孫雅菊,朱志強,王 磊
(1.海河水利委員會漳衛(wèi)南運河管理局,山東德州 253009;2.漳衛(wèi)南運河岳城水庫管理局,河北邯鄲 056001)
旱限水位(流量)指江河湖庫水位持續(xù)偏低,流量持續(xù)偏少,影響城鄉(xiāng)生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境等用水安全,應采取抗旱措施的水位(流量)。在重要江河湖庫確定這一旱情指標體系,對推進我國抗旱工作的科學化水平有著重要的意義。
2011年12月,國家防辦要求各地開展旱限水位(流量)確定工作。根據(jù)上級的安排,漳衛(wèi)南運河管理局于2012年2月組建項目小組,依據(jù)水利部水文局《旱限水位(流量)確定辦法》(以下簡稱《辦法》),開始進行岳城水庫旱限水位的研定工作,歷經(jīng)資料搜集、分析計算、初步審查、修改完善等階段,于同年5月將分析成果上報并審查通過。
岳城水庫位于河北省磁縣與河南省安陽縣交界的漳河干流出山口處,控制流域面積18 100 km2,距河北省邯鄲市區(qū)55 km,距河南省安陽市區(qū)25 km。水庫于1958年8月開工興建,1970年11月竣工,由大壩、泄洪洞、溢洪道、電站、引水渠首等建筑物組成,是漳河上最大的一座以防洪為主,兼有灌溉、供水、發(fā)電等綜合效益的大型控制性樞紐工程。岳城水庫基本情況,見表1。
在灌溉和供水方面,岳城水庫承擔著為邯鄲、安陽兩市提供生活及工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)灌溉用水和下游漳河河道生態(tài)用水的任務。岳城水庫的水質(zhì)一般為國家地表水Ⅱ類,是邯鄲、安陽兩市重要的生活及工業(yè)水源地,被列為一級水功能保護區(qū)。
表1 岳城水庫及其主要供水工程基本情況
岳城水庫通過泄洪洞供水。泄洪洞共9孔,底高程109 m,第9孔為電站引水管道進口。在電站引水管道上安裝有向邯鄲、安陽兩市輸水管道供水的閥門,兩市的生活及工業(yè)用水通過輸水管道輸送。灌溉用水則通過泄洪洞側(cè)墻上的兩座渠首閘經(jīng)民有渠、漳南渠向灌區(qū)輸送。邯鄲市民有灌區(qū)、安陽市漳南灌區(qū)原設(shè)計灌溉面積分別為16萬和4萬hm2,受岳城水庫可供水量減少及供水目標多元化的影響,兩灌區(qū)的實際灌溉面積已大幅萎縮,目前實際灌溉面積約為10.4萬和0.67萬hm2。岳城水庫以下漳河河道長119 km,根據(jù)水法規(guī)定,水庫應保證下游河道所需的生態(tài)流量。關(guān)于漳河生態(tài)流量的大小,有關(guān)單位已研究多次,有多個研究結(jié)果。雖然目前保證漳河的生態(tài)流量在岳城水庫的調(diào)度中還未得到嚴格執(zhí)行,但從發(fā)展考慮,重視環(huán)境、保護生態(tài)是大勢所趨,所以應把漳河生態(tài)用水作為岳城水庫今后的供水任務之一。
除了承擔上述供水任務外,建庫以來,岳城水庫還實施過遠距離調(diào)水,主要用于工農(nóng)業(yè)及環(huán)境生態(tài),但那往往是在水量豐沛的情況下相機實施的,沒有保證率方面的要求,因此不屬于水庫主要的供水任務,在確定供水量時不應考慮。
按照《辦法》規(guī)定,項目組人員對水庫歷年的供水數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)計,對水庫所承擔供水任務的發(fā)展趨勢進行了分析。根據(jù)水庫供水數(shù)據(jù),自1994年向安陽市的供水管道建成以來,水庫向邯鄲、安陽兩市提供的生活及工業(yè)用水量、農(nóng)業(yè)灌溉用水量較為穩(wěn)定。參考兩市的水資源規(guī)劃,“十二五”期間水庫向兩市的供水量不會發(fā)生較大變化,故需水量的統(tǒng)計年限定為1994—2011年,相應水庫來水量的統(tǒng)計年限也定為1994—2011年。
