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河川年径流的还原计算方法探讨

【摘要】:恒河流域面积975 km2,占月河全流域面积2830 km2的34.3%;付家河流域面积457 km2,占月河全流域面积2830 km2的16.1%。本次评价对月河径流量的还原计算主要考虑恒河和付家河的水利、水电工程的影响。

3.3.2.1 还原计算的必要性

人类活动不断地改变着径流形成的流域下垫面条件,水利工程的兴建改变了河川径流的时程分配,各水文站断面实测到的河川径流已与天然径流过程有所差异。为了使资料系列保持一致性,需要对水文测站控制断面以上各类消耗水量或增加的水量进行还原计算。

3.3.2.2 还原计算方法

根据实际情况,采用分项调查统计还原法对各水文站天然径流量进行还原计算。

分项调查统计还原法的一般形式为:式中,W天然为研究时段内还原后的天然水量;W实测为研究时段内水文站实测水量;W灌耗为研究时段内灌溉耗水还原量;W工耗为研究时段内工业耗水还原量;W生耗为研究时段内生活耗水还原量;ΔV库变为研究时段始末水库蓄水变量;W库渗为研究时段内的水库(渗)漏水量(对下游站而言,上游水库渗漏水量一般仍可回到河道内,此水量可以不予考虑);W引(排)为跨流域调水工程调入或调出的水量;W决口为分洪、决口水量。

3.3.2.3 水量还原计算

汉滨区工农业欠发达,人口、农业灌溉面积较少,相对天然来水量而言,生产用水量、生活用水量、灌溉用水量很小,可以认为对流域径流量的影响较小,可忽略不计。本次计算中的水量还原计算主要考虑水利工程、水电工程对流域径流量的影响。

汉江上规模较大的安康、石泉水电站均位于安康水文站上游。石泉水电站位于石泉县汉江上游,是汉江上游河段梯级开发的第2个梯级电站,也是陕西电网的主要调峰水电站。石泉水电站是一座以发电为主,兼有灌溉、防洪渔业等综合效益的大型水电枢纽工程,坝址控制流域面积24000 km2,总库容为4.4亿m3,设计灌溉面积266 hm2(0.4万亩),装机容量13.5万kW,于1971年开工建设,1973年第1台机组发电,到1975年3台单机容量为4.5万kW的水力机组全部投产发电。安康水电站是一座以发电为主,兼有航运、防洪、养殖、旅游等综合效益的大型水电枢纽工程,坝址以上流域面积35700 km2,总库容为25.8亿m3,总装机容量85万kW,于1978年开工建设,1989年12月下闸蓄水,1990年12月第1台机组投产发电,1992年12月机组全部投产发电,1995年工程竣工。

安康水文站控制断面以上流域在1973年以前属于人类活动扰动较少的天然流域。本次评价根据收集的石泉水电站1973~2013年、安康水电站1991~2013年运行资料,采用公式(3-1)对安康水文站1973年后的径流系列进行了还原计算,得到安康水文站1961~2013年共53年的天然径流系列。

黄洋河、坝河上无较大规模的水利工程,因此县河口水文站、桂花园水文站径流资料不进行还原计算。

(1)杨家营水文站径流资料还原

杨家营水文站上游1070 m处建有恒惠渠引水工程。该工程建于1957年3月,目前收集到恒惠渠1961~2002年共42年实测引水量资料,缺1959~1960年、2003~2013年共13年资料。参考陕西江河水利水电土木勘测设计研究有限公司2011年3月编制的《安康市汉滨区恒河流域水能规划报告》中借用杨家营水文站与1959~1960年、2003~2013年流量接近的其他年份恒惠渠引水量资料对缺测年份引水量进行还原计算。杨家营水文站天然径流量计算公式为:

经径流还原后,杨家营水文站具有1959~2013年共55年天然径流资料。

(2)长枪铺水文站径流资料还原

月河的主要支流是恒河和付家河。恒河流域面积975 km2,占月河全流域面积2830 km2的34.3%;付家河流域面积457 km2,占月河全流域面积2830 km2的16.1%。本次评价对月河径流量的还原计算主要考虑恒河和付家河的水利、水电工程的影响。

恒河上修建有恒惠渠引水工程,杨家营水文站径流还原时已作说明,此次不再冗述。付家河上修建有黄石滩水库。黄石滩水库位于付家河中游原八一水库下游约5.0 km处,2006年建成并下闸蓄水。水库坝址以上河长43.5 km,控制流域面积348 km2,多年平均径流量1.1亿m3,总库容4177万m3,有效库容2034万m3,死库容1398万m3,水库设计年供水量6556.3万m3

按公式(3-1)对月河长枪铺站径流资料进行还原计算,还原后该站具有1960~2013年共54年径流资料。