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【摘 要】以2010年11月至2011年5月太湖地区发生的严重干旱为切入点,采用1979年-2011年水文统计资料,通过径流调节计算,按一般年份、干旱年份,丰水年份分析上游来水量对横山水库防洪、供水的影响,找出其中的规律。结果表明横山水库的水位变化和年际供水保证率之间存在因果关系,应按照自然规律科学调查才能避免无水可调的局面再度出现。
【关键词】干旱;径流调节;供水保证
引言
干旱、洪涝是自然界不可避免的自然灾害,纵观人类文明发展过程中所遭遇的的这些必然事件,在没有建造水利工程前,所遭受的损失是不可估量的,随着时代的进步,水利工程的建设日新月异,有了现代水利的发展,造福人类的梦想得以实现,怎样更多更好地利用水利工程为我们人类服务,是每个水利工作者必须思考的。
一、提出问题
自2010年11月份开始至2011年5月份,长江中下游地区发生了严重的旱情,横山水库上游雨量站各月降雨量比同期平均降雨偏少45.6%~51.3%,由于此次干旱范围广,上游来水量少,水库水位于2011年6月6日降至最低24.33m,已接近死水位24.00 m。因为持续干旱,宜兴不得不启用备用水源,从2011年2月20日开始,宜兴绝大部分市民开始饮用西氿水源生产的自来水,唯有张渚水厂仍用横山水库水源,向宜兴西片地区供水。至6月初,横山水库局部供水的局面已经无法维持,如再无有效降雨,干凅的危险随时可能发生。
横山水库作为以防洪、供水为主的水利枢纽,必须满足供水需水量的要求,面对这一严重干旱事件,能否通过对已有水文资料的分析研究,将一般年份、丰水年份、干旱年份设计用水保证率与各水利要素值之间建立关系,为水库调度决策提供依据,就成为水利工作者的首要任务。
二、工程概况
横山水库位于江苏宜兴西南山区,始建于1958年,建成于1969年,是一座以防洪、供水为主的综合利用水库,水库工程包括大坝、泄洪闸、东西两条输水涵洞和两座坝后水电站组成,受当时技术条件等多种因素的制约,横山水库经过多年运行,许多工程隐患显现,2001年经水利部立项对横山水库进行除险加固,于2003年9月顺利竣工,除险加固后的横山水库枢纽防洪能力达到二千年一遇的标准。水库集水面积154.8km2,总库容1.12亿m3,坝长4090m,是江苏省六大水库之一。横山水库水量充沛、水质优良,水质长年介于Ⅰ、Ⅱ类之间,新世纪之初,为了让更多的市民喝上横山水库的优质水,宜兴投资5亿多元“引横入宜”,横山水库是百万宜兴人民的集中式饮用水源地,正常年份日供水能力达20余万吨,年可供水7500万吨。
三\水文分析
横山水库由茅山东侧边缘山脉形成,流域范围跨及宜兴、溧阳两市,总流域面积为266平方公里,水库库区地形由南向北倾斜,上游山高岭陡,最高海拔500多米,有100多条纵横交错的大小涧水,呈扇形由南向北,逐步汇合,其中杨店涧主流长36公里,江苏省水文水资源勘测局在其上游设有深溪岕、横涧、大涧、桥亭四个雨量站,加上横山水库共设有五个雨量观测站点。由于径流对入库水量的影响最大,并且径流的形成主要是靠降雨产生,掌握降雨与径流的关系就成为本文研究的重点。径流与降雨之间的关系称径流系数,因此径流系数一旦确定,便可根据降雨量来推算径流,也就知道了入庫水量。
三(一)径流深
2003年大坝除险加固后,根据2004年至2011年横山水库实测流量资料,计算系列径流深,径流深=〔径流量+年库容变量〕÷水库集水面积,得实际径流深分别为:316.5、491.8、439.3、381.5、529.2、789.1、563.7、481.0mm。
三 (二)径流系数
深溪岕、横涧、大涧、桥亭、横山水库五站面雨量计算采用年平均值,2004年至2011年面雨量分别为:1215.3、1327.6、1368.4、1297.0、1322.4、1683.8、1391.1、1263.9 mm,径流系数=径流深÷面雨量,得2004年至2011年径流系数为:0.2604、0.3704、0.3210、0.2941、0.4002、0.4686、0.4052、0.3806。
