人类活动对安康水库入库径流影响分析

人类活动对安康水库入库径流影响分析
主要体现在对中小洪水有较强的拦蓄作用，从而导致安康水库在初汛期入库径流明显偏小。
关键词
人类活动，入库径流，影响分析
Copyright © 2019 by authors and Wuhan University. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Table 1. Main reservoir and hydropower characteristics in the upper Ankang basin 表 1. 安康以上流域主要水库电站特性表
水电站名称 所在河系
集水面积(km2) 水库类型
坝址多年平均流量(m3/s) 坝址多年平均径流量(亿 m3)
1.0
区域 宁强 留坝 汉中 太白 佛坪 石泉 1 合计
石泉以上泰森多边形 面积(万 km2) 0.3521 0.5689 0.5210 0.2435 0.4138 0.3742 2.4734
占比 0.1423 0.2300 0.2106 0.0985 0.1673 0.1513
1.0
石泉安康区间泰森多边形
多年平均降雨量(mm) 正常高水位(m) 汛限水位(m) 死水位(m) 水库调节能力 调节库容(亿 m3)
水库总库容(亿 m3) 水库建成时间 资料有效期间
安康 干流 35,700 河道型 621 195.73 800 330 325 305 季调节 14.372
32 1990 年 1991~2017
3.2. 基本计算
1、面雨量计算 利用泰森多边形法计算流域面雨量[3]，先计算安康全流域面雨量，然后计算石泉以上，石泉–安康区间两 个区域面雨量。通过此方法在 ArcGIS 中进行泰森多边形面积求取，得到如表 2 中的结果。
DOI: 10.12677/jwrr.2019.85049
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水资源研究
人类活动对安康水库入库径流影响分析
收稿日期：2019年7月31日；录用日期：2019年8月19日；发布日期：2019年9月2日
摘要
为研究人类活动对安康水库入库径流的影响，收集安康流域多年降雨资料以及流域内所在大型水库的运行资料， 从而分析降雨以及水库调蓄作用对安康入库径流的影响。分析结果表明：安康流域内，石泉–安康区间降雨明 显增多，1991~2017年区间降雨同比1961~1990年增加4%；巴山水库的修建对安康水库入库径流影响较大，
Influence of Human Activities on Inflow of Ankang Reservoir
Yuanzhong Zuo1, JunWan2*, Wei He1, Jingtao Shi1, Jinjin Wu2, Jiong Guo2 1Ankang Hydropower Station, Ankang Shaanxi 2State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan Hubei
区域
面积(万 km2)
占比
安康
0.5812
0.5463
镇巴
0.3060
0.2876
石泉 2
0.1767
0.1660
合计
1.0639
1.0
2、天然入库径流还原计算 为计算安康水库天然入库流量[4]，考虑到对安康水库入库径流影响最大的是石泉水库、蔺河口水库、巴山 水库这三座水库，所以根据各个水库修建时间，用如下公式对安康水库进行天然入库径流还原计算： 1) 1991 年~2005 年安康水库日天然入库径流还原计算
巴山 支流/任河 1712/4893
河道型 44 13.9
1245.6 680 680 650
年调节 1.43 3.154
2008 年 2013~2017
3. 数据来源和基本计算
3.1. 数据来源
降雨资料收集到太白、留坝、汉中、佛坪、宁强、石泉、镇巴、安康共 8 个国家气象站的逐日降雨资料。 该数据从中国气象数据共享网下载而得，资料时间长度为：1961~2017 年，共计 57 年，雨量站在安康流域内的 分布见图 2。
Figure 2. Location map of the national meteorological stations in the Ankang river basin 图 2. 安康流域国家气象站点位置示意图
Table 2. The basin weights calculated by Thiessen polygon method 表 2. 泰森多边形计算流域权重表
Received: July 31st, 2019; accepted: August 19th, 2019; published: September 2nd, 2019
Abstract
In order to study the impact of human activities on the inflow runoff of Ankang reservoir, the rainfall data of the river basin and the operational data of the large upper reservoirs in the basin were collected. The results show that the rainfall in Shiquan-Ankang area has increased significantly in the basin. The rainfall in the interval from 1991 to 2017 increased by 4% from 1961 to 1990. The construction of Bashan reservoir has a great impact on the inflow of Ankang reservoir, mainly in the small and medium-sized. The flood has a strong impediment, which leads to the apparently small runoff of the Ankang reservoir during the initial flood season.
