□李 琳（河南省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限公司）

0 引言

白沙水庫(kù)是新中國(guó)建國(guó)初期治淮第一批興建的大型水庫(kù)之一，水庫(kù)位于淮河支流沙潁河水系潁河的上游。壩址位于河南省禹州和登封市交界的白沙鎮(zhèn)以北300m，距下游禹州市區(qū)約35km。水庫(kù)控制流域面積985km2，占潁河流域面積7230km2的13.60%，占穎橋以上潁河山丘區(qū)流域面積1900km2的51.80%。白沙水庫(kù)是一座以防洪灌溉為主，兼顧工業(yè)供水、養(yǎng)殖等綜合利用的大（Ⅱ）型水庫(kù)。

白沙水庫(kù)于1951年開工興建，1953年8月基本建成，后于1956年2月至1957年12月進(jìn)行擴(kuò)建加固，達(dá)到100a 一遇洪水設(shè)計(jì)，1000a 一遇洪水校核標(biāo)準(zhǔn)。2003年6月至2005年6月對(duì)水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固，水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程完成后，防洪標(biāo)準(zhǔn)100a一遇，校核標(biāo)準(zhǔn)2000a 一遇，除險(xiǎn)加固后總庫(kù)容2.78 億m3，興利庫(kù)容1.10 億m3。

白沙水庫(kù)位于登封市和禹州市交界處，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，登封市和禹州市對(duì)白沙水庫(kù)供水需求日益迫切。白沙水庫(kù)現(xiàn)狀用水戶眾多，供水矛盾較為突出。為了合理利用白沙水庫(kù)水資源，需進(jìn)行白沙水庫(kù)水資源配置規(guī)劃，規(guī)劃前提是確定白沙水庫(kù)入庫(kù)徑流系列。

1 水庫(kù)水資源量分析

白沙水庫(kù)來(lái)水量計(jì)算，采用白沙水庫(kù)水文站控制斷面實(shí)測(cè)出庫(kù)流量資料，與白沙水庫(kù)蓄變量、蒸發(fā)滲漏資料及引出水量資料反推入庫(kù)水量。計(jì)算采用白沙水文站建站以來(lái)1953-2010年共58年系列實(shí)測(cè)資料。

根據(jù)白沙水庫(kù)1953-2010年的實(shí)測(cè)流量、水位、蒸發(fā)量及水庫(kù)各類影響水量資料，計(jì)算白沙水庫(kù)來(lái)水量系列。計(jì)算公式如下：

白沙水庫(kù)可利用的水資源量即為白沙水庫(kù)凈入庫(kù)徑流量。計(jì)算公式如下：

由公式（1）（2）得：

采用白沙水庫(kù)水文站的逐年各旬平均實(shí)測(cè)出庫(kù)流量與水庫(kù)蓄變量、蒸發(fā)、滲漏、引出水量資料，計(jì)算其多年平均各旬來(lái)水量，年凈入庫(kù)系列見圖1。入庫(kù)水量系列通過(guò)P－Ⅲ型頻率曲線目估適線方法分析，計(jì)算不同頻率的年凈入庫(kù)水量，計(jì)算成果見表1。

表1 白沙水庫(kù)凈入庫(kù)徑流量表

圖1 白沙水庫(kù)入庫(kù)徑流系列圖

白沙水庫(kù)各年代入庫(kù)徑流見表2，從各年代徑流量看50年代最大，50年代平均徑流量為17912 萬(wàn)m3，比多年平均徑流量多67%，2000-2010年最小，平均徑流量5586 萬(wàn)m3，比多年平均徑流量10724 萬(wàn)m3少47.90%，其次是90年代，90年代平均徑流量6656 萬(wàn)m3，比多年平均徑流量10724 萬(wàn)m3少37.90%。其余80年代平均徑流量13706 萬(wàn)m3，比多年平均徑流量10724萬(wàn)m3多27.80%；60年代平均徑流量12016 萬(wàn)m3，比多年平均徑流量10724 萬(wàn)m3多12%；70年代平均徑流量11289 萬(wàn)m3，比多年平均徑流量10724 萬(wàn)m3多5.30%。

表2 白沙水庫(kù)各年代入庫(kù)徑流比較表

2 降水量分析

2.1 降雨量計(jì)算

區(qū)域降水量計(jì)算選用登封、石道、大金店、蘆店、告城、西白坪、白沙7 個(gè)站的年降水量資料，計(jì)算系列自1953-2010年，采用算術(shù)平均法計(jì)算平均面雨量。根據(jù)1953-2010年共58a 的面平均降水量系列，計(jì)算得多年平均降水量為660.40mm。

2.2 各年代降雨分布

為了分析白沙水庫(kù)以上降雨的時(shí)間分布，分別統(tǒng)計(jì)白沙水庫(kù)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(duì)比，見表3。

從表3看出，各年代降雨量50年代最大，多年平均降水量735.90mm，比多年平均降水量660.40mm 多11.40%，90年代最小，多年平均降水量622.20mm，比多年平均降水量660.40mm少5.80%，其次是70年代，多年平均降水量631.5mm，比多年平均降水量660.40mm 少4.40%，其余年代降水量都變化不大，在正負(fù)3.20%以內(nèi)。

