金冬梅,榮 楠
(1.吉林省水資源服務中心,吉林 長春130000;2.吉林省老龍口水庫管理局,吉林琿春133300)
渾江流域吉林省境內有水文、水位站5個,分別為八道江、通化、東村、鐵廠、八里哨站。各站場積累了較長時期的實測流量資料。
此次還原的水文站為通化(二)站、東村站,各水文站上游沒有引水,只有工業(yè)及農業(yè)灌溉用水。各水文站年徑流還原的資料系列為1956—2017年,其中1956—2000年為《吉林省水資源》成果,2001—2017年為此次還原成果。還原項目為工業(yè)及農業(yè)灌溉用水。
還原公式:
式中:W天然——還原后的天然徑流量,108m3;W實測——實測徑流量,108m3;W灌溉——農業(yè)灌溉凈耗水量,108m3;W工業(yè)——工業(yè)用水量,108m3。
此次對東村站資料系列進行插補延長。東村站1956—1988年為實測資料,1990年改為水位站,1989—2017年系列與通化(二)站建立關系進行插補。
各水文站資料自建站開始至1988年為止,均經過吉林省水文水資源局整編并正式刊印水文年鑒成果,1989—2017年資料雖未正式刊印,但已經吉林省水文水資源局審查并整編入庫成果,資料來源可靠。近20年人類活動對下墊面的改變基本上沒有構成對產水量的影響,各站降雨徑流關系基本穩(wěn)定,呈帶狀分布,說明流域下墊面的變化對降雨徑流關系影響不大。
此次設計對參證站通化站(二)站、東村站的徑流系列成果進行分析計算,繪制通化(二)站及東村站1956—2017年系列差積曲線(圖略),從兩段系列差積曲線變化趨勢可以看出:①有4個波動 豐 水 段,即1971—1975年、1985—1987年、1995—1996年、2004—2013年;②有4個波動枯水段,即1976—1984年、1988—1994年、1997—2003年、2014—2017年;③有1個波動平水段,即1956-1970年。以上1956—2017年系列年徑流差積曲線上升與下降交替出現(xiàn),成果中基本包括了豐、平、枯水段,具有完整的變化周期,說明1956—2017年(62年)系列具有一定的代表性。
對渾江流域通化、東村站進行年徑流量頻率計算,采用矩法公式計算統(tǒng)計參數。
1)經驗頻率計算:
2)統(tǒng)計參數計算:
理論頻率曲線采用P—Ⅲ型曲線,采用經驗適線法,根據適線最佳的原則調整參數目估定線,偏態(tài)系數Cs采用與變差系數Cv的固定經驗倍比關系。各參證站徑流計算成果表1。
表1 參證站的徑流計算成果
渾江干流下游以通化站、東村站多年平均來水量為控制,同時考慮上下游水量平衡,最后確定各控制點的徑流深,計算年徑流成果。經天然徑流系列還原計算,1956—2017年通化站年徑流量為21.98×108m3,徑流深459 mm。東村站年徑流量為29.83×108m3,徑流深442 mm。
各控制點多年平均徑流深成果,參考《吉林省水文計算手冊》中“多年平均年徑流深等值線圖”(1956—2010年)變化趨勢,根據長短系列對比分析,對各控制點多年平均年徑流深進行調整,最終計算出各控制點合理的1956—2017年多年平均徑流深成果,繪制通化站和東村站年徑流頻率曲線(1956-2017年)(圖略)。年徑流成果分別見表2和3。
表2 年徑流長短系列成果對比
此次需計算英額布水庫~三合堡區(qū)間逐日流量,根據1956—2017年徑流系列,做年徑流頻率計算,挑出接近95%保證率的年份,即1978年作為典型年,按水量比的方法計算出95%保證率英額布水庫~三合堡區(qū)間徑流量成果,借用通化站分配比計算出控制點的逐日流量成果。典型年年徑流計算成果見表4。
表3 年徑流成果對比
表4 典型年年徑流計算成果
為了避免斷流和脫水對下游河道生態(tài)系統(tǒng)造成破壞,應在建壩后保證下游河道有一定的生態(tài)基流(也稱環(huán)境流量或生態(tài)需水量)。參考國內有關水利樞紐工程環(huán)境影響評價實踐中的最小生態(tài)需水量計算方法—Tanent 法計算生態(tài)基流量,即以多年平均徑流量的百分比作為河流生態(tài)基流量。三合堡攔河壩下游生態(tài)用水6—9月份采用英額布水庫~三合堡攔河壩區(qū)間多年平均來水量的20%;其余月份按多年平均流量的10%,小于多年平均流量10%來水量的月份按實際來水量控制。
通過保證率年逐日調節(jié)計算,供水保證率為95%時典型年1978年,供水量4045 萬m3/a。
應用典型年法計算頻率95%時,喇蛄河英額布水庫~三合堡區(qū)間可供水量4045 萬m3/a。