摘 要：本文利用水文资料，对兴建南麓水库作为工厂供水水源地来水量进行了分析计算水库降水量计算方法，得出90%保证率条件下年来水量为101×104m3/a。可以保证工厂2020年年取水量76.5×104m3/a，日取水量为2096m3/d。通过典型年对取水量月、日径流量对比分析，提出兴建南麓水库来保证工厂日取水量。
关键词：水文；南麓水库；供水量；保证率
中图分类号：S273.1 文献标识码：A
1 基本概况
通化县位于吉林省东南部、长白山西南麓、浑江中游。县境地处E125°17′～126°25′，N41°19′～42°07′。东与白山市毗邻，西与辽宁省桓仁县、新宾县交界，南与集安市相连，北与柳河县接壤，全境环绕通化市区，境域东西极点距离96km，南北极点距离83.3km，总面积3726.5km2。全县辖15个乡镇，160个行政村，总人口24.5万。通化市分割县域为东南、西北两部分，通化县环绕通化市境。县境内有集锡、鹤大、沈长公路和梅集铁路穿过。
拟建东宝南麓水库位于通化县快大茂镇黎明村八组境内。快大茂镇地处吉林省通化县中部，是县城所在地。全镇幅员面积25.76万hm2，有林地面积2.3万hm2，森林覆盖率74%；耕地面积2220.38hm2，其中水田474.159hm2，旱田1745.551hm2。辖6个社区、23个行政村，总人口54941人，其中农业人口16451人。2006年被评为市级“经济甲级强镇”。
2 水资源现况及开发利用程度
蝲蛄河是浑江水域较大的支流，全长71km，发源于吉林省通化县四棚乡头棚村，流经四棚、英额布、金斗、快大等乡镇，在快大茂镇河口村处汇入浑江。
羊宝沟为通化县蝲蛄河右岸一级支流，全流域面积5.5km2，河长3.1km。流域呈扇形，地形起伏较大，南高北低，相对高程400～600m，沿岸多为高山密林，无村落，少有居民，人类互动影响较小。
拟建南麓水库位于蝲蛄河右岸支流羊宝沟下游，通化县快大茂镇黎明村八组境内，水库坝址地理位置E125°47′15″，N41°39′56″，承受4.9km2的流域来水，坝址以上河长2.3km，平均比降16.7‰。羊宝沟河的径流形成主要源于流域内降雨及冰雪融化。径流量年内分配不匀，受降雨过程影响明显，每年主要雨季的径流量占全年径流总量的71%以上。设计流域坝址以上多年平均年降水量870.6mm，属湿润地区，多年平均天然来水量为101×104m3。
本水库设计总库容为88.81×104m3。规划2015年供水能力为每年76.50×104m3，日取水量为2096m。根据流域丰、平、枯各典型年来水量调节计算，用水保证率为90%时，坝址以上年天然来水量为101×104m3，日取水量为2096m3，余水量24.5×104m3，引水率为75.7%。
3.取水水源论证
3.1 依据的资料与方法
3.1.1 资料的选用
拟建南麓水库位于蝲蛄河支流羊宝沟河上，流域内有蝲蛄河快大茂子水文站和蝲蛄河支流赶马河快大茂水文站。由于实测资料系列较短，因此设计采用《吉林省水资源》中吉林省1956～2000年平均年径流深等值线图（370页附图5-1）及吉林省1956～2000年年径流变差系数C等值线图（372页附图5-2）查算，并且参照三级区浑江口以上（27页表5-4） C/C=2计算。
同时选用了浑江大罗圈沟河铁厂水文站实测径流资料作参考分析，铁厂站1973～2010年共38a完整的水文测验整编资料，该站为省级重要水文站、二类精度站，实测水文资料完整、准确、可靠，可作为本次论证的补充资料。
3.1.2 径流系列的一致性
对年径流资料来说，其一致性是建立在断面所在流域的气候和下垫面条件稳定上的，一般来说气候的变化是缓慢的，可看成是稳定的，但下垫面条件则由于人类活动的影响，在不同时期可能会发生显著变化，以致使径流资料系列的一致性遭受破坏。对羊宝沟河天然径流资料进行一致性分析，其目的是消除下垫面条件对径流的影响，进一步检查计算成果的合理性，通过修正得到具有一致性的且能反映近期下垫面条件的径流系列。
羊宝沟河地处蝲蛄河右岸深山林区，流域内受人类活动影响不大，下垫面条件稳定，参证站铁厂水文站在吉林省第二次水资源综合规划成果《吉林省水资源》已做过一致性分析，认为铁厂水文站径流系列具有一致性。
3.1.3 径流系列的代表性
