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1、 云南省昭通渔洞水库径流还原和供水能力研究 摘要：昭通中心城市2035年总需水量49470万m3，渔洞水库为主要供水水源，通过径流系列延长和还原计算，水库多年平均径流量为34570万m3，结合供水区需水预测和长系列径流调节计算，水库多年平均供水量26600万m3，需新建新的水源工程才能满足中心城市发展对水资源需求。关键词：渔洞水库；径流还原；供水量.昭通市位于云南省东北部，是云南省的北大门。昭通中心城市位处金沙江右岸支流横江干流洒渔河中上游的昭阳区和鲁甸县，主要供水水源为渔洞水库，为研究昭通中心城市“一城三区”水资源承载能力，笔者组织开展了渔洞水库径流还原和供水能力研究。1 渔洞水库概况渔洞水
2、库位于昭通市西北18km的洒渔河上游居乐河上，是一座以农业灌溉为主，兼有发电、工矿和城市供水，向下游洒渔河梯级水电站补水等综合利用的大（2）型水利工程。水库控制径流面积709km2，河流长81km，原设计多年平均径流量36500万m3，正常蓄水位1985.00m，总库容36400万m3，设计供水量26700万m3，其中灌溉13200万m3、城市供水1800万m3、煤田、火电厂供水6200万m3、下游水电站补水5500万m3。设计灌溉面积32.2万亩，设计灌区位于昭鲁坝子、洒渔坝子、靖安坝子、小寨河谷及坝子周边缓丘高地（提水灌溉），是昭鲁大型灌区的主要组成部分，为昭通市粮食作物和经济作物的主产区
3、之一及昭通优质苹果、优质烤烟生产基地。水库由水利部以水规（991）9号批复可研报告，于1992年10月开工建设，1996年12月28日下闸蓄水，2000年12月枢纽工程通过竣工验收投入运行。渔洞水库已成为昭通中心城市城乡生活供水、农业灌溉、工业生产的主要供水水源，2009年至2018年，水库平均年供水量30778万m3，其中：城市平均年供水量2512万m3，最大年供水量4233万m3；灌溉平均年供水量2958万m3，最大年供水量6158万m3；下游梯级电站平均年供水量25308万m3，最大年供水量37790万m3。由于灌区未全部配套，灌溉供水量未达到设计供水能力，未利用水量用于下游梯级电站发电
4、。2 水库径流分析2.1 径流分析方法渔洞水库所在居乐河上设有跳石水文站、鱼洞水文站，邻近昭鲁大河上设有新泉水文站，干流洒渔河上设有箐口塘水文站。上述4个水文站中，鱼洞水文站曾五度迁站，分别称鱼洞站、鱼洞（二）站、鱼洞（三）站、鱼洞（四）站、鱼洞（五）站。鱼洞水文站虽五次迁移站址，但站址均在渔洞水库坝址上、下游附近，故渔洞水库径流可直接采用鱼洞水文站实测径流成果。2.2 鱼洞水文站径流分析为保证径流资料系列的连续性，将鱼洞各站径流资料按面积比换算至与渔洞水库坝址径流面积相同的鱼洞（三）站，并简称鱼洞站。渔洞水库1996年12月下闸蓄水后，水库开始发挥作用，受其调蓄影响，鱼洞站1997年至今的径
5、流资料已非天然情况，需进行插补或还原分析。2.2.1径流区人类活动对入库径流影响分析渔洞水库径流区主要水利工程有猫鼻子水库、勒力寨水库、小海子水库、大堰塘水库、龙树河引水大堰、二堰等，其中：猫鼻子水库控制径流面积25.6km2，多年平均径流量1175万m3，总库容699万m3，设计供水区包括水库下游龙树灌区和东干渠供水区，东干渠供水区为牛栏江右岸小寨河流域，属跨流域供水；勒力寨水库控制径流面积4.6km2，多年平均径流量273万m3，总库容212万m3，于2003年建成蓄水，水库供水区位于金沙江右岸小河沟流域，属跨流域供水，通过铁池大沟向灌区供水，铁池大沟从水库下游娇子沟取水，由区间径流和勒力
6、寨水库调节供水，铁池大沟始建于上世纪50年代的一条引水土渠，1998年经过改造成三面光渠道，勒力寨水库的调节增加供水量与铁池大沟节水改造减少的供水量基本持平，铁池大沟总取水量变化不大；小海子水库、大堰塘水库总库容分别为50.3、19.6万m3，设计供水区为龙树灌区。龙树灌区位于猫鼻子水库下游龙树河两岸，由龙树河引水大堰、二堰等引水工程从龙树河取水，其供水水源有猫鼻子水库调节供水和区间天然径流联合供水。2000年以后，龙树灌区实行水田改旱地种植，灌溉用水量和耗水量有所减少，猫鼻子水库供水量相应减少的，其减少供水量相应用于增加东干渠灌区供水，总体来讲，龙树灌区减少耗水量与东干渠外流域调水量基本持平
7、，对渔洞水库入库径流的影响较小，在进行渔洞水库径流还原计算时，可以忽略径流区人类活动对水库入库径流的影响。2.2.2 鱼洞站径流插补及还原分析渔洞水库自2000年1月起有完整的库水位等观测资料，19971999年相关的库水位和供水没有完备的实测资料。通过点绘鱼洞水文站与跳石水文站19751988年逐月同期实测径流可知，两者相关关系较好，相关系数达0.99，故鱼洞水文站19971999年天然径流量按鱼洞水文站与跳石水文站月径流相关关系Q鱼洞=1.34Q跳石+0.44（见图2.2-1）进行插补展延，20002018年天然径流量按水量平衡公式进行还原，还原公式为：W天然= W实测+W用+W渗+W蒸V