Keywords
Human Activity, Inflow of Reservoir, Analysis of Influence
人类活动对安康水库入库径流影响分析
左园忠1，万 俊2*，何 伟1，石静涛1，吴金津2，郭 炅2 1安康水力发电厂，陕西 安康 2武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北 武汉
4. 结果与讨论
4.1. 降雨变化分析
1961~2017 年安康流域降雨资料分析结果表明，多年平均年降雨量为 877.1 mm，其中 1983 年为最大丰水年， 年降水量达 1351.4 mm。年降雨量的变化趋势分析如图 3 所示，年降雨量有不显著性下降趋势。计算各个年代 的平均年降雨量得到结果：20 世纪 60 年代的平均年降雨量为 890.1 mm，20 世纪 70 年代的平均年降雨量为 835.9 mm，20 世纪 80 年代的平均年降雨量为 989.8 mm，20 世纪 90 年代的平均年降雨量为 777.5 mm，21 世纪 00 年 代的平均年降雨量为 860.8 mm，21 世纪 10 年代的平均年降雨量为 921.8 mm，由图 3 可见，从 60 年代开始， 安康降雨量呈现“平–枯–丰–枯–平–略丰”的交替循环过程，其中 80 年代是最丰年代，90 年代是最枯年 代。完全符合气候自然变化规律，具有一定的周期性，没有明显趋势性变化。
Journal of Water Resources Research 水资源研究, 2019, 8(5), 423-435 Published Online October 2019 in Hans. http://www.hanspub.org/journal/jwrr https://doi.org/10.12677/jwrr.2019.85049
站点 安康 留坝 汉中 太白 佛坪 石泉 镇巴 宁强 合计
安康全流域泰森多边形
面积(万 km2)
占比
0.5812
0.1643
0.5689
0.1608
0.5210
0.1473
0.2435
0.0688
0.4138
0.1170
0.5508
0.1557
0.3060
0.0865
0.3521
0.0995
3.5373
作者简介：左园忠(1971-)，男，河南信阳人，教授级高工，ຫໍສະໝຸດ Baidu事水力发电管理。 *通讯作者。
文章引用: 左园忠, 万俊, 何伟, 石静涛, 吴金津, 郭炅. 人类活动对安康水库入库径流影响分析[J]. 水资源研究, 2019, 8(5): 423-435. DOI: 10.12677/jwrr.2019.85049
DOI: 10.12677/jwrr.2019.85049
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水资源研究
人类活动对安康水库入库径流影响分析
自安康水电站修建以来，汉江上游又修建了许多水电站，这些水利工程对安康入库径流影响较大，其中影 响最大的为蔺河口水电站和巴山水电站，再加上之前在安康水电站上游修建的石泉水电站，这三个水电站对安 康入库径流影响较大。表 1 为这四个水库的特性表。从图 1、表 1 可以看到，石泉水库以上流域占安康水库以 上流域的 65.5%，区间流域又主要分布在岚河和任河两个支流上，且，又是暴雨中心，特别是任河支流暴雨强 度大，容易产生局部洪水。
Open Access
1. 引言
近些年来，汉江上游流域径流量有明显变化[1]，降雨变化和人类活动是对汉江上游流域径流量变化产生影 响的主要因素。相比较而言，人类活动对汉江上游流域径流量的影响更大。因为，近年来，安康流域修建了大 量的水利工程，虽然多为无调节能力的水库，但干流上的石泉水库对安康入库径流影响较大，区间支流上蔺河 口水库和巴山水库的修建也对安康入库径流影响较大，以上三座水库均具有季调节以上调蓄能力。因此，本文 研究人类活动对安康水库入库径流影响的重点在于以上三座水库对安康入库径流的影响分析。
石泉 干流 23,400 河道型 372 117.25 874 410 405 400 季调节 2.27 4.4 1973 年 1991~2017
蔺河口 支流/岚河 1450/2128
河道型 34.9 11 1000 512 510 485
季调节 0.875 1.47 2003 年 2006~2017
2. 研究区域概况
汉江是长江中游最大的一级支流，发源于陕西省宁强县北的米仓山[2]，由西向东流经汉中市辖的勉县、汉 中、城固、洋县和安康市辖的石泉、汉阴、紫阳、安康、旬阳、白河等县，于白河县流入湖北省境内，在武汉 市汉口注入长江，全长 1567 km。其中在陕西省境内长 709 km，占汉江干流全河段的 45%，在陕西省境内流域 面积 61,959 km2，占汉江全流域面积 37%。
入库出库流量资料包括安康水电站和石泉水电站 1991~2017 年共计 27 年的逐日入库出库流量，蔺河口水电 站 2006~2017 年共计 12 年的逐日入库出库流量，巴山水电站 2013~2017 年共计 5 年的逐日入库出库流量以及近 几年部分场次洪水的各电站逐小时的入库出库流量资料，这些资料均有各个水电站提供。
DOI: 10.12677/jwrr.2019.85049
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水资源研究
人类活动对安康水库入库径流影响分析
Q安天 = Q安实 − Q石出 + Q石入
2) 2006 年~2012 年安康水库日天然入库径流还原计算 Q安天 = Q安实 − Q石出 − Q蔺出 + Q石入 + Q蔺入
3) 2013 年~2017 年安康水库日天然入库径流还原计算 Q安天 = Q安实 − Q石出 − Q蔺出 − Q巴出 + Q石入 + Q蔺入 + Q巴入
汉江流域大多为山地和丘陵，其中山地占 50%，丘陵占 45%，平原占 5%。北部以秦岭山脉与黄河流域分 界；东北部以伏牛山与淮河流域分界；南部以米仓山、大巴山与嘉陵江分界；东南为广阔的汉江平原，无明显 分水界限。图 1 为汉江上游流域水系图。
Figure 1. The water system map of the upper reaches of the Hanjiang River basin 图 1. 汉江上游流域水系图