佛耳岗水库旱限水位分析研究

□ 王 冰（河南省许昌水文水资源勘测局）

0 前言

水旱灾害历来是人类面临的主要灾害，近年来，受全球气候变化影响，我国干旱灾害频次增加、范围扩大、损失加重，特别是近3年来河南省及许昌市出现持续干旱，给居民生活、工农业生产及生态环境带来严重影响。旱限水位（流量）是确定江河湖库干旱预警等级的重要指标，是做好预警应急工作，启动抗旱应急响应级别的重要依据。

1 干旱及干旱指标的概念

干旱通常指因降水减少或入境水量不足，造成工农业生产和城乡居民生活以及生态环境正常用水需求得不到满足的现象，通常有农业干旱、城市干旱、牧业干旱等。

常用的干旱指标有:土壤相对湿度、降水量距平百分率、连续无雨日数、作物缺水率、断水天数、城市干旱缺水率等。根据相关指标可分为轻度干旱、中度干旱、严重干旱、特大干旱。

但对工农业生产生活来说，江河湖库的水位（流量）、水位（蓄水量）也是一个反映干旱情况的重要指标。文章重点讨论江河湖库的干旱，因此着重探讨旱限水位（流量）这一反映干旱的指标。旱限水位（流量）指江河湖库水位持续偏低，流量持续偏少，影响城乡生活、工农业生产、生态环境等用水安全，应采取抗旱措施的水位（流量）。现以佛耳岗水库为例，分析其旱限水位确定。

2 佛耳岗水库概况

佛耳岗水库位于双洎河中游，长葛市官亭乡境内，属淮河流域沙颍河水系，贾鲁河支流，水库上游河长82km，控制流域面积1338km2，总库容4100万m3，属中型水库。水库防洪标准为:设计标准为50年一遇，校核标准为100年一遇。

水库枢纽工程由主坝、溢洪道、泄洪闸、交通桥、东干渠渠首闸、北干渠渠首闸，电站进水闸等建筑物构成。主坝为均质土坝，坝顶高程98.00m,最大坝高14.10m,防浪墙长1700m,高1.20m，主坝全长550m，坝底宽10m，溢洪道溢流堰长93m，堰底高程93.00m，汛限水位93.50m，兴利水位94.00m,兴利库容1600万m3，水库主要水位特征值见表1。

表1 佛耳岗水库主要水位特征值表

佛耳岗水库共有3处取水口，各取水口高程见表2。

表2 佛耳岗水库取水口高程统计表

3 旱限水位的确定

水库旱限水位（流量）的确定方法:首先分析水库的供水任务，并结合设计来水情况进行综合分析，然后以逐月滑动计算的水库应供水量与死库容之和最大值所对应的水库水位作为依据，并考虑库内取水设施高程等因素，综合分析确定。

佛耳岗水库以防洪，灌溉为主，兼有水力发电、水产养殖等功能。需要根据其供用水指标来确定。

3.1 用水指标

3.1.1 农业灌溉用水

统计2000-2011年实际灌溉用水量，由于各月灌溉水量呈明显季节差异，以历年各月实际灌溉水量均值作为各月灌溉需水量，年灌溉总供水量均值981.78万m3。

3.1.2 发电用水

2000、2001、2002年水库电站没有发电，统计2003-2011年实际发电用水量，由于各月发电用水量差异较大，以历年各月实际发电用水量均值作为各月发电需水量，年发电总用水量均值4232.29万 m3。

3.1.3 环境生态用水

统计采用水库近10年平均来水量的10%计算，年环境生态需供水量1170.79万m3。

3.2 水库来水

统计分析1980-2012年水库逐月来水量资料，计算水库多年平均来水总量为10421.63万m3，按偏旱年景75%设计频率分析计算来水量为6912万m3，选取1998年作为水库来水典型年。

3.3 水库应供水量

水库各月应供水量等于月用水总量与水库各月设计频率来水量之差。根据各月用水总量及各月水库来水量分析计算，分别设定干旱预警期一个月、两个月和三个月，对应以逐月滑动，两个月滑动和三个月滑动计算各月应供水量。

3.4 旱限水位确定

水库旱限水位以逐月滑动计算的水库应供水量与死库容之和所对应的水库水位作为依据，并考虑库内取水设施高程等因素，综合分析确定。

按75%偏旱年景逐月滑动计算的月最大应供水量为3月份的145.30万m3，水库死库容275万m3，则应供水量与死库之和最大值为420.30万m3，查库容曲线得相应水位90.79m。

按75%偏旱年景两个月滑动计算的月最大应供水量为3月份的241.36万m3，水库死容275万m3，则应供水量与死库容之和最大值为516.36万m3，查库容曲线得相应水位91.16m。

按75%偏旱年景三个月滑动计算的月最大应供水量为2月份的263.22万m3，水库死库容275万m3，则应供水量与死库容之和最大值为538.22万m3，查库容曲线得相应水位91.23m。

4 结论

佛耳岗水库以防洪、灌溉为主，综合考虑水库多年运行情况和历年各月最低水位出现几率，确定干旱预警期为三个月，旱限水位91.23m，相应库容538.22万m3。

根据佛耳岗水库1983-2011年的多年月、年最低水位资料，统计低于91.23m的各月出现次数及年出现次数见表3。由佛耳岗水库历年月、年最低水位低于旱限水位次数统计表看出，佛耳岗水库各月最低水位低于旱限水位次数5月最多，一共3次，出现频率3/19=16%，重现期接近5年一遇；从年最低水位低于旱限水位情况来看，在19年中，共6年最低水位低于旱限水位，出现频率为32%，重现期3年一遇；旱限水位基本合理。

表3 佛耳岗水库历年月、年最低水位低于旱限水位次数统计表

[1]叶守泽，詹道江.工程水文学[M].北京:中国水利电力出版社,2000.

[2]朱勇华,邰淑彩,孙韫玉.应用数理统计[M].武汉:武汉水利电力大学出版社,2000.