕，枯水期缺水程度最嚴(yán)重。不同年型年內(nèi)缺水情況不一樣，豐水年除了個(gè)別月份外（主要是枯水期），基本不缺水；特枯水年幾乎與豐水年相反，除了枯水期個(gè)別月份不缺水外，豐水期和平水期均缺水，尤其是豐水期缺水嚴(yán)重；偏枯水年缺水月份多于平水年。渾河流域特枯水年缺水情況重于太子河流域，平水年和偏枯水年缺水情況輕于太子河流域。太子河流域特枯水年主要在每年的4—10 月份之間缺水，平水年缺水程度低于偏枯水年，但個(gè)別月份缺水量大于偏枯水年，偏枯水年缺水月份多于平水年，豐水年僅在每年1，2 月份缺水，其他月份不缺水。渾河流域枯水年汛期缺水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于枯水期，偏枯水年缺水量大于平水年，平水年缺水量大于豐水年。年水量滿足基本生態(tài)需水量情況下，仍存在個(gè)別月份或多個(gè)月份缺水的情況。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)各典型年年水量和年內(nèi)水量分布、缺水量的計(jì)算分析，得出主要結(jié)論。

1）豐水年和平水年河流年水量大于基本生態(tài)需水量，特枯水年河流年水量小于基本生態(tài)需水量，偏枯水年河流年水量與基本生態(tài)需水量的差值較小。

2）河流缺水程度與年型、水期有關(guān)。豐水年在枯水期個(gè)別月份缺水；特枯水年除了枯水期個(gè)別月份不缺水外，豐水期和平水期均缺水，尤其是豐水期缺水嚴(yán)重；偏枯水年缺水月份多于平水年。豐水期缺水最輕，枯水期缺水程度嚴(yán)重。

3）渾河流域特枯水年缺水情況重于太子河流域，平水年和偏枯水年缺水情況輕于太子河流域。