由于岳城水庫屬于年調(diào)節(jié)型水庫,大洪水年份會產(chǎn)生大量棄水,不能轉(zhuǎn)入下一年度加以利用,如采用大洪水年份數(shù)據(jù)參加來水量統(tǒng)計,會大幅抬高均值,使供水能力計算結(jié)果偏大。因此,在進行來水量分析時,應剔除發(fā)生大洪水的1996年數(shù)據(jù)。
按照《辦法》規(guī)定,需水量數(shù)據(jù)取統(tǒng)計期間的均值。岳城水庫1994—2011年逐月生活及工業(yè)用水供給量統(tǒng)計結(jié)果見表2,農(nóng)業(yè)灌溉用水供給量統(tǒng)計結(jié)果見表3。
表2 岳城水庫1994—2011年逐月生活及工業(yè)用水供給量統(tǒng)計 億m3
表3 岳城水庫1994—2011年逐月農(nóng)業(yè)灌溉用水供給量統(tǒng)計 億m3
下游河道生態(tài)需水量采用海河流域水資源保護局 《海河流域生態(tài)環(huán)境修復需水量研究》(2005年4月)成果,生態(tài)流量為8.4 m3/s,年生態(tài)需水量為2.66億m3。各月生態(tài)需水量采取平均分配方式,均為0.222億m3。
需水總量為生活及工業(yè)用水供給量 (Wsg)、農(nóng)業(yè)灌溉用水供給量(Wny)及河道生態(tài)需水量(Wst)三者之和,即W總=Wsg﹢Wny﹢Wst。
按照《辦法》規(guī)定,水庫偏旱年景來水量按75%設(shè)計保證率考慮。對岳城水庫1994一2011年各月來水量數(shù)據(jù)進行了頻率分析 (P-Ⅲ型頻率分布曲線),查算出75%保證率對應數(shù)據(jù),結(jié)果見表4。
表4 岳城水庫1994-2011年逐月來水量統(tǒng)計億m3
按照《辦法》規(guī)定,以月作為計算時段,水庫應供水量為需水總量與水庫來水量之差。當來水量大于用水總量時,表示水庫來水量滿足用水需求,水庫應供水量為零。當來水量小于用水總量時,其差值為水庫應供水量。計算結(jié)果,見表5。最大應供水量出現(xiàn)在4月份,為0.462億m3。
按照《辦法》規(guī)定,旱限水位應為月最大應供水量與死庫容之和對應的庫水位。岳城水庫最大月應供水量為0.462億m3,與死庫容之和為0.849億m3,對應庫水位為128.41 m,此水位高于各取水口高程,不影響正常供水,再適當考慮浮動取整,旱限水位取128.50 m。
表5 岳城水庫應供水量逐月滑動計算結(jié)果億m3
根據(jù)岳城水庫1994—2011年(不含1996年)17年資料統(tǒng)計,各月最低水位低于128.50 m,發(fā)生干旱預警的次數(shù)及頻率見表6。
表6 1994—2011年干旱預警發(fā)生情況統(tǒng)計
以月作為統(tǒng)計時段,1—12月共發(fā)生干旱預警40次,發(fā)生頻率為19.6%(40/204)。根據(jù)海河流域降雨徑流以及岳城水庫歷年供水的特點,4—7月為干旱易發(fā)時期,對這一時段進行統(tǒng)計,共發(fā)生干旱預警20次,發(fā)生頻率為 29.4%(20/68)。
雖然以往對旱情沒有定量判斷指標,對是否發(fā)生干旱只能定性判斷,但依據(jù)長期的歷史經(jīng)驗得出的干旱發(fā)生頻率還是合理的。岳城水庫4—7月干旱預警30%左右的發(fā)生頻率與歷史經(jīng)驗相符,所以將岳城水庫旱限水位定為128.50 m是合理的。
[1]王本德,周惠成等.水庫汛限水位動態(tài)控制理論方法及其應用管理體系[J].中國防汛抗旱, 2011(6):4-6,12.
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