三座店水利工程年徑流系列代表性分析

孫利佳

（遼寧省水利水電勘測設(shè)計研究院，遼寧 沈陽 110006）

三座店水利工程年徑流系列代表性分析

孫利佳

（遼寧省水利水電勘測設(shè)計研究院，遼寧 沈陽 110006）

文章介紹三座店水利樞紐工程水文分析工作中，如何進(jìn)行年徑流系列成果的合理性分析與代表性分析，這些問題的合理解決，為設(shè)計年徑流的計算奠定了基礎(chǔ)，也為水庫興利調(diào)節(jié)計算提供了可靠的依據(jù)。

年徑流；合理性；代表性；三座店水利樞紐工程

1 流域資料概況

正在修建的三座店水利樞紐工程位于英金河的支流陰河下游，赤峰市松山區(qū)初頭朗鎮(zhèn)三座店村附近，流域面積 2842km2，距赤峰市城區(qū) 35 km。由于水庫控制面積與壩下初頭朗站控制面積相差無幾，故采用初頭朗站徑流量作為三座店水庫地表水資源量。初頭朗站 1967—2000 年有流量觀測資料，1956—1966 年徑流量由新店相關(guān)插補(bǔ)延長得。赤峰站1952—2000 年有流量觀測資料。

2 年徑流

英金河流域的年徑流，主要對初頭朗、赤峰站進(jìn)行分析。

2.1 徑流還原計算

為推求天然狀況下徑流量，根據(jù)水量平衡原理，對初頭朗、赤峰水文站進(jìn)行了用水還原計算，本流域的用水，主要為農(nóng)業(yè)用水，各站除進(jìn)行農(nóng)業(yè)用水還原計算外，對于受二道河子水庫影響的赤峰站進(jìn)行了水庫還原計算。即按下式計算：

W天然=W實(shí)測+W農(nóng)用+W庫變

式中：W天然為天然年徑流量，W實(shí)測為實(shí)測年徑流量，W農(nóng)用為測站以上農(nóng)業(yè)用水量，W庫變?yōu)樗畮鞄烊葑兞俊?/p>

2站徑流還原情況如下：

1）赤峰站，1952 年開始有流量觀測資料。1952—1983 年的農(nóng)業(yè)用水量，為內(nèi)蒙院提供，系為《西遼河流域規(guī)劃》采用成果。1984—2000 年的農(nóng)業(yè)用水量，為本次調(diào)查成果。另外自上游西路嘎河修建二道河子水庫后，亦對水庫庫變量和蒸發(fā)損失做了還原。

2）初頭朗站，1967 年開始有流量觀測資料。1967—1983 年的農(nóng)業(yè)用水量，為內(nèi)蒙院提供的《西遼河流域規(guī)劃》采用成果。1984—2000 年為本次調(diào)查成果。

3 徑流系列成果的合理性分析

主要從降雨徑流關(guān)系方面分析徑流計算成果的合理性。

1）降雨徑流相關(guān)關(guān)系分析。對各站點(diǎn)繪年徑流深與對應(yīng)的測站以上年面平均雨深的相關(guān)關(guān)系圖，1983 年以前點(diǎn)據(jù)和 1984 年以后的點(diǎn)據(jù)在點(diǎn)群中交叉錯落分布。表明由內(nèi)蒙院在《西遼河流域規(guī)劃》階段計算的徑流成果和本次計算的徑流成果兩者間不存在由于還原水量的誤差引起的徑流系列的系統(tǒng)偏差。

2）徑流系數(shù)分析。計算各站各年徑流系數(shù)，并按 1956—2000，1956—1983，1984—2000 年 3 個時段，分別統(tǒng)計其平均徑流系數(shù)，各站各段平均徑流系數(shù)十分接近。