四 径流调节计算
宜兴水文于1968年至1978年先后设立的横山水库上游各雨量站,有30多年的资料系列,记录完整,根据1979年~2011年五个雨量站33年的水文资料统计,一般年份12个月平均面雨量取各月均值为:72.2、71.1、117.2、98.7、115.4、212.8、207.3、185.7、117.5、81.4、66.4、44.0 mm。丰水年份月平均面雨量取年降水量最大的1999年为:33.4、34.6、172.8、80.6、126.5、772.8、144.3、333.9、47.9、90.8、46.7、0.0 mm。干旱年份月平均面雨量取降水量最小的1988年为:34.7、127.5、136.8、46.5、144.5、119.7、85.1、136.0、138.6、28.3、5.6、10.7 mm。推算月径流时为月雨量乘径流系数,用列表法进行年调节计算。
四(一)一般年份年调节计算
一般年份径流系数取2004年至2011年实测资料系列中的平均数0.3626,年调节计算如表一,从表一中可看出,10月份至2月份为亏水期,余水量与亏水量相比略余,8月份最大来蓄水量143.1 m3/s月,即143.1 m3/s ×86400 =1236万m3,全年弃水量36.7 m3/s×86400 = 317万m3。
四(二)丰水年份年调节计算
丰水年份取2004年至2011年实测资料系列中的最大0.4686,年调节计算如表二,丰水年份余水量比亏水量大很多,6月份最大来蓄水量220.8 m3/s月,即1908万m3,最大弃水量,459.1m3/s月,即3967万m3,全年弃水量6191万m3。一日内最大面雨量是1990年8月31日216.3mm,流量计算为181.8 m3/s,泄洪闸设计最大泄洪量557 m3/s,能满足泄洪要求。
四(三)干旱年份年调节计算
干旱年份取2004年至2011年实测资料系列中的最小0.2604,年调节计算如表三,从表三中可以看出全年为亏水期,总亏水量393.7 m3/s月,相当于3401万m3,加上横山水库死库容500万m3,也就是说年末库容量必须有3901万m3,才能应对来年干旱年份的用水量,根据库容曲线查得此时水位31.86米。
五、不同来水下的水位分析
由以上分析中可看出,来年假设为枯水
【关键词】干旱;径流调节;供水保证
引言
干旱、洪涝是自然界不可避免的自然灾害,纵观人类文明发展过程中所遭遇的的这些必然事件,在没有建造水利工程前,所遭受的损失是不可估量的,随着时代的进步,水利工程的建设日新月异,有了现代水利的发展,造福人类的梦想得以实现,怎样更多更好地利用水利工程为我们人类服务,是每个水利工作者必须思考的。
一、提出问题
自2010年11月份开始至2011年5月份,长江中下游地区发生了严重的旱情,横山水库上游雨量站各月降雨量比同期平均降雨偏少45.6%~51.3%,由于此次干旱范围广,上游来水量少,水库水位于2011年6月6日降至最低24.33m,已接近死水位24.00 m。因为持续干旱,宜兴不得不启用备用水源,从2011年2月20日开始,宜兴绝大部分市民开始饮用西氿水源生产的自来水,唯有张渚水厂仍用横山水库水源,向宜兴西片地区供水。至6月初,横山水库局部供水的局面已经无法维持,如再无有效降雨,干凅的危险随时可能发生。
横山水库作为以防洪、供水为主的水利枢纽,必须满足供水需水量的要求,面对这一严重干旱事件,能否通过对已有水文资料的分析研究,将一般年份、丰水年份、干旱年份设计用水保证率与各水利要素值之间建立关系,为水库调度决策提供依据,就成为水利工作者的首要任务。
二、工程概况
横山水库位于江苏宜兴西南山区,始建于1958年,建成于1969年,是一座以防洪、供水为主的综合利用水库,水库工程包括大坝、泄洪闸、东西两条输水涵洞和两座坝后水电站组成,受当时技术条件等多种因素的制约,横山水库经过多年运行,许多工程隐患显现,2001年经水利部立项对横山水库进行除险加固,于2003年9月顺利竣工,除险加固后的横山水库枢纽防洪能力达到二千年一遇的标准。水库集水面积154.8km2,总库容1.12亿m3,坝长4090m,是江苏省六大水库之一。横山水库水量充沛、水质优良,水质长年介于Ⅰ、Ⅱ类之间,新世纪之初,为了让更多的市民喝上横山水库的优质水,宜兴投资5亿多元“引横入宜”,横山水库是百万宜兴人民的集中式饮用水源地,正常年份日供水能力达20余万吨,年可供水7500万吨。
