1、官厅、密云水库可来水量评价方法研究?12?海河水利 2004 年 8 月官厅,密云水库可来水量评价方法研究车洪军,于洋,程兵峰(水利部海河水利委员会,天津 300170)摘要:通过对影响水库来水量雨型特性的分析,确定了预测来水量的几个关键因子及其权重系数.从而可以作为评估官厅,密云两库上游有关省完成规划下泄水量目标的参考依据.关键词:官厅,密云水库;可来水量;评价;方法中图分类号:P333.1 文献标识码:C 文章编号:10047328200404 00120221 世纪初期首都水资源可持续利用规划(以下简称规划)已将官厅,密云水库水质水量的改善作为其主要目标之一.规划确定平水年进入官厅水库水
2、量 3 亿 m(其中山西省进入河北省境内 1 亿m),进入密云水库 6 亿 m(指河北省入北京市境内水量,下同);特枯年进入官厅水库 0.6 亿 m3,进入密云水库 3 亿 m.那么如何确定降水量及可来水量的丰,平,枯就成为评价规划完成情况的关键问题之一.降水丰,平,枯的判断比较容易,只要进行频率分析就可以了,但可来水量的判别就比较难一些,因为同样的降水量,由于降水次数,暴雨强度及暴雨中心位置和走向以及下垫面情况的不同,其产生的径流量就会不同,有时甚至差别很大,现有的监测站点又不能完全控制各个节点的来水量,拦蓄量和用水量.因此,天然来水量到底能有多少,就需要找出一套相对科学合理的评价方法,使得
3、可来水量预测尽量符合实际.这里以密云水库为例,对可来水量判别方法进行了初步研究,现简单介绍如下.1 预报因子的选取径流量的影响因素非常复杂,就是不考虑下垫面的变化仅从降水量及其分布来说,影响因素也很多.因此在进行分析计算时,就要抓主要矛盾,找出对径流量影响最大的因子,同时也要考虑便于具体操作.根据理论和实际经验,我们认为影响径流量的收稿日期:20040210作者简介:车洪军(1965 一),男,硕士,高级工程师,主要从事水文水资源工作.主要因素有:第一,上一年度降水量.该因子在一定程度上代表了前期影响雨量和地下水水位,而前期影响雨量和地下水位对流域径流量是有影响的.通过对历史(1956-200
4、2 年)年降水量与径流量关系进行分析也充分地证明了这一点.以密云水库为例.1997 年流域平均降水量较小(374.4ram),但年径流量为 4.31 亿in,这是因为上年度(1996 年)降水量较大(5l1mm).而 1989 年流域平均降水量 391.8mm.比 1997 年多4.6%,而年径流量仅 2.68 亿 m,比 1997 年偏少37.8%,这是因为其上一年(1988 年)降水量为 427mm,比 1996 年少 16.4%.第二,本年度降水量.一般来说,降水量比较丰沛,径流量也相对较多;而降水量较少时,径流量一般也较少.第三,主汛期降水量.海河流域径流量中主汛期占绝对的比重,这是因
5、为主汛期降水一般强度相对较大,雨强超过土壤下渗能力,从而形成地表径流.如果主汛期降水比较均匀或春,秋两季降水量较大,一般来说都是无效降水(对产流来讲),不会产生多少径流量.第四,最大旬降水量.海河流域的旱涝往往决定于几场甚至一场比较大的高强度降水,有时虽然全年的降水量并不是很大.但由于有一场高强度的暴雨而产生了较多径流;同样,尽管有的年份降水量很大,但由于降水量比较均匀,对径流来说,无效降雨较多,因而产流量并不是很多.因而,该因子是影响全年径流量的最主要因素.2004.No.4 车洪军,于洋,程兵峰:官厅,密云水库可来水量评价方法研究?13?2 因子的选用方法根据 1980-2000 年的资料
6、.将 19 月或全年的降水,主汛期(7,8 月) 降水,最大旬降水,前一年累积降水量按下列原则分为 5 个等级:1 级(丰 ):AR%35%2 级(偏丰 ):+15%R%+35%3 级(正常 ):一 15%AR%+15%4 级(偏枯 ):一 35%R% 一 15%5 级(特枯 ):AR%一 35%其中.R%表示降水量距平百分率.各因子分级情况.见下表.表各因子分级找到每个影响因素的取值等级后,对每个影响因素进行优化分析发现,旬最大雨量对本年度的径流量影响最大.主汛期降水量次之,上年度降水量和本年度降水量影响作用相对较小,所以,要给每个影响因素取不同的权重系数.通过优化计算发现 19 月或全年降
7、水量的分级,主汛期(7,8 月)降水量分级,最大旬雨量分级及其上一年度降水量分级分别取 0.1,0.2,0.6,0.1 的权重系数时,与实际来水情况拟合最好.这样.根据拟判断年份的 19 月或全年降水量的分级,主汛期(7,8 月) 降水量分级,最大旬雨量分级及其上一年度降水量分级,分别乘以 0.1,0.2,0.6,0.1 的权重系数后相加.即可得出一个拟判断年度省界断面应来水量量级.量级为 1 则属于来水特丰年份,量级为 5 则属于来水特枯年份.3 拟合结果检验根据上述因子和应用方法.用密云水库上游河北省境内 19802000 年年降水量和河北省实际出境水量(考虑到该区域用水量相对较少.基本上
8、可以代表该区的降水径流对应关系)进行了检验.结果发现.21 年中有 18 年误差都在 1 级以内(径流等级划分方法与降水量划分方法一致).说明该方法比较符合实际.密云上游河北出境实际和模拟径流等级对比.如下图所示.八厂一一.厂/一1=yV1+寓 径钝 tIl一|吐怪缱曩 l图实测和模拟径流等级对比4 应用检验2003 年官厅,密云水库上游来水量各影响因子取值为:第一.上年同期降水,官厅以上 3 级,密云河北界内 4 级;第二,本年全年降水,官厅以上 3 级,密云为 3级:第三.本年 7,8 月份降水,官厅以上 4 级,密云以上 5 级:第四,最大旬雨量,官厅以上 3 级,密云以上 5级.根据以上取值及权重系数,算得官厅来水量为3.2 级.属于正常略偏枯年份;密云为 4.7 级,接近特枯年份.而 2003 年官厅水库上游年降水量较多年平均多 12%,实际来水量却偏少,与评估结果比较接近.同样,密云水库上游河北省境内年降水量与多年同期降水量持平,而河北省实际出境水量却较多年平均严重偏少,与评估结果一致.
