河南省白沙水庫入庫徑流分析

《河南水利與南水北調》2015年第13期水文水資源HENAN河南省白沙水庫人庫徑流分析口李琳(河南省水利勘測設計研究有限公司)摘要:文章根據實(shí)測水文資料分析了 白沙水庫的凈入庫水量,并對白沙水庫凈入庫水量變化過(guò)程進(jìn)行分析。在分析白沙水庫流城內的降雨過(guò)程基礎上,分析入庫徑流的主要影響因素。最后,根據分析結果建議白沙水庫水資源配置規劃采用1980-2010年入庫徑.流系列計算。關(guān)鍵詞:白沙水庫;入庫徑流;降雨徑流關(guān)系中圖分類(lèi)號:TV673. 9文獻標識碼:B 文 章編號: 1673-8853(2015)13-0059-020引言白沙水庫可利用的水資源量即為白沙水庫凈入庫徑流量。白沙水庫是新中國建國初期治淮第一批興建的大型水庫之計算公式如下:一,水庫位于淮河支流沙潁河水系潁河的上游。壩址位于河南省W凈人庫=W來(lái)-W蒸-W滲(2)禹州和登封市交界的白沙鎮以北300m,距下游禹州市區約35 km。由公式(1)(2)得:水庫控制流域面積985km2，占潁河流域面積7230km2的W凈人庫=W實(shí)測+OW蓄+W引13.60% ,占穎橋以上潁河山丘區流域面積1900 km2的51.80%。采用白沙水庫水文站的逐年各旬平均實(shí)測出庫流量與水庫白沙水庫是-座以防洪灌溉為主,兼顧工業(yè)供水.養殖等綜合利蓄 變量、蒸發(fā)、滲漏、引出水量資料,計算其多年平均各旬來(lái)水用的大( II )型水庫。量,年凈入庫系列見(jiàn)圖1。入庫水量系列通過(guò)P- II型頻率曲線(xiàn)白沙水庫于1951年開(kāi)工興建, 1953年8月基本建成,后于目 估適線(xiàn)方法分析,計算不同頻率的年凈入庫水量,計算成果見(jiàn)1956年2月至1957年12月進(jìn)行擴建加固，達到100a - -遇洪表1。水設計, 1000 a - -遇洪水校核標準。2003年6月至2005年6月表1白沙水庫凈入庫徑流量表對水庫進(jìn)行除險加固,水庫除險加固工程完成后,防洪標準100a年徑流量參數(萬(wàn)m2' )各種保證率的年徑流量(萬(wàn)m2' )一遇，校核標準2000a一遇,除險加固后總庫容2.78億m,興利庫容1.10億m'。均值變差系數偏差系數20% 50% 75% 95%白沙水庫位于登封市和禹州市交界處，隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展，10724 0.852.1316076 7793 4311 2465登封市和禹州市對白沙水庫供水需求日益迫切。白沙水庫現狀用水戶(hù)眾多，供水矛盾較為突出。為了合理利用白沙水庫水資1068源，需進(jìn)行白沙水庫水資源配置規劃,規劃前提是確定白沙水庫10人庫徑流系列。1水庫水資源量分析白沙水庫來(lái)水量計算，采用白沙水庫水文站控制斷面實(shí)測出庫流量資料,與白沙水庫蓄變量、蒸發(fā)滲漏資料及引出水量資料反推入庫水量。計算采用白沙水文站建站以來(lái)1953- 2010年WW共58年系列實(shí)測資料。陽(yáng)100n1010100根據白沙水庫1953- 2010年的實(shí)測流量、水位、蒸發(fā)量及圖1白沙水庫 入庫徑流系列圖水庫各類(lèi)影響水量資料,計算白沙水庫來(lái)水量系列。計算公式如白沙水庫各年代入庫徑流見(jiàn)表2,從各年代徑流量看50年W *=Wx+OW蓄+W+W治+W引代最大，50年代平均月“”中國煤化工年平均徑流量(1)多 67% 2002010m,比多年平YHCNMHG59水文水資源《河南水利與南水北調》2015年第13期HENAN均徑流量10724萬(wàn)m'少47.90%,其次是90年代,90年代平均表4不同時(shí)期 系列降雨徑流成果表徑流量6656萬(wàn)m',比多年平均徑流量10724萬(wàn)m'少37.90%。年份降水量降水量變化 入庫徑流量 入庫徑流量其余80年代平均徑流量13706萬(wàn)m',比多年平均徑流量10724mm)萬(wàn)mP)_變化(萬(wàn)m2)萬(wàn)m2多27.80% ;60年代平均徑流量12016 萬(wàn)m',比多年平均1953-1959 735.9017912徑流量10724萬(wàn)m'多12%;70年代平均徑流量11289 萬(wàn)m',比1960-1969 663.00-72.901201-5896多年平均徑流量10724萬(wàn)m'多5.30%。