于什盖水库蒸发与渗漏量分析

俞 健

（石河子水文水资源勘测局 新疆石河子 832000）

于什盖水库蒸发与渗漏量分析

俞 健

（石河子水文水资源勘测局 新疆石河子 832000）

本文以2010年于什盖水库各种水量观测资料为基础，依据水量平衡原理，对水库的蒸发与渗漏情况进行初步的探讨和分析。

于什盖水库 蒸发量 渗漏量 水量平衡

引言

于什盖水库位于农十师一八四团团部以北5.0km的洼地内，利用山间洼地筑坝形成注入式水库。大坝由主坝、东副坝和北副坝组成，主坝为粘土心墙坝，坝长1604.25m，主坝最大坝高27.5m，坝顶高程408.0m。东、北副坝为土工膜防渗心墙坝，东副坝坝长490m，最大坝高12m，北副坝坝长1056m，最大坝高10.5m。水库总库容0.8亿m3，调节库容7200万m3，死水位高程445m，死库容700万m3，水库最大水面6.3km2。库区多年平均气温6.1℃，最高气温41.9℃，最低气温-37.2℃。多年平均降水量87.0mm，多年平均蒸发量2284mm。

水库建成之后，解决了当地工业用水、农业开发用水及生活用水短缺的问题，具有很高的经济效益、社会效益和生态环境效益。

2 水库水量损失分析

水库水量的损失主要有两种途径：一种是库面蒸发损失；另一种是水库渗漏损失。

2.1库面蒸发损失量分析

水面蒸发是水循环过程中的一个重要环节，也是水库水量损失的主要途径之一。水面蒸发量的大小与风速、气温、液面上空水汽的饱和程度等因素有关。于什盖水库采用漂浮水面E601型蒸发器来观测水库的蒸发情况，根据《水面蒸发观测规范》（SD265-88）的要求，在数据处理过程中，把蒸发器的观测值作为水面蒸发量的实际值来近似处理，折算系数值取为1。

水库蒸发损失量计算：

式中：Es-大水体的水面蒸发量(mm)；E1-漂浮水面E601型蒸发器的观测值(mm)。

水库蒸发损失量的大小取决于水面的蒸发能力以及水库水面面积，水库蒸发损失量的计算可按下式进行：

式中：We-水库的日平均蒸发量(万m3)；Es-大水体水面蒸发量(mm)；Fs-对应的日平均水面面积(km2)。

于什盖水库水面蒸发观测站2009年建站，由于观测仪器出现问题，只有2010年的观测数据较完整和连续，可进行数据分析计算。

本文根据2010年的水面蒸发观测数据为基础来计算水库的蒸发损失量，由于每年的11月下旬至来年3月上旬为水库结冰期，水面蒸发量很小，且缺乏必要的观测数据，所以在数据处理过程中不考虑这期间水库的蒸发损失量，只考虑渗漏损失情况。

通过计算我们得到了2010年水库的蒸发损失量情况，计算结果见表1。

通过计算，我们得到2010年水库年蒸发量为2079mm，蒸发损失量1133.8万m3。根据历史气象资料，库区多年平均蒸发量为3545mm，根据《水面蒸发观测规范》的要求，取20cm蒸发器蒸发量与实际水面蒸发量的折算系数为0.6，我们得到折算到实际水体的水面蒸发量为2127mm。通过比较可以发现，两个水面蒸发量的数值相差很小。

表1 2010年于什盖水库库面月蒸发量统计表

2.2水库降雨量分析

水库降水量的观测值可近似地反映水库库区降水情况，我们可以按下式计算水库库面各月截获降水补给量：

式中：Wp(i)-库面月降水量(104m3)；P(j)-日降水量(mm)；F(j)-日平均水面面积(km2)。

由于水库库区降水量观测缺乏数据，在此我们用库区多年平均降水量来近似表示水库降水量。

式中：Wp-水库年降水量(104m3)；P-多年平均降水量(mm)，根据资料我们取105.3mm；F-年平均水面面积(km2)，我们可以从表1近似得出结果5.35km2。

