曹　敏，陳　棟

（1.青島市水文局，山東 青島 266071；2.青島市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，山東 青島 266061）

青島市大沽河調(diào)水水量平衡分析

曹敏1，陳棟2

（1.青島市水文局，山東 青島 266071；2.青島市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，山東 青島 266061）

根據(jù)2014年青島市大沽河調(diào)水期間水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析了調(diào)水過(guò)程中的水量平衡關(guān)系。分析發(fā)現(xiàn)，大沽河沿程水量從上游至下游逐漸減少，符合無(wú)區(qū)間入流徑流規(guī)律，各河段流速基本與綜合治理后河道坡降一致。調(diào)水對(duì)地下水入滲補(bǔ)給造成的地下水位漲幅為0.36 m。

青島市；大沽河；調(diào)水；水量平衡

2014年春季，青島市大部分地區(qū)出現(xiàn)旱情，局部嚴(yán)重干旱，部分地區(qū)出現(xiàn)村鎮(zhèn)供水和灌溉用水困難。同時(shí)，大沽河綜合治理工程基本結(jié)束。為解決大沽河沿岸村鎮(zhèn)供水、農(nóng)業(yè)灌溉和生態(tài)環(huán)境用水，同時(shí)展現(xiàn)大沽河“河暢、堤固、水清、岸綠、景美”的綜合治理效果，青島市政府決定從大沽河上游水庫(kù)向下游調(diào)水。綜合考慮水庫(kù)調(diào)水水量、閘壩的運(yùn)行情況、景觀效果及對(duì)目前工況的影響，制定調(diào)水方案。調(diào)水總量約6 800萬(wàn)m3。調(diào)水水源為北墅水庫(kù)擬調(diào)水量1 200萬(wàn)m3，黃同水庫(kù)擬調(diào)水量1 000萬(wàn)m3，產(chǎn)芝水庫(kù)擬調(diào)水量4 600萬(wàn)m3。

為了能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水流動(dòng)態(tài)，及時(shí)調(diào)整調(diào)水方案，青島市水文局對(duì)調(diào)水水源、各閘壩和主要控制斷面進(jìn)行監(jiān)測(cè)斷面設(shè)置，共設(shè)監(jiān)測(cè)斷面26處。水位、流量、地下水和水質(zhì)同步監(jiān)測(cè)。按照《水文測(cè)驗(yàn)規(guī)范》《河道流量監(jiān)測(cè)規(guī)范》監(jiān)測(cè)水位、流量全過(guò)程。放水前、放水過(guò)程中和放水后監(jiān)測(cè)地下水位變化過(guò)程。為完整監(jiān)測(cè)到地下水變化過(guò)程，調(diào)水期間，地下水人工監(jiān)測(cè)頻次調(diào)整為每天8∶00 和20∶00兩次。

1　河道匯流分析

水庫(kù)放水總量為6 265萬(wàn)m3，從各水庫(kù)出口至膠州市賈疃橡膠壩之間的河道均形成了河道徑流。分析實(shí)測(cè)流量發(fā)現(xiàn)，沿程水量從上游至下游逐漸減少，符合無(wú)區(qū)間入流或補(bǔ)給的徑流規(guī)律。由于放水流量小，加上河道前期干旱，大部分河床干涸，閘壩攔蓄，所以水流速度較慢，傳播時(shí)間較長(zhǎng)，沿程損失較大。從水庫(kù)開(kāi)始放水至水頭到達(dá)賈疃橡膠壩歷時(shí)203.7 h，水流平均流速為0.13 m/s。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，各河段流速基本與綜合治理后河道坡降一致。

2　地下水變化分析

2.1地下水位變化。

地下水計(jì)算期采用15 d，在大沽河河道兩側(cè)選擇30眼地下水觀測(cè)井作為地下水的基本資料監(jiān)測(cè)點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析調(diào)水前后地下水位的變化情況。通過(guò)對(duì)大沽河沿河地下水位觀測(cè)井的地下水位變化情況分析，本次調(diào)水使大沽河地下水源地水位平均上升0.26 m。

2.2地下水蓄存量變化

分析同時(shí)期沿岸各監(jiān)測(cè)站點(diǎn)地下水動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)此次調(diào)水河道內(nèi)地表水補(bǔ)充地下水較明顯的區(qū)域?yàn)槿R西的店埠、武備至平度古峴以下，膠州李哥莊鎮(zhèn)何榮莊以上河道兩側(cè)大約421 km2的范圍內(nèi)。地下水位受地表水影響較大，水位迅速回升，蓄存量增大。根據(jù)本地區(qū)30眼地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)井的檢測(cè)結(jié)果，本次調(diào)水使地下水位平均升高0.26 m，考慮前期生產(chǎn)生活大量開(kāi)采造成水位持續(xù)下降的影響，地表水入滲補(bǔ)給實(shí)際造成的地下水位漲幅為0.36 m。

小沽河北墅水庫(kù)以下河段和大沽河萊西段（大沽河地下水源地以上），兩岸地下水影響范圍按2 000 m計(jì)算，水位升高幅度分別按0.12 m和0.10 m計(jì)算。根據(jù)地下水動(dòng)態(tài)蓄存增加量公式，計(jì)算地下水蓄水增量，計(jì)算結(jié)果為：產(chǎn)芝水庫(kù)至程家小里段41.7 km，地下水補(bǔ)給量約241萬(wàn)m3。北墅水庫(kù)至大沽河地下水庫(kù)上邊界地下水補(bǔ)給量約246萬(wàn)m3。大、小沽河地下水補(bǔ)給量總計(jì)約3 064萬(wàn)m3。