1970-1979 631.50-31.5011289-727表2白沙水庫各年代入庫徑流 比較表1980-1989 68 1.6050.1013706417徑流量(萬(wàn)m)與多年平均徑流差值百分比%1990-1999 622.20-59.406656-7050之差值(萬(wàn)m)2000- -201065 1.9055810701953- 1959718861960- 196912016129215896 萬(wàn)m;70年代降水量比60年代減少33.80 mm，入庫徑流量減少了727萬(wàn)m';80年代降水量比70年代增加了50.10 mm, .1970-1979561980- 1989298227. 80人庫徑流量增加了2417萬(wàn)m';90年代降水量比80年代降水量減少59.40 mm,人庫徑流量減少了7050萬(wàn)m';2000-2010年降1990- - 1999-40687.90水量比90年代降水量增加29.70mm,人庫徑流反而比90年代2000- 20105586-5138-47.90減少1070萬(wàn)m'。2降水量分析分析可知,90年代開(kāi)始人庫徑流量出現急劇減少趨勢,2.1降雨量計算2000- 2010年平均降水量651.90 mm,雖然比1970~ 1979平均區域降水量計算選用登封、石道、大金店、蘆店、告城、西白降水量631.50mm增加20.80mm,但是2000--2010年平均徑流坪白沙7個(gè)站的年降水量資料,計算系列自1953 2010年,采量比 1970-1979年平均人庫徑流量減少了5703萬(wàn)m，,減少比用算術(shù)平均法計算平均面雨量。根據1953- 2010年共58 a的面例為 50.0%?？梢钥闯?90 年代之后,由于人類(lèi)活動(dòng)改變了流平均降水量系列，計算得多年平均降水量為660.40 mm。域下墊面條件,導致人滲、徑流、蒸發(fā)等水平衡要素發(fā)生一定的2.2各年代降雨分布變化,從而造成入庫徑流量的減少。為了分析白沙水庫以上降雨的時(shí)間分布，分別統計白沙水3.2 與(河南省水資源調查評價(jià)》成果對比庫以上流域各年代平均降水量,并與多年平均降水量進(jìn)行對比，河南省水資源調查評價(jià),對1956- 2000, 1956-1979, 1980- 2000見(jiàn)表3。年各地市的降雨、徑流變化進(jìn)行了計算分析。本次規劃對白沙水從表3看出，各年代降雨量50年代最大,多年平均降水量庫流域內的降雨、 徑流深與河南省水資源調查評價(jià)相同時(shí)期的735.90 mm,比多年平均降水量660.40 mm多1.0% ,90年代最成果進(jìn)行對比分析, 見(jiàn)表5。小，多年平均降水量622.20mm,比多年平均降水量660.40mm表5不同系列降水 量徑流深對比表少5.80% ,其次是70年代,多年平均降水量631.5 mm,比多年平降水量( mm)降水量(mm) .均降水量660.40mm少4.40%,其余年代降水量都變化不大,在正負3.20%以?xún)?。系列白沙水庫調查評價(jià)白沙水庫調查評價(jià)控制成果表3白沙水庫各年代降水量比較表流域鄭州市(天然徑流) 周 口站與多年平均降雨降水量(mm)量之差值( mm)1956-2000660.10625.7014147.40735.9075.5011.401956-1979664.60 644.8015152.601960-1969663.002.600.401980- -2000654.90603.80128141.40 .631.50-28.90-4.401980- -2000與-1.46-6.36-18.98-7.341980- - 1989681.6021.203.201956- -1979比較(%)1956- -2000與1990- 1999622.20-38.201956- 1979比較(%)-0.68-2.96- -8.86-3.40651.90-8.50-1.30從表5看出，河南省水資源調查評價(jià)周口站徑流深3降雨徑流關(guān)系對比分析1980-2000比1959-1979 年減少了7.34% ,1959-2000年比3.1降雨徑流關(guān)系分析1959-1979減少了3.40%;白沙水庫徑流深1980- -2000年比對白沙水庫不同時(shí)期的年均人庫水量與相應時(shí)期的降水量1959- -1979年減少了18.98% , 1959- 20000年比1959- 1979減少進(jìn)行分析,見(jiàn)表4。了8.86%。白沙水庫徑流深變化與河南省水資源調查評價(jià)臨近從表4中看出,80年代之前人庫徑流量隨著(zhù)降水量減小而區域(周口站)徑流深變化趨勢是--致的,1980--2000年徑流深減少;50年代降水量為735.90 mm,人庫徑流量為17912萬(wàn)m';比 1959- _1979年徑滑| 中國煤化工比分析可知，60年代降水量比50年代減少70.60 mm，人庫徑流量減少了白沙水庫 徑流在整YHCN MH G明白沙水庫受60《河南水利與南水北調》2015年第13期水文水資源HENAN新密市降水量變化規律的小波分析口賀會(huì )萍(鞏義市伊洛河管理所)摘要:降水量變化研究對于水資源安全 、糧食安全十分重要。