根据以上数据我们可以得出水库年降水量仅为56.3万m3，与蒸发损失量的1133.8万m3相比，只有其二十分之一。

2.3水库渗漏量损失

2.3.1 水库渗漏的基本情况

水库现在能观测到的渗漏点主要有主坝Z0+280、Z0+382、Z0+410、Z1+377和Z2+050号桩的5个渗漏点以及东副坝D0+106、D0+276号桩的2个渗漏点。从最近几年对这几个渗漏点的观测情况来看，只有Z1+477和D0+378号桩的2个渗漏点有持续性的渗漏，其中Z1+477号桩的渗漏量基本稳定在2L/S左右，D0+378号桩的渗漏量则会随着库水位的变化在2—12L/S之间变化，而Z0+380、Z0+482、Z0+510、Z2+050和D0+190号桩的五个渗漏点只有在库水位达到一定高度时才开始有渗漏，且Z0+380、Z0+482、Z0+510和Z2+050号桩的4个渗漏点的渗漏量都<0.5L/S，D0+190号桩渗漏点的渗漏量小于5L/S。

水库的渗漏量远远不止我们已观测到的这些，由于水库库址断层较多、裂隙发育、地质结构复杂，所以水库库区和断层那些观测不到的渗流量也是非常大的。

2.3.2 水库渗漏的数值分析

方法一：根据水量平衡原理进行计算

根据水量平衡原理，我们可以对水库的渗漏情况进行如下数值分析。

式中：WSL-年渗漏损失量(104m3)；We-年总蒸发水量(104m3)；Wb-年底水库水量(104m3)；Wo-年出库水量(104m3)；Wa-前年底库容(104m3)；Wi-年进库水量(104m3)；Wp-年降水量(104m3)。

根据以上计算公式，把2010年相关的数据代入其中，我们得到了2010年于什盖水库的渗漏损失量：

日平均渗漏量：

总损失量：

水量损失率：

水量利用率：

方法二：直接计算

水库冬天结冰，水面蒸发量很小，期间只考虑水库的渗漏损失，而忽略水面蒸发损失。我们通过这个方法来近似求出水库的渗漏损失量。我们统计了2002年—2008年结冰期间水库渗漏损失量情况，见表2。

表2 2002年—2010年结冰期间水库渗漏损情况统计表

通过计算我们得到这8年水库结冰期间水库渗漏日平均损失量为3030.6m3。由于水库冬季蓄水量在一年当中最少，库盘面积也最小，所以水库年平均渗漏量应该会大于这个值，下面计算中取权值为1.5。

渗漏损失量：

总损失量：

水量损失率：

水量利用率：

通过比较由这两种方法求出的计算结果可以看出，两方面的数值存在一定的差异。由于第二种方法是直接求解，减少了累计误差，且利用了8年的有效观测数据，所以这些数据更能真实地反映出水库渗漏的实际情况。

3 结论

通过计算分析，2010年的各项计算结果比较真实地反映出了水库水量损失的基本情况。但由于缺乏更多水库蒸发观测数据，无法进行更多的对比分析。为了更加准确地掌握水库蒸发损失的真实情况，建议在今后的工作中应加强对水面蒸发数据的观测。

从2010年各项数据分析的结果来看，虽然水库水量的损失总量比较大，但水库水资源的有效利用率还是非常高，达到了90%以上，符合设计要求。

从2010年对水库所做的安全鉴定和对最近的观测数据进行分析后可知，水库的渗漏量处于一个比较安全的范围，且已基本稳定，水库运行状况良好。

1 杨红秀. 汾河水库蒸发渗漏水量损失分析计算. 山西水利科技, 2010.10第四期.

2 库尔班阿西木. 平原水库水量平衡与水量损失的探讨.地下水. 2010.10第五期.

3 周赤建. 红山水库水面蒸发量确定方法研究. 内蒙古水利. 1998年第二期.

4 奚玉英. 由20cm蒸发皿资料和风速计算水库库面蒸发量. 水电站设计. 2003.6第二期.

10.3969/j.issn.1672-2469.2014.07.014

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1672-2469(2014)07-0045-03

俞健（1969年—），男，工程师。