三\水文分析
横山水库由茅山东侧边缘山脉形成,流域范围跨及宜兴、溧阳两市,总流域面积为266平方公里,水库库区地形由南向北倾斜,上游山高岭陡,最高海拔500多米,有100多条纵横交错的大小涧水,呈扇形由南向北,逐步汇合,其中杨店涧主流长36公里,江苏省水文水资源勘测局在其上游设有深溪岕、横涧、大涧、桥亭四个雨量站,加上横山水库共设有五个雨量观测站点。由于径流对入库水量的影响最大,并且径流的形成主要是靠降雨产生,掌握降雨与径流的关系就成为本文研究的重点。径流与降雨之间的关系称径流系数,因此径流系数一旦确定,便可根据降雨量来推算径流,也就知道了入庫水量。
三(一)径流深
2003年大坝除险加固后,根据2004年至2011年横山水库实测流量资料,计算系列径流深,径流深=〔径流量+年库容变量〕÷水库集水面积,得实际径流深分别为:316.5、491.8、439.3、381.5、529.2、789.1、563.7、481.0mm。
三 (二)径流系数
深溪岕、横涧、大涧、桥亭、横山水库五站面雨量计算采用年平均值,2004年至2011年面雨量分别为:1215.3、1327.6、1368.4、1297.0、1322.4、1683.8、1391.1、1263.9 mm,径流系数=径流深÷面雨量,得2004年至2011年径流系数为:0.2604、0.3704、0.3210、0.2941、0.4002、0.4686、0.4052、0.3806。
四 径流调节计算
宜兴水文于1968年至1978年先后设立的横山水库上游各雨量站,有30多年的资料系列,记录完整,根据1979年~2011年五个雨量站33年的水文资料统计,一般年份12个月平均面雨量取各月均值为:72.2、71.1、117.2、98.7、115.4、212.8、207.3、185.7、117.5、81.4、66.4、44.0 mm。丰水年份月平均面雨量取年降水量最大的1999年为:33.4、34.6、172.8、80.6、126.5、772.8、144.3、333.9、47.9、90.8、46.7、0.0 mm。干旱年份月平均面雨量取降水量最小的1988年为:34.7、127.5、136.8、46.5、144.5、119.7、85.1、136.0、138.6、28.3、5.6、10.7 mm。推算月径流时为月雨量乘径流系数,用列表法进行年调节计算。
四(一)一般年份年调节计算
一般年份径流系数取2004年至2011年实测资料系列中的平均数0.3626,年调节计算如表一,从表一中可看出,10月份至2月份为亏水期,余水量与亏水量相比略余,8月份最大来蓄水量143.1 m3/s月,即143.1 m3/s ×86400 =1236万m3,全年弃水量36.7 m3/s×86400 = 317万m3。
四(二)丰水年份年调节计算
丰水年份取2004年至2011年实测资料系列中的最大0.4686,年调节计算如表二,丰水年份余水量比亏水量大很多,6月份最大来蓄水量220.8 m3/s月,即1908万m3,最大弃水量,459.1m3/s月,即3967万m3,全年弃水量6191万m3。一日内最大面雨量是1990年8月31日216.3mm,流量计算为181.8 m3/s,泄洪闸设计最大泄洪量557 m3/s,能满足泄洪要求。
四(三)干旱年份年调节计算
干旱年份取2004年至2011年实测资料系列中的最小0.2604,年调节计算如表三,从表三中可以看出全年为亏水期,总亏水量393.7 m3/s月,相当于3401万m3,加上横山水库死库容500万m3,也就是说年末库容量必须有3901万m3,才能应对来年干旱年份的用水量,根据库容曲线查得此时水位31.86米。
五、不同来水下的水位分析
由以上分析中可看出,来年假设为枯水