王家店水库降雨入库量的分析计算

王家店水库降雨入库量的分析计算

【提要】：王家店水库位于大连市的马栏河流域，主要是以城市供水为主，兼顾防洪的小（一）型水库，集水主要靠雨水汇集，其集水量是水库调度运用的关键。以往采用径流系数法来计算降雨入库量，由于径流系数有着不同的含义，其应用的统计计算方法、使用条件、应用目的和取值不尽相同致使理论计算的径流量与实际入库水量之间差异较大。本文主要通过王家店水库的历史实测降雨量、相应蓄水变化量以及查得的大连地区径流系数，计算水库的集雨效率，得出经验公式，从而预测王家店水库的实际降雨入库量。【关键词】：王家店水库径流系数降雨入库量

中图分类号： tv62 文献标识码： a 文章编号：

一、引言

大连是一座严重缺水的城市，王家店水库做为城市水源地，在保障城市供水方面发挥着重要作用。目前，王家店水库在汛期的调度运用主要是围绕以汛限水位进行，调度原则是在确保防洪安全的情况下，尽可能多蓄水。但是根据径流系数法计算得到的预计降雨入库量进行调度运用，经常出现蓄水量较少，降低了城市供水保证率。由于径流系数法均是在某些假定条件下，分析和研究某些因素对产流的影响，得出一些经验关系式，来计算每次降雨某一区域的产流情况，所以查得的径流系数在应用于王家店水库这一特定区域时应加以修正。

二、王家店水库概况

王家店水库位于大连市甘井子区马栏河中上游。坝址以上集水面积30平方千米，植被覆盖率达到80%，河长9.71千米，水库总库容632万立方米，始建于1914年4月，1917年11月竣工，是一座以城市供水为主，兼顾防洪的水库。水库总库容632万立方米，兴利库容505.5万立方米，水库通过一条dn600的管线向大连市沙河口净水厂供水。

王家店水库流域面积较大、汇流时间较短，且流域闭合，水库来水均来自于天然雨水汇集，且水库观测设施齐备，配有自动雨量仪、水位观测仪及自动报汛系统，对计算实际降雨入库量提供了必要条件。

三、采用径流系数法计算降雨入库量

1、基本表达式

α=r/p

式中，p为实际降水量（mm）；r为地面净水量（径流深mm）。

由上可以看出，已知降水量和径流系数α，就可由上式算出相应的径流量r。

2、降雨入库量的计算

用径流系数法估算降雨入库量具体步骤如下：

①计算时段径流深ri 由逐日降水量值p，和径流系数α，利用公式

ri=α·pi(pi＞3mm)

式中，ri表示第i时段的径流量（mm）；pi表示第i时段的降水

量（mm）。

②时段累径流深rk按时段累加即可得出各个时段的径流深的大小，计算公式为：

式中，rk为k时段集径流深（mm）；n为k时段的产流日数。

③计算时段降雨入库量x：

x=a·rk÷10

式中：x是一次降雨过程的全部降雨入库量（104m3），a为王家

店水库集水面积30km2。

④根据《辽宁省水资源》查得大连地区1956—2000年平均径流系数α约为0.25.

四、降雨入库量的实测计算方法

水库蓄水量采用“水位—库容曲线”进行测定，水位观测每天一次，雨后加测一次。

v= v2- v1

式中：v为降雨入库量（104m3）v1为降雨前蓄水量（104m3）v2为降雨结束后5天内的最大蓄水量（104m3）

五、实测降雨入库量与径流系数法计算得到的降雨入库量的偏差η=v/x

式中η为集雨效率

△v=x-v

式中△v为径流损失量（104m3）。

资料分析取自大连市王家店水库1998年—2005年汛期（7月—9月）的水位气象观测记录，其中满足降雨量大于3毫米，且降雨后5天内无降雨的次数共计29次。统计数据如下：

王家店水库1998年—2005年汛期降雨及各参数计算表

六、数据分析

根据上表，剔除序号5的特殊降雨，大致可把降雨形成的入库量分为三种类型：第一种类型是集雨效率在0—13.45%之间，实测的降雨入库量均小于8万立方米（共计10次），资料显示，这10次降雨前均有14天以上的无雨期；第二种类型是集雨效率在25.64—37.09%之间（共计6次），这些降雨前均有几次小于3mm的零星降雨；第三种类型是集雨效率在74.07—129.55%之间（共计12次），这些降雨前均已经发生多次降雨量大于10mm的降雨过程。

七、结论

在今后的王家店水库汛期控制运行中，在确保水库防洪安的前提下，进一步提高供水保证率，利用径流系数法预测降雨入库量时增设一项修整系数β，具体经验公式如下：

第一类情况由于降雨入库量较少，对水库防洪影响不大，所以在今后的水库调度中不做考虑，也无需在降雨过程中人为降低水位。第二类情况在水库调度运行中为保证水库安全度汛，在预测降雨入库量时采用公式v=βα*p*a进行估算

式中β取上限值0.4

第三类情况由于水库集水区域内的土壤已接近饱和状态，采用计算公式

v=βα*p*a

式中β取1.3

八、实例验证

实例验证表（采用2010、2009、2008年汛期观测数据）

参考文献：

〔1〕大连市自来水集团有限公司《水文气象观测记录表》〔2〕《辽宁省水资源》

〔3〕常宗强,车克钧,王艺林等.祁连山坡地草地草场水土流失回归模型的建立〔j〕.甘肃林业科技,2002.27(4):1-4