王 鳳,金 穎
(吉林省水文水資源局,吉林 長春130022)
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、工農業(yè)生產及生態(tài)壞境等用水安全應該達到采取抗旱措施的水位(流量)。
平洋水庫是在新凱河哞哞泡河上游修建的一座以防洪除澇為主,結合灌溉、城鎮(zhèn)供水、養(yǎng)魚等多年調節(jié)的中型水庫。在2002年至2003年間旱情最為嚴重,部分月份水位在死水位以下運行,不僅使水庫下游大面積水田無水灌溉,城市供水也非常緊缺,給人們的生產和生活造成了嚴重影響,確定平洋水庫旱限水位勢在必行。
該水庫位于吉林省公主嶺市鳳響、響水、陶家屯3 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)交界處,距范家屯鎮(zhèn)7 km,控制流域面積76.9 km2,其中哞哞泡河流域17.9 km2,導水洞工程引景臺河、范家溝等流域面積59 km2。平洋水庫以上流域內多年平均降水量為570.0 mm,多年平均徑流量為644 萬m3,多年平均輸沙量為5.26 萬m3,年陸地蒸發(fā)量為505 mm。
此流域屬于溫帶大陸性季風氣候,特點是:四季分明,春季干燥多風;夏季炎熱多雨;秋季溫和涼爽,冬季嚴寒少雪。氣候主要變化受太平洋季風的影響和西伯利亞高壓控制。年平均氣溫為5.2 ℃。
平洋平洋水庫始建于1959年,1964年竣工,水庫按100年一遇洪水設計,按500年一遇的洪水校核。總庫容為1 680萬m3,死庫容為187 萬m3,調洪庫容為489 萬m3,興利庫容為683 萬m3;死水位為223.28 m,正常高水位為226.34 m,汛限水位為226.34 m,設計洪水位為227.70 m。
根據1981—2011年共32年來水量系列資料,結合1981—2011年的月、年最低水位系列資料,進行綜合分析,在1981—2011年32年中共發(fā)生旱情12年,平均約每3年一遇。
平洋水庫旱限水位確定分析范圍為水庫庫區(qū)。考慮水庫所承擔的城鄉(xiāng)供水、農業(yè)灌溉、環(huán)境生態(tài)等主要供水任務,并結合一定設計來水情況進行綜合分析。水庫旱限水位以逐月滑動計算的水庫應供水量與死庫容之和最大值所對應的水庫水位作為依據,并考慮庫內取水設施高程等因素,綜合分析確定。水庫應供水量依據水庫供水設計標準、用水需求及抗旱工作要求,選擇一月或數月作為干旱預警期,并考慮干旱預警期內設計來水和用水需求,逐月滑動計算確定。
1)承擔向范家屯鎮(zhèn)提供城市用水任務。該水庫城市用水取水口位置,在泄洪閘門翼墻西側,取水口底坎高程為223.28 m,取水流量75 m3/h。
2)承擔向大嶺灌區(qū)的水田灌溉用水任務。該水庫農業(yè)用水取水口位置為泄洪洞閘門,取水口的底坎高程220.39 m,取水流量5 m3/s。
3)承擔流域內生態(tài)環(huán)境用水任務。根據水庫多年實際入庫資料進行統(tǒng)計分析,生態(tài)環(huán)境用水量采用水庫多年平均入庫徑流量的10%計算。
根據平洋水庫1988—2011年共計24年的來水量統(tǒng)計資料,進行頻率計算。按照偏旱年景75%設計頻率推算水庫來水量,選取2003年為典型年,經計算為64 萬m3。平洋水庫設計年月來水過程,采用與偏旱年景75%的來水量接近的2003年的月平均入庫水量倍比縮放法進行計算而得到的,來水量1—12月分配過程:0,0,14,0,5.9,0,0,44.1,0,0,0,0 萬m3。
平洋水庫城市供水包括居民生活用水及工業(yè)生產用水。根據1992 至2000年近9年的統(tǒng)計資料,城市用水量歷年平均值為61.3 萬m3,最高值為1995年221.7 萬m3。依據旱限水位確定辦法及水庫的實際情況,確定城市用水量采用平洋水庫工管科提供的數據365 萬m3。
根據平洋水庫工管科提供的數據,農業(yè)灌溉用水歷年平均值為276 萬m3。
根據四平市水資源評價成果,生態(tài)環(huán)境用水量采用水庫多年平均入庫徑流量的10%計算,年生態(tài)環(huán)境用水量為35 萬m3左右。
平洋水庫設計供水量采用平洋水庫設計報告的數據,見表1。
表1 平洋水庫設計供水量表 萬m3
根據平洋水庫及有關單位提供的數據,城鎮(zhèn)年供水總量為365 萬m3,農業(yè)灌溉供水總量為276 萬m3。按照旱限水位確定原則,所需數據應取各項指標數據的最高值,所以用水需求選用此設計值。
根據《旱限水位(流量)確定辦法》,結合平洋水庫的實際,綜合分析確定水庫旱限水位為224.08 m,均高于水庫取水口高程及水庫死水位,見表2,3。
平洋水庫按75%偏旱年景來水量計算的單月逐月滑動月最大應供水量為5月份的140.8 萬m3。
表2 平洋水庫應供水量逐月滑動計算表 萬m3
表3 旱限水位推算表
根據平洋水庫1981—2011年的歷年月、年最低水位資料,在32年系列中,從年最低水位低于旱限水位的統(tǒng)計情況來看,共有12年最低水位低于旱限水位,出現頻率為37.5%,重現期近3年一遇。
在最近20年系列中,以低于旱限水位224.08 m 的月份來分析,共有7年最低水位低于旱限水位出現頻率為35%,重現期近3年一遇。
從最近12年的最低水位低于旱限水位的統(tǒng)計情況來看,共有5年最低水位低于旱限水位,出現頻率為42%,重現期近2年一遇。
綜合以上分析,平洋水庫旱限水位確定為224.08 m基本合理。
平洋水庫旱限水位的確定,是確定干旱缺水預警等級的重要指標,為當地防汛抗旱指揮部門及時準確地了解旱情趨勢、決策防旱抗旱工作、啟動抗旱應急響應等級提供了重要科學依據。對水庫控制運用、科學主動抗旱、提高抗旱減災技術水平、指導農業(yè)生產發(fā)展具有十分重要的意義。
[1] 吉林省四平市人民政府防汛抗旱指揮部.四平市水庫水文資料[R].
[2] 平洋水庫設計報告[R].
[3] 吉林省水文水資源局.水文年鑒[M].