柳稍灣水庫控制流域徑流計算方法研究

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，陜西 延安 727500)

1 流域及水庫概況

柳稍灣水庫位于北洛河一級支流的牛武川上游，蘭宜公路、309國道緊臨水庫右岸。水庫所在的流域川道廣闊，流域內(nèi)有兩大支溝，形成扇狀。水庫的壩址在柳稍灣村，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。柳稍灣水庫壩址以上的河道長35 km，控制流域面積185 km2。水庫工程開工于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，水庫的總庫容為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。

由于水庫控制的流域內(nèi)沒有基本氣象站、雨量站和水文站，為選擇計算參證站，查閱《延安地區(qū)實用水文手冊》可知，水庫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。將這三個水文站作為計算水庫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

2 不同徑流計算方法分析

為進行流域徑流分析，針對柳稍灣水庫所在流域內(nèi)無水文測站的實際，分別采用徑流深等值線圖法和水文比擬法兩種方法對流域徑流進行研究分析，最終選取合理的成果，以期為研究水庫的洪水特征、除險加固及防洪安全提供基礎(chǔ)資料支撐。

2.1 徑流深等值線圖法

表2 柳稍灣水庫不同頻率入庫徑流量計算表

2.2 水文比擬法

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控制流域面積的25.5倍，根據(jù)《水利水電工程水文計算規(guī)范》(SL278-2002)，當工程地址與設(shè)計依據(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)實用水文手冊》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時，可只考慮流域面積修正，但本次同時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算的柳稍灣水庫不同頻率的入庫徑流量如表3。

表3 參證站和柳稍灣水庫徑流量表 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算的柳稍灣水庫不同頻率的入庫徑流量如表5。

表5 參證站和柳稍灣水庫徑流量表 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

2.3 徑流計算成果比選分析

由不同方法計算的柳稍灣水庫年徑流特征值及不同頻率入庫徑流量如表6。由表6可以看出，計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算的成果最小。

(1)采用“延安地區(qū)實用水文手冊”中的多年平均徑流深等值線是根據(jù)延安市各測站1980年以前的實測(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年以前系列相對較豐，由此計算的柳稍灣水庫的年徑流量比長系列的偏大，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)，而柳稍灣水庫控制流域全部位于黃土林區(qū)，下墊面情況差異較大。嚴格意義上，黃陵水文站不滿足作為柳稍灣水庫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)，入陜西省后進入黃土林區(qū)，而柳稍灣水庫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控制面積的6.1倍，且兩流域的降水量有所相差，但在計算柳稍灣水庫徑流量時考慮了降水和流域面積的修正，成果比較合理。

表6 不同方法計算的柳稍灣水庫徑流量表 104 m3

根據(jù)以上分析，本次柳稍灣水庫的年徑流采用以臨鎮(zhèn)站為參證站的成果。

3 結(jié)語

通過采用兩種方法對柳稍灣水庫控制流域的年徑流量計算方法進行研究，總結(jié)了年徑流的計算過程和成果取值的合理性。對徑流深等值線圖法和水文比擬法比較可知，在對該水庫控制流域年徑流量進行計算時，雖然取不同參證站時的控制流域面積差異較大，降水量也不定相同，但要結(jié)合實際情況，考慮到降水和流域面積的修正，選取比較切合實際計算成果。本次研究結(jié)論可以為類似工程水文計算提供一點參考。