本次论证采用《吉林省水资源》中吉林省1956～2000年平均年径流深等值线图及吉林省1956～2000年年径流变差系数C等值线图查算，根据项目所在区域水文统计参数分析水库降水量计算方法，在自然地理和下垫面及气象条件不变的情况下，参照《吉林省水资源》进行分析，水文统计参数符合流域分布规律，取用1973～2010年铁厂水文站的天然径流量系列进行统计参数分析，与项目所在区域水文统计参数比较分析，自然地理和下垫面及气象条件相同，参照《吉林省水文图集》比较分析，水文统计参数符合流域分布规律，可认为铁厂站资料具有较高的代表性。
采用差积曲线分析法，对铁厂水文站1973～2010年38a系列天然年径流资料进行代表性分析，见图1。
从差积曲线中可以看出：1973～2010年径流系列已经包含了丰、平、枯水段，形成完整的变化周期，具有良好的代表性。所以，本次选用铁厂站1973～2010年计38a天然径流量系列进行分析。
3.2 来水量分析
东宝南麓水库位于羊宝沟下游，通化县快大茂镇黎明村八组境内，水库坝址地理位置E125°47′15″；N41°39′56″，承受4.9km2的流域来水，坝址以上河长2.3km，平均比降16.7‰。
设计流域有蝲蛄快大茂子水文站和蝲蛄河支流赶马河快大茂水文站，以上两处水文站资料系列较短，不能利用其计算设计流域参数。因此，设计流域按采用《吉林省水资源》中吉林省1956～2000年平均年径流深等值线图（370页附图5-1）及吉林省1956～2000年年径流变差系数C等值线图（372页附图5-2）查算，并且参照三级区浑江口以上（27页表5-4）C /C=2.0计算。
经计算，南麓水库坝址处多年平均径流深390mm，多年平均流量0.061m3/s，多年平均径流量191.1×104m3，Cv=0.40，CS/Cv =2.0；计算成果见表2和表3。
按水文比拟法及对工程偏安全考虑的原则选择典型年。通过对铁厂水文站径流资料的分析，选择铁厂水文站1974、1981、1994、1997年为典型来水过程，按年水量控制，对各保证率年来水量进行逐月水量分配。成果见表4。
3.3 用水量分析
拟建南麓水库总库容88.81×104m3。规划2020年供水能力为每年76.50×104m3，日平均供水量2096m3，月平均供水量6.38×104m3，日平均取水流量为0.024m3/s。
3.4 可供水量计算
90%保证率下，羊宝沟河坝址以上流域（集水面积4.9km2）天然来水量为101×104m3，坝址处无其他工业、农田灌溉及居民区，只考虑生态用水，坝址以下生态用水量10.1×104m3（按照坝址以上流域天然来水量10%计算），年可供水量90.9×104m3。
南麓水库建成后，总库容为88.81×104m3。经过计算得出20%保证率下，坝址以上年天然来水量为250×104m3；50%保证率下，坝址以上年天然来水量为182×104m3； 80%保证率下，坝址以上年天然来水量为126×104m3；90%保证率下，坝址以上年天然来水量为101×104m3。来水量均大于水库库容，满足水库蓄水要求。
3.5 取水可靠性分析
选取铁厂水文站1997年作为90%保证率典型年将羊宝沟河取水断面处日来水量和日供水量按照比例进行分配，并对远期规划2020年90%保证率进行分配，经过分析计算，按照天然河道羊宝沟河取水断面以上保证率为90%条件下，取水断面处来水量为101×104m3，扣除坝下生态需水量（按照10%计算）10.1×104m3，本工程年供水量10.98×104m3，年余水量81.90×104m3，年缺水总量为1.92×104m3，缺水天数95d，满足不了工程取水要求。因此，为了满足取水量要求，需要在羊宝沟河取水断面处兴建水库进行日调节，才能满足工程取水要求。
4 结语
根据工程选取水源所在区域的实地调查勘测和水资源开发利用情况，遵循水资源的合理配置、高效利用和有效保护原则，充分利用已有成果和现有的资料，在分析资料可靠性、一致性、代表性的基础上，推算水源取水口断面的来水量，结合南麓水库来水量、供水管网输水损失量、预留生态水量等来确定水资源供需平衡情况，分析现状与规划水平年取水水源不同保证率的来水量、可供水量和论证范围内用水量以及水资源供需平衡情况，从而确定兴建南麓水库才能保证供水工程取水量。
作者简介：宦家宾（1985- ），男，吉林通化人，助理工程师，现从事水文测验工作。
发表评论