樊建军

（天津恩纳社环保有限公司，天津300381）

岗南水库和黄壁庄水库应急调水方案的确定

樊建军

（天津恩纳社环保有限公司，天津300381）

在调查分析岗南水库和黄壁庄水库基本情况、入库径流的基础上，给出了岗南水库和黄壁庄水库不同频率的入库径流；建立汛期径流—汛后径流、全年径流—次年汛前径流的关系，预测水库入库水量，指出应急调水决策前的准备工作以及调水方案的制定思路，为水库的应急调水决策提供理论依据。

岗南水库；黄壁庄水库；应急调水；调水决策

作为调蓄流域水资源的水库，在流域水资源的防洪、供水等方面起着举足轻重的作用。水库应急调水是跨流域调水工程的一种，是解决水资源时空分布不均与用水需求的重要措施。水库应急调水决策的正确与否，不仅关系当地的用水权益，而且决定着应急调水的安全性和有效性，是调水能否成功的关键因素。笔者在调查、分析水库基本情况的基础上，提出了调水决策的时机和方法，并以岗南水库和黄壁庄水库（以下简称岗黄水库）为例进行应用介绍。

1 岗黄水库基本情况

岗南水库位于河北省平山县岗南镇附近的滹沱河干流上，是滹沱河中下游重要的大（Ⅰ）型水利枢纽工程，控制流域面积15 900 km2，总库容15.71亿m3，水库以防洪、供水、灌溉为主，结合发电。黄壁庄水库位于河北省鹿泉市黄壁庄村附近的滹沱河干流上，是以防洪为主，兼顾城市用水、灌溉、发电等综合利用的大（Ⅰ）型水利枢纽工程，与岗南水库联合控制流域面积23 400 km2。岗黄水库为串联水库，两水库是联合调度、补偿调节的关系。

2 调水决策时机及决策思路

2.1 调水决策时机的选取

调水决策时机的选取要考虑两个方面，一方面是有急需的用户，另一方面是考虑水库是否有可外调的水量。调水决策时机一般选择汛后和次年的汛前两个时机。

（1）汛后，即每年9月底或10月初。这阶段决策主要是看被调入地区（以下简称调入区）的缺水状况。因为水库全年的入库水量主要集中在汛期，通过统计分析，可知调入区汛后调水决策有两方面因素影响，一个是当地水库在汛期的入库水量及弃水量和汛前的蓄水量，即可判断调入区是否缺水。如果汛期调入区当地水库入库水量很少，基本可以确定调入区缺水状况。这一时机决策的重点是需不需要采取周边应急调水措施。

（2）汛前，即每年的年初。一般情况下，汛前是调入区供水最为紧张的时期。这一时段调入区是否缺水或缺多少水更加明朗，所以此时段决策的重点是选择哪座水库或哪些水库作为向调入区供水的调水水源（以下简称水源水库），决定水源水库可以调出多少水量。此时要全面综合分析调入区缺水量、水源水库的存水量，最为关键的是要预测各个水源水库的入库水量，从而决策选用哪座水库或哪几座水库作为调入水源。

2.2 调水方案的思路及方法

首先分析调入区的缺水状况及需调水量，然后分析水源水库的可调水量，最后根据需调水量和可调水量之间的关系制定调水方案。调水方案的制定关键是第二步，具体的思路是：收集水源水库的径流资料，根据水源水库径流系列频率分析计算，确定各水库丰水年（P＜25%）、平水年（25%＜P＜75%）和枯水年（P＞75%）相应的径流量。采用回归分析法得出各水库在丰水年、平水年和枯水年汛期径流—汛后径流关系、全年径流—次年汛前径流关系，然后预测水源水库未来几年汛期和全年的入库水量，通过建立不同时期的径流关系，分别对水源水库汛后和汛前（决策所关注的两个时机）入库水量进行预报，为调入区用水规划及水量调度提供参考依据和技术服务。

3 调水决策前的准备

调水决策前，需要分析调入区的基本情况，提出调水的必要性；分析水源水库的径流资料，预测水库的入库水量。

3.1 调水的必要性

岗黄水库均为河北省子牙河流域的大（Ⅰ）型水库，联合向下游石家庄市及灌区供水，目前岗黄水库已实现了与南水北调总干渠的联通，可利用总干渠向其他城市调水。鉴于南水北调沿线城市的缺水状况以及应急调水的紧迫性，向调入区应急调水显得很有必要。

3.2 水源水库的入库水量预测

3.2.1 岗黄水库入库水量频率分析计算

根据岗黄水库1980—2008年汛前、汛期、汛后、全年控制径流量数据，结合水库控制流域面积，得到1980—2008年岗南水库控制流域径流深数据。岗黄水库汛前、汛期、汛后和全年多年平均径流量分别为2.19亿、4.76亿、1.26亿和8.21亿m3。绘制其汛前、汛期、汛后、全年径流量频率曲线，对频率曲线进行配线，得出岗黄水库不同频率的配线成果，如图1所示，并见表1。