表3 白沙水庫(kù)各年代降水量比較表

3 降雨徑流關(guān)系對(duì)比分析

3.1 降雨徑流關(guān)系分析

對(duì)白沙水庫(kù)不同時(shí)期的年均入庫(kù)水量與相應(yīng)時(shí)期的降水量進(jìn)行分析，見表4。

從表4中看出，80年代之前入庫(kù)徑流量隨著降水量減小而減少；50年代降水量為735.90mm，入庫(kù)徑流量為17912 萬(wàn)m3；60年代降水量比50年代減少70.60mm，入庫(kù)徑流量減少了5896 萬(wàn)m3；70年代降水量比60年代減少33.80mm，入庫(kù)徑流量減少了727 萬(wàn)m3；80年代降水量比70年代增加了50.10mm，入庫(kù)徑流量增加了2417 萬(wàn)m3；90年代降水量比80年代降水量減少59.40mm，入庫(kù)徑流量減少了7050 萬(wàn)m3；2000-2010年降水量比90年代降水量增加29.70mm，入庫(kù)徑流反而比90年代減少1070 萬(wàn)m3。

表4 不同時(shí)期系列降雨徑流成果表

分析可知，90年代開始入庫(kù)徑流量出現(xiàn)急劇減少趨勢(shì)，2000-2010年平均降水量651.90mm，雖然比1970～1979 平均降水量631.50mm 增加20.80mm，但是2000-2010年平均徑流量比1970-1979年平均入庫(kù)徑流量減少了5703 萬(wàn)m3，減少比例為50.50%?？梢钥闯?，90年代之后，由于人類活動(dòng)改變了流域下墊面條件，導(dǎo)致入滲、徑流、蒸發(fā)等水平衡要素發(fā)生一定的變化，從而造成入庫(kù)徑流量的減少。

3.2 與《河南省水資源調(diào)查評(píng)價(jià)》成果對(duì)比

河南省水資源調(diào)查評(píng)價(jià)，對(duì)1956-2000，1956-1979，1980-2000年各地市的降雨、徑流變化進(jìn)行了計(jì)算分析。本次規(guī)劃對(duì)白沙水庫(kù)流域內(nèi)的降雨、徑流深與河南省水資源調(diào)查評(píng)價(jià)相同時(shí)期的成果進(jìn)行對(duì)比分析，見表5。

表5 不同系列降水量徑流深對(duì)比表

從表5看出，河南省水資源調(diào)查評(píng)價(jià)周口站徑流深1980-2000 比1959-1979年減少了7.34%，1959-2000年比1959-1979 減少了3.40%；白沙水庫(kù)徑流深1980-2000年比1959-1979年減少了18.98%，1959-2000年比1959-1979 減少了8.86%。白沙水庫(kù)徑流深變化與河南省水資源調(diào)查評(píng)價(jià)臨近區(qū)域（周口站）徑流深變化趨勢(shì)是一致的，1980-2000年徑流深比1959-1979年徑流深減少。與周口站徑流深對(duì)比分析可知，白沙水庫(kù)徑流在整個(gè)潁河流域衰減較為嚴(yán)重，說(shuō)明白沙水庫(kù)受人類活動(dòng)影響較大。

3.3 白沙水庫(kù)不同系列降雨、徑流對(duì)比分析

對(duì)白沙水庫(kù)短系列1990-2010年、中系列1980-2010年以及長(zhǎng)系列1953-2010年降雨、徑流變化計(jì)算分析，并對(duì)中、短系列與長(zhǎng)系列進(jìn)行對(duì)比，分析結(jié)果見表6。

表6 白沙水庫(kù)不同系列降水量、徑流對(duì)比表

中系列1980-2010年多年平均入庫(kù)徑流量比長(zhǎng)系列1953-2010年入庫(kù)徑流量減少20.39%，而多年平均降雨量?jī)H比長(zhǎng)系列減少1.29%；短系列1990-2010年多年平均入庫(kù)徑流量比長(zhǎng)系列1953-2010年入庫(kù)徑流量減少44.91%，而多年平均降雨量?jī)H比長(zhǎng)系列減少3.43%。通過(guò)對(duì)白沙水庫(kù)不同時(shí)期的降雨和徑流變化關(guān)系分析，1980年之后白沙水庫(kù)徑流衰減嚴(yán)重。

4 結(jié)語(yǔ)

研究白沙水庫(kù)入庫(kù)徑流系列變化，是白沙水庫(kù)水資源配置規(guī)劃的前提。通過(guò)對(duì)降雨徑流關(guān)系變化分析，可知，1980年之后人類活動(dòng)對(duì)白沙水庫(kù)以上流域的產(chǎn)流產(chǎn)生的較大影響。特別是1990年之后，隨著人類活動(dòng)影響加大，入庫(kù)徑流產(chǎn)生突變。在進(jìn)行白沙水庫(kù)水資源配置規(guī)劃時(shí)，建議采取1980-2010年入庫(kù)徑流系列，該系列基本反映了白沙水庫(kù)近年實(shí)際情況以及未來(lái)情況，系列代表性較好，且滿足系列長(zhǎng)30年的計(jì)算要求。