陳國(guó)浩　朱慶申　鄭衛(wèi)東　時(shí)延慶

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南四湖上級(jí)湖可供水量分析

陳國(guó)浩朱慶申鄭衛(wèi)東時(shí)延慶

一、流域概況

南四湖地處山東省的南部，湖面南北長(zhǎng)126km，東西寬5～25km，最大水面面積為1266km2，流域面積31513km2。1960年10月在湖腰興建二級(jí)壩樞紐工程，將南四湖分為上級(jí)湖和下級(jí)湖，其中上級(jí)湖最大水面面積為602km2，占全湖水面面積的47.5%；上級(jí)湖流域面積為27263km2，占南四湖湖總流域面積的86.5%。上級(jí)湖湖東地區(qū)以山丘為主，上游山區(qū)為300～500m的低山丘陵，濱湖地區(qū)為33～50m的沖積平原，地勢(shì)由東北向西南傾斜，山區(qū)面積占54%。上級(jí)湖興利水位34.50m（廢黃河口精高基面），相應(yīng)庫(kù)容11.04億m3，死水位33.00m，死庫(kù)容2.68億m3。

二、供水量計(jì)算方法

根據(jù)南四湖上級(jí)湖的來(lái)水、用水和控制條件，采用“計(jì)入水量損失的時(shí)歷列表法”進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算。基本原理是水量平衡原理，調(diào)節(jié)計(jì)算時(shí)考慮南四湖的水量損失水量平衡方程式如下：

式中：W來(lái)—時(shí)段內(nèi)來(lái)水量；

W用—時(shí)段內(nèi)用水量；

W損—時(shí)段內(nèi)損失水量；

W棄—時(shí)段內(nèi)棄水量。

對(duì)于南四湖上級(jí)湖，根據(jù)歷年逐月的來(lái)水量、損失量和農(nóng)業(yè)等用水量，先假定工業(yè)（包括生活）用水量及對(duì)農(nóng)業(yè)供水的限制水位，從死水位開(kāi)始起調(diào)，順時(shí)序進(jìn)行逐月計(jì)算，來(lái)水量扣除損耗及用水后遇有余水就蓄水，超過(guò)最高允許水位就棄水，若水位低于對(duì)農(nóng)業(yè)的限制水位就停止向農(nóng)業(yè)供水，則該年農(nóng)業(yè)供水遭破壞，若向工業(yè)供水后達(dá)到死水位以下，則停止向工業(yè)供水，該年工業(yè)供水遭破壞，最后分別統(tǒng)計(jì)農(nóng)業(yè)、工業(yè)破壞年數(shù)，按下式計(jì)算供水保證率：

若計(jì)算出來(lái)的工農(nóng)業(yè)供水保證率均等于設(shè)計(jì)保證率，則該水量為保證農(nóng)業(yè)某保證率用水下的工業(yè)最大可供水量；如不相等，另行假定工業(yè)用水量和對(duì)農(nóng)業(yè)的限制水位，重新計(jì)算。

三、供水量計(jì)算參數(shù)

上級(jí)湖現(xiàn)設(shè)有辛店、南陽(yáng)、馬口、二級(jí)湖閘（閘上）4處水位站，在主要入、出湖河流和二級(jí)壩設(shè)立進(jìn)、出湖水文站13處，控制流域面積18823km2，占上級(jí)湖流域面積的69%。主要觀(guān)測(cè)項(xiàng)目有水位、流量、泥沙、降水量、蒸發(fā)量、水溫、冰情等，有長(zhǎng)系列水文資料。為保證可供水量系列的一致性，資料采用1961～2006年水文年系列。

1.湖面降水量

湖面降水量采用二級(jí)湖閘、馬口、南陽(yáng)站的平均年月降水量，乘以湖面面積求得。

2.湖面蒸發(fā)量

采用二級(jí)湖閘水文站實(shí)測(cè)蒸發(fā)資料，先統(tǒng)一換算為E601蒸發(fā)器的蒸發(fā)量，然后乘以換算系數(shù)（二級(jí)湖閘水文站蒸發(fā)試驗(yàn)分析成果），換算為水面蒸發(fā)量，按水面蒸發(fā)量月分配數(shù)分配到各月，求得各月蒸發(fā)損失量，以此乘以與各月湖平均蓄水位相應(yīng)的水面面積，求得各月蒸發(fā)損失水量。

3.滲漏損失量

上級(jí)湖月滲漏損失量采用山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院成果，為月平均庫(kù)容的0.143%。

4.灌區(qū)保證率

上級(jí)湖灌區(qū)內(nèi)主要作物為冬小麥、玉米、水稻、棉花、蔬菜等。根據(jù)水利部頒布的《灌溉排水渠系設(shè)計(jì)規(guī)范》（SDJ 217－84），經(jīng)計(jì)算上級(jí)湖灌區(qū)1961～2006年綜合灌溉凈定額為246.7m3/畝，綜合保證率為P=58.6%。

5.工業(yè)和生活用水保證率

由于工業(yè)及城市居民給水保證率要求較高，一般在95%～99%（年保證率），上級(jí)湖工業(yè)和生活用水保證率采用95%。

表1　南四湖上級(jí)湖可供水量調(diào)算成果表（單位：萬(wàn)m3）

四、供水量成果及合理性分析

1.上級(jí)湖現(xiàn)狀年可供水量調(diào)算成果

現(xiàn)狀年在保證上級(jí)湖農(nóng)業(yè)灌溉面積164.6萬(wàn)畝（綜合保證率58.6%）的情況下，上級(jí)湖向工業(yè)最大可供水量為12132萬(wàn)m3，南四湖上級(jí)湖可供水量調(diào)算成果見(jiàn)表1。

2.上級(jí)湖現(xiàn)狀可供水量合理性檢查

上級(jí)湖1961～2006年現(xiàn)狀可供水量（水文年）系列采用了入湖水文站的實(shí)測(cè)資料分析，分別對(duì)湖東、湖西區(qū)來(lái)水量系列進(jìn)行計(jì)算。

選用附近雨量站長(zhǎng)系列降水資料進(jìn)行代表性分析。經(jīng)對(duì)比黃臺(tái)橋站長(zhǎng)系列（1916～2006年）與樣本系列（1961～2006年）的均值、Cv相近，說(shuō)明短系列年降水資料在長(zhǎng)系列中具有較好的代表性。

上級(jí)湖年降水量系列的豐、枯變化規(guī)律與黃臺(tái)橋站相似，連續(xù)枯水年組的出現(xiàn)也比較相近，因此1961～2006年上級(jí)湖來(lái)水量資料系列也具有較好的代表性。

該成果逐月調(diào)算，各項(xiàng)水量計(jì)算均符合水量平衡原理，已應(yīng)用于當(dāng)?shù)厮Y源綜合規(guī)劃成果。

五、結(jié)語(yǔ)

本文依據(jù)實(shí)測(cè)水文資料，采用時(shí)歷法進(jìn)行了長(zhǎng)系列調(diào)算，在95%保證率上級(jí)湖多年平均現(xiàn)狀年向工業(yè)和生活最大可供水量為1.21億m3，該成果對(duì)南四湖水資源科學(xué)利用具有十分重要的作用■

（作者單位：山東省濟(jì)寧市水文局272000）