表1 不同频率下岗黄水库控制径流量106m3

图1 岗黄水库径流频率曲线

3.2.2 岗黄水库入库水量预报方法

（1）汛后预报。根据岗黄水库汛期径流系列，结合岗黄水库汛期入库水量频率分析结果，将岗黄水库汛期径流系列划分为丰水年、平水年和枯水年系列，然后分别建立岗黄水库在丰水年、平水年和枯水年汛期径流与汛后径流关系，如图2所示。若已知岗黄水库汛期径流量，通过汛期径流与汛后径流关系线，即可得到汛后径流量，预报岗黄水库汛后入库水量。

（2）次年汛前预报。根据已有岗黄水库年径流系列，结合岗黄水库次年汛前入库水量频率分析结果，将岗黄水库全年径流系列划分为丰水年、平水年和枯水年系列，然后分别建立岗黄水库在丰水年、平水年和枯水年全年径流与次年汛前径流关系，如图3所示。若已知岗黄水库年径流量，通过全年径流与汛前径流关系线，即可得到汛前径流量，预报岗黄水库汛前入库水量。

4 调水方案的制定

汛后调水决策和次年汛前调水决策，都是以各水库现存水量与预报入库水量为基础，研究水库在预留当地主要部门部分用水量以后，各水库是否可以向调入区调水以及各库可以向调入区提供多少水量。

4.1 汛后调水决策

在调入区遭遇特殊枯水年时，岗黄水库不能为农业预留抗旱水源，只能适当预留当地工业用水1.5亿m3。汛后调水决策有两方面因素影响，一方面是根据汛期径流量所预报的汛后入库水量，另一方面是届时水库现存水量。利用岗黄水库汛期径流量预报汛后入库水量，结合各水库预留水量要求，求得各水库有水可调的现存水量条件，然后判断能否向其他城市调水。但是，可调水量太少时不值得一调，所以拟定基本可调指标来判断是否可以实施调水。

图2 岗黄水库汛期径流量与汛后径流量关系

图3 岗黄水库不同水平年年径流量与次年汛前径流量关系

表2 岗黄水库汛后调水决策计算结果104m3

表2列出了岗黄水库汛期不同径流量时，水库的可调水量预测成果。从表2第一行可知，汛期岗黄水库径流为1亿m3，预报汛后来水量为0.52亿m3，汛后决策时，如果岗黄水库中现存水量达到3.72亿m3，就可以实施调水；反之，则不能实施调水，其余各行意义相同。在汛期径流量相对丰沛年份，如表2岗黄水库第五行以下，因预报汛后入库水量均较大，水库现存水量一定在死水位以上且水量充足，因此在这种年份必然能够调水，与水库现存水量没有关键性的关系。在满足各水库作为应急水源向其他城市调水条件后，便可计算河北4库调水措施实施时各库可外调的水量及调入区可接收水量。

4.2 汛前调水决策

城市供水最为紧张的状况一般都发生在汛前，这一时段城市是否缺水以及缺多少水情况更加明朗，所以在各年年初决策的重点是选择哪座水库或哪些水库作为向调入区的应急水源及每座水库可以调出的水量。在汛前决策中，主要关心的两个问题是各库汛前入库水量和届时水库的蓄水量。利用上年度岗黄水库全年径流量预报得到各库本年度汛前入库水量，结合各水库预留水量要求，求得各水库有水可调的现存水量条件，判断能否向其他城市调水。参考各库汛后调水决策，汛前调水决策时同样为各库拟定一个基本可调水量指标，当各库可调水量满足此水量要求时，方认为该水库符合向其他城市调水的条件。

当调入区遭遇特殊枯水年时，汛前岗黄水库不能为农业预留抗旱水源，只能适当预留当地工业用水1.5亿m3。岗黄水库汛前调水决策计算成果，列于表3。

从表3第一行可知，上年度全年岗南、黄壁庄水库径流为3亿m3，预报汛前来水量为1.2亿m3，汛前决策时如果岗黄水库中现存水量达到3.06亿m3，就可以决策实施调水；反之，则不能实施调水，其余各行意义相同。在前一年径流量相对丰水年份，如表3岗黄水库第五行以下，因预报汛前入库水量均较大，水库现存水量一定在死水位以上且水量充足，因此在这种年份必然能够调水，与水库现存水量没有关键性的关系。

表3 岗黄水库汛前调水决策计算结果104m3

5 结论

以上分析可以看出，作为调水水源水库，决策前首先分析水库的入库径流系列，根据径流系列分析丰、平、枯情况，建立水源水库汛期和汛后、全年径流与次年汛前径流之间的关系，利用相关关系预测水库的入库水量，根据入库水量及死库容、基本调水指标确定水库现存多少水量时可实行应急调水策略。该方法简单，易掌握，可作为应急调水决策的基本方法。

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1004-7328（2014）03-0050-04

10.3969/j.issn.1004-7328.2014.03.018

2014-01-17

樊建军（1981-），男，工程师，主要从事水环境、水处理工作。