3）降雨徑流同步系列對比分析。對各站同步點(diǎn)繪年徑流深和測站以上年面平均雨深系列，年徑流深的年際間的豐枯變化情況與年面平均雨深的變化趨勢是一致的。

上述分析表明各年年徑流計算成果是基本合理的。上述關(guān)系圖由于篇幅所限略。

4 徑流系列的代表性分析

由于徑流統(tǒng)計分析要求徑流系列具有隨機(jī)特性，而這種特性只有在未受人類活動影響、河流處于天然狀態(tài)下的水文資料才能滿足要求。因此用以往長期實(shí)測年徑流系列來反映未來的年徑流變化時，應(yīng)對實(shí)測年徑流系列進(jìn)行可靠性、一致性和代表性的審查。本文年徑流系列代表性分析是建立在可靠性與一致性（系列已還原）的基礎(chǔ)之上來進(jìn)行分析的。

選擇初頭朗和赤峰站作為代表站，分析1956—2000 年的徑流系列的代表性。

4.1 豐枯分析

差積曲線是分析一個地點(diǎn)水量豐枯變化的常用辦法。當(dāng)差積曲線的坡度向下時，表示為枯水期；向上時表示為豐水期；水平時則表示接近于平均值的平水年。若差積曲線呈現(xiàn)長期連續(xù)下降時，就表示長時期的連續(xù)干旱；反之則表示連續(xù)多水，坡度越大表示程度愈劇烈。

點(diǎn)繪代表站的差積曲線（T～∑（K-1）），大體可 劃 分 3 段 ，1956—1965 年 為 連 續(xù) 偏 豐 水 段 ，1966—1990 年為連續(xù)偏枯水段，1991—2000 年偏豐水段。假定以大于徑流均值 1.3 倍的的年份定位豐水年份；以小于徑流均值 0.7 倍的年份定為枯水年份；介于兩者之間的年份定為平水年份。則豐、枯、平水年份的分布情況如表 1。

在 1956—2000 年系列中，連續(xù)偏豐水年份發(fā)生在系列兩端，如系列閉合，則基本形成一個20年連續(xù)偏豐水段和 25連續(xù)偏枯水段的大的徑流變化周期。此周期內(nèi)豐水發(fā)生年份略少于枯水發(fā)生年份，以平水發(fā)生年份居多。在 1966—1990 年偏枯水段中，初頭朗站出現(xiàn)了 1次連續(xù) 2年枯水和 2次連續(xù) 3 年枯水（1977—1978，1980—1982，1988—1990 年）；赤峰站出現(xiàn)了 1 次連續(xù) 4 年枯水和 1 次連續(xù) 2 年枯水（1980—1983，1988—1989 年）。1956—2000 年系列基本反映了本流域年徑流豐、枯變化規(guī)律。

表1 初頭朗和赤峰站豐、枯、平水年份分布統(tǒng)計表

4.2 穩(wěn)定性分析

通過對代表站徑流系列滑動計算分析，可以看出系列越長，其統(tǒng)計參數(shù)越趨穩(wěn)定。1956—2000年系列共 45 年，其統(tǒng)計參數(shù)較為穩(wěn)定，該系列基本可以代表該地區(qū)徑流特征情況?；瑒佑嬎惴治鲆姳?。

表2 代表站徑流系列滑動分析統(tǒng)計表

5 結(jié)語

年徑流系列存在有連續(xù)枯和連續(xù)豐交替出現(xiàn)的現(xiàn)象，因此在應(yīng)用年徑流系列作頻率曲線研究時，應(yīng)研究其所取系列是否具有代表性，如所選系列是偏豐段或偏枯段時，則應(yīng)予以修正。

徑流系列枯豐變化是一種自然現(xiàn)象，是受一些氣候因子的影響形成的。這些氣候因子影響的范圍往往是很大的（除小面積的局部暴雨外）。因此，枯段與豐段往往具有大范圍的性質(zhì)，所以，我們研究年徑流系列代表性，也應(yīng)著眼于大范圍的資料。

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2013-12-06