口上水库径流分析计算

牛秀岭

（山西省水利建设开发中心，山西 太原 030002）

1 工程概况

口上水库是昔阳县松溪供水工程的水源工程，位于昔阳县东冶头镇口上村附近松溪河下游河道上，坝址距昔阳县城35km，坝址以上控制流域面积1462km2。大坝洪水标准采用30年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核，水库总库容495万m3，坝型为堆石混凝土重力坝，坝顶长120m，最大坝高58.4m，坝顶宽6m，坝底宽54.4m。

2 气候状况

根据昔阳县1971—2000年气象统计资料，全年日照总时数平均为2582.5h；多年平均蒸发量1831mm，最大蒸发量在4—7月，约占全年蒸发量的55%；多年平均气温9.7℃，极端最高气温38.7℃，极端最低气温-20.9℃。由于区域内地形变化大，无霜期各不相同，海河流域东北部的孔氏、东冶头2个乡镇无霜期最大，达160d以上，中部地区在150d左右，黄河流域及海河流域东南部分地区为130～140d，其中白羊山最短，只有110d左右，最长与最短相差50d。冻结的初始日期开始为12月9日，解冻日期平均为3月3日。每年10月至次年3月以西风为主，其次是西北风、北风，4—9月以东风最多。多年平均风速1.7m/s，历年最大风速21m/s；多年平均降水量499.5mm，主要集中在七八月，最大日降雨量153.9mm。

3 水文测站情况

松溪河流域最早设站年份为1958年，设有水文站一处，测流断面位于昔阳县东冶头镇口上村，控制流域面积1264km2，1962年3月撤销，后又于1964年6月重新设站，基本水尺断面下迁1km左右，控制流域面积1468km2，更名为口上（二）站，1974年因改河工程影响，又在1958年设立口上站断面观测，仍称口上站。1976年1月下迁9km至泉口村，改名为泉口水文站，控制流域面积1627km2。截至2010年，共有实测水文资料51年。

口上水文站位于口上水库下游1.3km，控制流域面积较口上水库控制流域面积大6km2，可作为口上水库的设计站。

4 径流分析计算

4.1 实测径流

此次径流系列为1971—2008年，系列长度为38年，多年平均径流量5332万m3，实测最大年径流量为1996年的30704万m3；实测最小年径流量为1987年的1070万m3；实测最小月平均流量0.062m3/s（2000年6月）。

泉口站上游水磨头有4个泉眼，均分布在水磨头鱼场南边半山腰处。据调查，四个泉眼的泉水流量分别为0.03m3/s，2002年3月实测为0.05m3/s，2003年3月实测为 0.027m3/s，2004年 5月实测为 0.037m3/s，2012年7月23日昔阳县水利局对其进行了实测，西南侧泉0.0028m3/s，南侧泉0.014m3/s，东南侧两泉汇流处0.0153m3/s，合计0.0321m3/s。另外，对泉水流量进行了调查了解，泉水流量较稳定，因此认为泉水流量为0.03m3/s。

从泉口流量调查和实测结果来看，泉口站实测径流资料比较可靠。

4.2 天然径流

松溪河上游及支流上先后分别建有中小型水利工程，影响径流系列一致性的主要是松溪河上游的郭庄水库和支流赵壁河上游的水峪水库，故需进行还原计算，即还原为天然径流。

口上水库天然径流还原计算方法采用下列水量平衡公式：

式中：W天然——天然径流量，万m3；

W实测——实测径流量，万m3；

W耗水——耗水量，万m3；

E——水库附加蒸发河和渗漏损失量，万m3。

还原后1976年后的天然径流需从泉口站折算到口上站，采用面积比指数法，面积比指数取1。计算得口上水库天然径流量1971—2008年38年天然径流量系列，多年平均值为6634万m3。

4.3 径流系列代表性分析

一般认为具有较长时段的水文资料系列能较好地反映总体的分布特征，以不同长度系列的统计参数、丰枯特征、周期规律等进行比较，分析判断系列的代表性，做出分析结论与评价。现从1965—2008年和1971—2008年径流系列作出对比分析，见表1。

表1 口上天然年径流量长短系列对比表 单位：万m3

长系列除均值大于10.8%外，其余统计特征值与短系列一致，1971—2008年系列包含了长系列中1972年次枯和1999年最枯径流的年份，而且该系列较接近人类活动影响的真实性，再从年径流差积曲线看（见图1），38年系列中丰、平、枯水年均有一定长度，整体显示枯水年组偏长一些，对工程供水而言是比较安全的。

图1 口上水库年径流量差积曲线图

由以上分析可知：1971—2008年不仅包含有完整的连续丰、平、枯系列，而且连续枯水段较长，说明该径流系列不仅具有较好的代表性，而且以1971—2008年作为设计系列对供水是安全可靠的。因此可以将该系列作为设计径流系列。

4.4 径流频率分析

对1971—2008年共38年天然年径流系列，以P-Ⅲ型曲线进行适线，频率曲线见图2，计算得口上水库径流统计特征值及各频率设计值见表2。

图2 口上水库径流频率曲线图

表2 口上水库天然年径流量成果表 单位：万m3

5 结语

本文采用1971—2008年径流系列具有较好的代表性，通过分析计算得出口上水库多年平均天然径流量为6630万m3，95%保证率径流量为2376万 m3，50%保证率径流量为5033万m3。