２０１３年第５期 （第４ｌ卷） 黑龙江水利科技 Ｎｏ．５．２０１３ Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ （Ｔ０ｔａｌ Ｎｏ．４１） 文章编号：１００７—７５９６（２０１３）０５—００４７—０４ 基于中小河流灌溉临界期流量的分析 ——降水与径流成因相关法 米加明 （富裕县水务局水政水资源管理办公室，黑龙江富裕１６１２００） 摘要：一些中小河流由于缺少国家水文测报站，造成资料短缺，给中小河流为水源的灌区规 划水文分析工作带来难点。通过上游降水与下游径流成因关系延长下游径流资料系 列，进而分析下游断面灌溉临界期的枯水频率，并以此作为设计流量计算之依据是解 决这一难点的可行途径。 关键词：上游降水；下游径流；成因相关法；延长径流系列；设计流量 中图分类号：￥２７４．４ 文献标识码：Ｂ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｐｅｒｉｏｄ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｓｍａｌｌ ａｎｄ Ｍｉｄｄｌｅ Ｓｉｚｅｄ Ｒｉｖｅｒｓ ．－－－－－－－－－－－－－－－－－——Ｒａｉｎｆａｌｌ ａｎｄ Ｒｕｎｏｆｆ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ＭＩ Ｊｉａ—ｍｉｎｇ （Ｗａｔｅｒ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｏｆｆｉｃｅ ｏｆ Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉｎｇ ａＰｒｏｖｉｎｃｅ Ｆｕｙｕ Ｃｏｕｎｔｙ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ Ｂｕｒｅａｕ，Ｆｕｙｕ １６１２００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｅ ｔｏ ｌａｃｋ ｏｆ ｎａｔｉｏｎａｌ ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｔａｔｉｏｎｓ ａｔ ｓｏｍｅ ｓｍａｌｌ ａｎｄ ｍｉｄｄｌｅ ｓｉｚｅｄ ｒｉｖｅｒｓ，ｉｔ ｉｓ ｎａｔｕｒｌａ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｉｖｅｒｓ ａｒｅ ｓｈｏｒｔ ｏｆ ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｄａｔａ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｄｉｉｃｕｌｆｔｉｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ａｒｅａ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｉｎ ｔｈｏｓｅ ｒｉｖｅｒｓ．Ｂａｓｅ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｕｐｓｔｒｅａｍ ｒａｉｎｆｌｌａ ａｎｄ ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ ｒｕｎｏｆｆ，ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ ｔｈｅ ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ ｒｕｎｏｆｆ ｓｅｒｉｅｓ ａｎｄ ｆｕｒｔｈｅｒ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｌｏｗ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ ｓｅｃｔｉｏｎ ａｔ ｔｈｅ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｐｅｒｉｏｄ，ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｃａｎ ｂｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｗａｙ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｄｉｆｉｆｃｕｌｔｉｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｕｐｓｔｒｅａｍ ｒａｉｎｆｌｌ；ｄｏｗｎｓｔａｒｅａｍ ｒｕｎｏｆｆ；ｇｅｎｅｔｉｃ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ；ｅｘｔｅｎｄ ｒｕｎｏｆｆ ｓｅｒｉｅｓ； ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｄｅｓｉｎｅｄ ｆｇｌｏｗ ０前言 资料短缺或者区间人类经济活动的复杂而导致自然 规律的改变。 以中小河流为水源的灌区在规划设计中，分析 灌区取水口断面的灌溉临界期枯水流量往往成为难 本文以富裕县龙安桥灌区渠首枯水流量分析为 例，探讨依据降水与径流成因关系，分析灌区渠首灌 溉临界期设计流量（７５％保证率）方法之途径。 点。原因在于取水口位置的任意性以及上下游水文 ［收稿日期］２０１２一ｏ９—２４ ［作者简介］米加明（１９７０一），男，黑龙江富裕人，助理工程师。 ．－．——４７．．－—— ２０１３年第５期 （第４１卷） 黑龙江水利科技 Ｎｏ．５．２０１３ Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ ｔｒＸ＝Ｘ×ＣＶＸ ｔｒＹ＝Ｙ×Ｃｖｙ （Ｔ０ｔａｌ Ｎｏ．４１） １渠首基本情况 龙安桥灌区是一有坝引水自流灌区，取水口位 于富裕县龙安桥镇雅州村东北２ ｋｍ乌裕尔河左岸。 取水口下游６ ｋｍ有乌裕尔河龙安桥水文站（该站建 国初至１９６７年为水位站，１９６７－－１９７８年为水文站， ，一 （３） （４） ！垒 二 ２（墨 二 ２ ￣／（ｋｘ一１） ×（ｋ 一１） Ｒｙ／ｘ＝１６．１３ （５） （６） １９７８年迁移，仅有１９６７—１９７７年径流资料）；取水口 上游２０ ｋｍ有富裕县气象站（属国家气象测报网，具 有多年降水资料）；取水口上游４０ ｋｍ有北部引嫩总 则回归方程为： Ｙ—Ｙ＝Ｒｙ／ｘ（ — ） Ｙ＝１６．１３ｘ＋２３ （７） （８） 干与乌裕尔河交叉断面（该断面测流仅服务于工管 单位，非国家水文网，仅有１９８１－－１９８９年径流资 料）。 ２设计流量分析的思想方法 据上述渠首基本情况，该地区水文资料短缺且 时间较早，由于人类经济活动的影响，水文变化规律 比较复杂，依据仅有的上下游水文样本资料很难寻 求出该地区水文总体规律。所以在设计流量分析过 程中要本着宏观上合理、对待具体问题给予一定程 度的简化原则，采取成因与统计分析相结合的思想 方法。 本文试图利用富裕站ｌ９６７一ｌ９７７年５月降水与 龙安桥站６月上旬径流成因关系，采取相关分析方 法，求出其函数关系，利用关系式延长龙安桥站６月 上旬径流系列，再按常规方法做出皮Ⅲ型理论频率 曲线，经适线求得７５％保证率龙安桥站６月上旬径 流量，再换算流量值，即求得龙安桥站设计流量（因 站至渠首断面６ ｋｍ河槽规则又无明显的人类经济活 动，故此值可做为渠首断面设计流量）。详见表１。 为保证成果原则上不出现错误，再从不同角度、 用不同方法复核验证成果的可靠程度，若几种方法 估算成果基本接近，即肯定上述分析成果。 ３ 降水与径流成因相关法计算龙安桥站设 计流量 １）建立富裕站５月降水与龙安桥站６月上旬径 流回归方程 按表１计算为： ＣＶＸ：√（Ｋｓ一１） ／（Ｎ一１） （１） ＣＶＸ：￣／（Ｋ一１） ／（Ｎ一１） （２） 一４８一 ２）延长龙安桥站６月上旬径流系列 按Ｙ＝１６．１３ｘ＋２３方程式，延长龙安桥站６月 上旬径流系列，见表２。 ３）龙安桥站６月上旬径流 经验频率计算见表３。 ４）适线法确定龙安桥站６月上旬径流理论频率 曲线 频率曲线的计算公式为： Ｃｖ＝√ （９） 计算 值，按Ｃｓ：２Ｃｖ，Ｃｓ＝２．５Ｃｖ。分别计算各频 率龙安桥站６月上旬径流理论值，进行适线，结果采 用Ｃｓ＝２Ｃｖ，见表４。 ５）计算渠首断面设计流量 由表４（皮Ⅲ型曲线）求得７５％保证率龙安桥站 ６月上旬径流量及旬平均流量２．９９７ ｍ ／ｓ，此值可做 为龙安桥灌区渠首断面设计流量。 ４成果复核 上述分析计算的龙安桥站（渠首取水口断面）设 计流量２．９９７ ｍ。／ｓ，从不同角度、用不同方法分析估 算上述计算成果的偏离、可靠程度。 ４．１ 利用龙安桥站原有（１９６７—１９７７系列）径流资 料分析 此方法尽管资料系列短且时期较早，但做为复 核上述计算成果的一种途径是可行的。资料经过整 理，做６月上旬径流频率计算，Ｐ＝７５％旬平均流 量２．３８ ｍ ／ｓ。 ４．２利用北部引嫩总干与乌裕尔河交叉断面旬径 流、龙安桥站旬径流做相关分析，延长龙安桥站旬径 流系列分析 米加明：基于中小河流灌溉临界期流量的分析 第５期 此方法尽管北部引嫩总干与乌裕尔河交叉断面 制闸、乌南进水闸、乌裕尔河泄水闸三者进出流关系，得 旬径流资料是由其上游依安站还原获得、与龙安桥 出此断面乌裕尔河５月下旬径流量，做频率计算，得Ｐ 站相关关系不好，但做为复核上述计算成果的一种 ＝７５％５月下旬径流量９２８万 。考虑无效水量（超 途径尚可。参考齐齐哈尔市水利勘测设计研究院 出主河槽泄水能力部分）及区间工农业用水扣除７０％， 则Ｐ＝７５％６月上 １９９６年编制的富海水库可研报告用依安站（北引交 灌区渠首６月上旬径流量２７８万ｍ。，叉断面上游）径流还原后得到的北引总干与乌裕尔 旬平均流量３．２１ ｍ ／ｓ。 河交叉断面的旬径流资料，再用此资料与龙安桥站 综上所述，从不同角度、用不同方法分析龙安桥 做相关分析，延长龙安桥站径流系列，做６月上旬径 灌区渠首灌溉临界期Ｐ＝７５％流量值大体在２— 流频率计算，Ｐ＝７５％旬平均流量２．３１ ｍ ／ｓ。 ３ ｍ ／ｓ范围内。几种方法尽管粗略，但从总体上看 ４．３利用北引总干与乌裕尔河交叉处实测旬径流 是客观的。用降水与径流成因相关方法分析中小河 进行频率计算，定性分析至下游渠首断面区间用水 流（短缺资料）灌溉临界期设计流量是可以肯定的一 及损失因素，确定渠首设计流量 种途径。《富裕县龙安桥农业开发区扩初设计》、《富 此方法尽管北引交叉断面的实测径流资料系列很 裕县龙安桥灌区节水配套工程初步设计》报告中枯 短（１９８１－－１９８９年），但做为复核上述计算成果的一种途 水分析已采用该计算成果。 径还是可以的。依据北引与乌裕尔河交叉处的乌北节 表１ （１９６７——ｌ９７７年）富裕站５月降水、龙安桥站６月上旬迳流相关分析（回归方程）计算表 ，．．——４９．－－—— ２０１３年第５期 （第４ｌ卷）黑龙江水利科技 Ｈｅｉｌｏｎｇｉｉａｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ Ｎｏ．５．２０１３ （Ｔ０ｔａｌ Ｎｏ．４１） ● ｍ ㈣ ３．５ ２．４６ ２ １．５２ ０．８２ ０．４５ Ｏ．２４ ０．１５ Ｏ．０６ ＣＳ＝２ＣＶ ２０１３ １４１５ １１５０ ３．６６ ２．４９ １．９８ １．４７ ０．７８ ０．４６ ０．３１ ０．２６ ８７４ ４７１ ２５９ ｌ３８ ８６ ３５ Ｏ．２ｌ ＣＳ＝２．５ＣＶ 参考文献： ［１］邹德华．丁程水文学［Ｍ］．南昌：江西高校出版社，ｌ９９３． ［２］齐齐哈尔市水利勘测设计研究院．富海水库可研报告 ［Ｒ］・齐齐哈尔：齐齐哈尔市水利勘测设计研究院，１９９６・ 一５０一