8、式中：W天然鱼洞水文站天然径流量；W实测鱼洞水文站实测径流量；W用渔洞水库用水量，包括鱼洞（南干渠）水文站、鱼洞（北干渠）水文站和鱼洞（城市供水）水文站流量；W渗渔洞水库渗漏损失水量，按月平均库容的0.5%计算；W蒸水库蒸发损失水量 ，根据月平均水面面积和月蒸发增损深度计算；V水库蓄水变量。经上述插补和还原分析后，鱼洞水文站资料系列达到1954.62018.5共64年，资料系列具有一致性。2.2.3 鱼洞站径流资料代表性分析鱼洞站19541990资料在渔洞水库设计中使用，19541996年资料在洒渔河下游的高桥、悦乐、油房沟、柏香林等水电站中使用，均认为鱼洞站资料至1990年已具有一定的代表性
9、，本次新增19972018年资料，组成64年资料。从鱼洞站1954年6月2018年5月的模比系数过程线及差积曲线（见图1）分析可知，鱼洞站64年的水文系列包含了完整的丰、平、枯水期，其中1965.61969.5、1997.62002.5、2012.62018.5差积曲线趋势总体走高，为丰水期；1954.61965.5、1969.61980.5、2002.62012.5差积曲线变化不大，为平水期；1980.61997.5差积曲线趋势总体走低，为枯水期。从鱼洞站逆时序累积径流均值和Cv值曲线（图略）可知：年径流量均值、Cv值随着资料系列长度的增长而逐步趋于稳定，说明鱼洞站年径流资料系列具有较好的代
10、表性。图1 鱼洞站年径流量模比系数过程线、差积曲线图2.2.4 鱼洞站径流频率分析根据鱼洞站1954.62018.5共64年连续径流资料系列进行频率分析，统计参数先采用矩法公式初估，再以P-型线型在优选的基础上按目估适线法确定，径流成果见表1，频率曲线见图2。表2 鱼洞站（渔洞水库）年径流频率成果表统计参数设计径流量（万m3）均值（万m3）CvCs/CvP=25%P=50%P=75%P=95%345700.28240520336702916020330图2 鱼洞站年径流量（水文年）频率曲线图2.2.4 径流成果合理性分析鱼洞水库1954.62018.5年共64年多年平均径流量为34570万m，
11、比鱼洞水库初步设计采用成果36500万m3减少5.29%，减少的主要原因是昭通市1997年后遭遇了20022005年及20112012年两次连续大旱，尤其2005年及2011年，这两年鱼洞站年降水量仅为607mm、428.1mm。通过将还原后的鱼洞站年径流换算成径流深与鱼洞站同期降水量进行对比（图略）可知，鱼洞站径流深的丰枯的变化趋势与鱼洞站降水量的丰枯变化基本一致，说明本次鱼洞站的径流插补还原成果是合理的。4 水库可供水量分析计算根据昭通中心城市“一城三区”发展规划和需水预测分析，2035年设计水平年区域总需水量49470万m3，其中：城市及工业需水量17600万m3，乡村生活需水量2915
12、万m3，灌溉需水量25455万m3，城市河湖生态环境需水量3500万m3。渔洞水库为昭通中心城市主要供水水源，按还原径流系列和水库供水范围进行水库长系列调节计算，水库多年平均供水量26600万m3，余水用于下游梯级电站发电，电站供水量5200万m3，分项需水量、供水保证率、供水量详见表2。表2 渔洞水库多年平均供水量成果表 水量万m3项目下游生态环境用水城乡生活供水工业供水灌溉供水城市河湖生态供水合计加大供水需水量3459800055009135236528459供水保证率75%95%90%75%75%供水量309178755363815521162660052005 结语渔洞水库是昭通中心城
13、市城乡生活供水、农业灌溉、工业生产的主要供水水源，原设计多年平均径流量36500万m3，设计供水量26700万m3，通过水库径流还原计算，将水库径流资料延长到64年，结合国民经济和社会发展、生态环境需水要求，复核水库多年平均径流量34570万m3，可供水量26600万m3，需新建新的水源工程才能满足中心城市发展对水资源需求。参考文献：1 许志敏，李作洪等.云南省昭通渔洞水库初步设计报告R.昆明：云南省水利水电勘测设计研究院，1991.2 李兴强，朱启林，等.云南省昭通市黑石罗水库初步设计报告R.昭通：昭通市水利水电勘测设计研究院，2011.3 朱启林，保琳琳，等. 昭通中心城市“一城三区”水资源承载能力研究 R.昭通：昭通市水利水电勘测设计研究院，2021.作者联系方式：朱启林，昭通市水利水电勘测设计研究院，771351790，云南省昭通市昭阳区昭通大道昭通市水利局办公楼（邮编：657000）5 -全文完-