采用Morlet 小波函數對新密市1960-2010 年的月、年和生長(cháng)季降水量的距平和累積距平變化規律進(jìn)行了小波分析,揭示新密市降水變化的時(shí)間多尺度特征。結果表明,51年來(lái)新密市月、年和生長(cháng)季變化規律主要表現在3種尺度上,分別為4,8和17 a左右時(shí)間尺度的振蕩。小波分析為研究降水量變化提供了獨特優(yōu)勢。關(guān)鍵詞:降水量;距平;累積距平;Morlet小波;新密市中圖分類(lèi)號:TV213文獻標識碼:B文章編號:1673-8853(2015)13-0061-020研究背景1960-2010年的年、月降水量時(shí)間序列進(jìn)行時(shí)頻局部化分析,揭降水量的多少決定著(zhù)一-個(gè)地區或流域水資源量的豐富程示其在不同時(shí)間尺度上的變化規律和突變特征。度。水資源量的變化取決于降水量的變化,因此研究降水量的變1 研究區概況與方法化對于水資源安全具有重要的意義。河南省新密市處于半濕潤1.1 新密市氣候概況半干旱地區,由于可能的氣候變化和包括長(cháng)期采煤在內的劇烈新密市屬暖溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，春夏秋冬四季分人類(lèi)活動(dòng)對新密市水資源造成嚴重破壞,造成水資源嚴重短缺、明。 根據1960 -2010年系列統計,多年平均降水量656 mm,歷史最水環(huán)境嚴重破壞河流和泉水消失,地下水位急劇下降，對本地大年降 水量1181 mm( 1964年),最小年降水量397 mm( 1986年)，區社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展帶來(lái)嚴重挑戰。相差784 mm,年際變化量較大。由于季風(fēng)氣候的影響,降水量時(shí)小波分析以其獨特的時(shí)頻局部化優(yōu)勢,在年、月降水量等離空 分布不均。時(shí)間上表現為夏季集中、春秋不足冬季偏少，夏季散的時(shí)間序列分析及預測方面得到了廣泛的應用-。文章采用降水 量約占全年降水量的50%，秋季約占25% ,春季約占21%，Morlet復小波作為基函數進(jìn)行一維 連續小波變換，對新密市冬季僅占 4%左右，汛期6-9月降水量占全年降水量的65.90%人類(lèi)活動(dòng)影響較大。1953--2010年人庫徑流量減少20.39%,而多年平均降雨量?jì)H比3.3白沙水庫不同系列降雨、徑流對比分析長(cháng)系列減少1.29%;短系列1990- 2010年多年平均人庫徑流量對白沙水庫短系列1990- -2010年、中系列1980- -2010年以比長(cháng) 系列1953- -2010年入庫徑流量減少44.91% ,而多年平均降及長(cháng)系列1953- 2010年降雨.徑流變化計算分析.并對中、短系雨量?jì)H比長(cháng) 系列減少3.43%。通過(guò)對白沙水庫不同時(shí)期的降雨列與長(cháng)系列進(jìn)行對比，分析結果見(jiàn)表6。和徑流變化關(guān)系分析, 1980年之后白沙水庫徑流衰減嚴重。表6白沙水庫不同系列降水量、徑流對比表4結語(yǔ)系列徑流量(萬(wàn)mt)降雨(mm)研究白沙水庫入庫徑流系列變化，是白沙水庫水資源配置規劃的前提。通過(guò)對降雨徑流關(guān)系變化分析,可知, 1980年之后1990- 2010 .5908637.80人類(lèi)活動(dòng)對白沙水庫以上流域的產(chǎn)流產(chǎn)生的較大影響。特別是1980-20108537651.901990年之后,隨著(zhù)人類(lèi)活動(dòng)影響加大,人庫徑流產(chǎn)生突變。在進(jìn)1953- 201010724660.40行白沙水庫水資源配置規劃時(shí),建議采取1980- 2010年人庫徑1990 -2010與1953- 2010流系列，該系列基本反映了白沙水庫近年實(shí)際情況以及未來(lái)情-44.91%-3.43%比較差值百分比(%)況,系列代表性較好,且滿(mǎn)足系列長(cháng)30年的計算要求。1980- 2010與1953 -2011-20.39%-1.29%收稿日期:2015-0中國煤化工編輯:劉長(cháng)垠)中系列1980- -2010年多年平均人庫徑流量比長(cháng)系列YHCNM HG61