3　水量平衡分析

3.1水量平衡

按照水量平衡原理，總損失量等于水庫(kù)調(diào)水總量扣除閘壩蓄水量。從地表、地下水轉(zhuǎn)換關(guān)系分析，損失量應(yīng)包括水面蒸發(fā)量、地下水補(bǔ)給量、沿途引水量等。根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)各監(jiān)測(cè)斷面過(guò)水量、閘壩蓄水量，分析沿程損失量。各過(guò)水?dāng)嗝鎿p失量之和為3 686萬(wàn)m3，閘壩蓄水量2 579萬(wàn)m3，二者之和為6 265萬(wàn)m3，與放水量相當(dāng)。

此次調(diào)水沿程較大的引水口主要有龍虎山橡膠壩、岔河橡膠壩、袁家莊橡膠壩、移風(fēng)攔河閘，其他農(nóng)業(yè)灌溉用水水量較少。經(jīng)估算，大沽河調(diào)水期間由引水口引水500萬(wàn)m3左右。調(diào)水期間有效降雨共三場(chǎng)。水面增加水量約91萬(wàn)m3。水面蒸發(fā)量估算約43.8萬(wàn)m3。

通過(guò)水量平衡計(jì)算，水量平衡存在水量差169.2萬(wàn)m3。分析發(fā)現(xiàn)，大沽河上游和小沽河地下水位觀測(cè)井較少，導(dǎo)致地下水位升幅計(jì)算偏少。分析過(guò)水?dāng)嗝鎿p失量計(jì)算結(jié)果，產(chǎn)芝水庫(kù)至孫洲莊橡膠壩損失量513萬(wàn)m3，而此段地下水補(bǔ)給量計(jì)算值為241萬(wàn)m3，偏小272萬(wàn)m3。小沽河偏小38萬(wàn)m3，比較正常。

3.2損失系數(shù)分析

本次調(diào)水是大沽河改造工程后的第一次河道蓄水，也是改造后對(duì)河道及各個(gè)水利工程的總檢驗(yàn)。根據(jù)上述分析，調(diào)水中有57.6%的水量在沿途損失，損失量中有84.9%的水量補(bǔ)給了地下水，沿途水量損失主要是由入滲損失造成。

通過(guò)計(jì)算各河段沿程損失系數(shù)可知，由于大沽河沿途地下地質(zhì)條件不同，其沿途的入滲補(bǔ)給也有很大差別，總體規(guī)律是上游小，下游大。除309曲埠橋至葛家埠段入滲損失偏大外（龍虎山引水造成），其余河段皆符合該地區(qū)的水文地質(zhì)規(guī)律。

其中，上游產(chǎn)芝水庫(kù)以下至孫洲莊段屬于大沽河水源地的上游，含沙層分布不均勻且砂層薄，損失較小，還不足10%。而孫洲莊至賈疃正處于大沽河水源地中，砂層分布廣、厚度大，地下水易接受補(bǔ)給，因而損失系數(shù)大。尤其是平度市南村鎮(zhèn)崖頭至膠州市膠萊鎮(zhèn)十五畝地（賈疃）段，因砂層寬厚及地下水開(kāi)采量大，地下水位低，入滲補(bǔ)給量大，特別是引黃閘至賈疃之間，沿途損失量達(dá)到54.4%。

4　結(jié)語(yǔ)

1）本次調(diào)水從各水庫(kù)出口至膠州市賈疃橡膠壩之間的河道均形成了河道徑流。分析流量實(shí)測(cè)值發(fā)現(xiàn)，沿程水量從上游至下游逐漸減少，符合無(wú)區(qū)間入流或補(bǔ)給的徑流規(guī)律。上游流速大于下游流速，各河段流速基本與綜合治理后河道坡降一致。

2）根據(jù)本地區(qū)30眼地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)井的檢測(cè)結(jié)果，本次調(diào)水使地下水位平均升高0.26 m，由于前期干旱，而且放水期間正處于春灌期，考慮前期水位持續(xù)下降的影響，地表水入滲補(bǔ)給實(shí)際造成的地下水位漲幅為0.36 m。大沽河調(diào)水使地下水入滲補(bǔ)給增加了約3 064萬(wàn)m3。

3）根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)及分析數(shù)據(jù)，本次調(diào)水水庫(kù)總放水量6 265萬(wàn)m3，其中閘壩蓄水量2 579萬(wàn)m3，沿程損失量3 686萬(wàn)m3，沿程損失量中補(bǔ)給地下水3 064萬(wàn)m3。

4）從地表、地下水轉(zhuǎn)換關(guān)系分析，損失量應(yīng)包括水面蒸發(fā)量、地下水補(bǔ)給量、沿途引水量等。調(diào)水總量加降雨增加量減閘壩蓄水量，水量差169.2萬(wàn)m3，分析其原因，主要是由于大沽河上游和小沽河地下水位觀測(cè)井較少，地下水位升幅計(jì)算偏少。分析過(guò)水?dāng)嗝鎿p失量計(jì)算結(jié)果，產(chǎn)芝水庫(kù)至孫洲莊橡膠壩損失量513萬(wàn)m3，而此段地下水補(bǔ)給量計(jì)算值241萬(wàn)m3，偏小272萬(wàn)m3。小沽河偏小38萬(wàn)m3，比較正常。

（責(zé)任編輯崔春梅）

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2015-08-31

曹敏（1982—），女，工程師