曹启桓

（广东珠荣工程设计有限公司，广东 广州 510610）

0 引言

为了建设可靠的水利工程，使其满足供水需求，需要对水资源进行论证。邢凯等[1]以巢湖为例，对取水可靠性进行分析；盖继明[2]以沈家台为例，对取水方案及可靠性进行分析；陈诗[3]以顾洞河为例，对水源保证情况进行研究；姬战生[4]以杭州南沙平原河网为例，对新建设取水口的可靠性进行研究；王超[5]以西平乡为例对水资源取水可靠性进行分析；谭成[6]以牤牛河为例，对水源进行论证并对取水可靠性进行分析；除上述研究之外，有大量的专家针对不同的工程情况，对水资源可靠性进行实例验证[7～10]。对取水可靠性进行分析，是进行科学工程建设的前提，以墨江小勐连水库为例，对取水可靠性进行分析。

1 工程概况

墨江哈尼族自治县（以下简称墨江县）位于云南省南部、普洱市东部。区内现状已建有一座小(2)型水库，即现状小勐连水库，该水库建于1960年，水库最大坝高20.00 m，坝顶长度57.00 m，正常蓄水位1317.00m，水库总库容71.2万m3，兴利库容58.9万m3。该水库是一座以灌溉为主的水库，承担下游300亩农田的灌溉任务。而水库下游耕地较多，是墨江县耕地较为集中成片的地区，现状缺水严重，现状小勐连水库来水量充足但兴利库容过小，调蓄能力极为有限，加上渠道配套的限制，现状只能满足设计300亩耕地的灌溉需求，小勐连水库现状P=75%年可供水量仅为14.86万m3，已远不能满足下游的用水需求，为了改善水资源短缺现状，建设可靠的供水工程，需要对水资源进行论证。

2 降水补给分析

墨江县地处东南亚季风低纬度高海拔区，具有山地季风气候特点，降雨多受孟加拉湾暖湿气流影响，区域内干湿季节比较分明，降水年内分布呈现出一定的规律性，每年11月至次年4月份，主要受北来季风影响，降水量很少，仅占全年15.23%，为干季；而5月至10月份，来自南部孟加拉湾暖湿气流加强，受其影响，区域降水明显增加，期间降水量占全年84.77%。墨江县域内高差变化较大，根据多年统计资料分析，降水随着高程变化也呈现出一定的规律性，即降水量随着海拔的增加而增加，分析其原因，海拔相对低处，在暖湿气流控制范围内，气流下沉而相对增温，导致降水减少；随着海拔升高，暖湿气流抬升，受切变线、冷锋、低涡、季风、低压等天气系统的影响，相对温差增加，导致降雨量也随之增加，呈现出降雨量随着海拔升高而增加的特性。

收集了墨江气象站、镇沅气象站实测统计资料和周边其他三个水库设计降水成果，对小勐连水库设计降水成果进行比较分析，见表1及图1。

表1 周边站点/水库设计降雨成果统计表

图1 降雨—高程关系

点绘降水和高程的关系线并推得关系式如下:

式中:P为年降雨量，mm；H为高程，m。

该关系式表明，在墨江气象站邻近范围内，高程每增加100 m，多年平均降雨量约增大49.4 mm。

小勐连水库坝址以上流域平均高程采用网格法推求，经计算，坝址以上流域平均高程为1420 m。根据年降水量～高程关系，算得坝址以上流域多年平均年降雨量为1396 mm。降水成果与其他数据配合均较好，点据均落于线上或分布在平均线附近，说明成果符合本地区的一般规律，大趋势也与其他成果相吻合，因此降水分析采用的方法基本合理，计算成果是可信的。

3 径流特征

3.1 参证站选取

由于小勐连水库集水面积仅为22.3 km2，而忠爱桥水文站集水面积为3562 km2，两者相差过大，不宜采用忠爱桥水文站为参证站。

常林河水库设计时曾设立专用站，其径流计算以坝卡河专用站为参证站，通过分析计算坝卡河专用站的设计径流量，建立常林河专用站与坝卡河专用站径流之间的关系，将坝卡河专用站的径流分析成果转换到常林河水库，最终得到常林河水库年径流成果。常林河水库建成后，由于多方面原因，其水文观测只运行了一年，仍缺乏足够的实测数据。又因常林河径流成果本身也是由坝卡河专用站推求，所以本次小勐连水库设计径流计算不考虑采用常林河专用站（水库站）作为参证站，而是直接采用坝卡河水文专用站为参证站。

3.2 年径流量计算

坝卡河站实测期为1984年1月至1986年3月、1989年8月至10月、1990年1至5月和1991年1至5月，与忠爱桥站建立同期月径流关系，图2中反映出三个突出点，即1985年6月、7月和1989年9月，形成点据高悬的缘故，主要是受局部暴雨影响，使坝卡河发生特大洪水。若撇开这三个特殊点据，其余汛枯点据分布呈线性且无明显偏离，故目估定线并推得关系式:Q坝卡河专用站=0.031Q忠爱桥站+0.30。经统计检验，除三个特殊点外，其余落在关系线±10%外包线以内的点超过75%，相关系数达0.90，说明定单一线合适。

依据上述关系式插延出坝卡河专用站缺测年份的流量资料，使其满足最短计算系列长度，并对径流成果进行参数统计分析，得出坝卡河水文专用站统计参数成果，该成果已经通过省级技术主管部门的评审，见表2。

表2 已有坝卡河水文专用站统计参数成果表

图2 坝卡河与忠爱桥站月平均流量关系图

坝卡河水文专用站径流复核计算成果（多年平均流量2.87 m3/s）比原有成果（多年平均流量3.00 m3/s）小了5.33%；这是因为延长的水文资料系列（2000年～2013年）正好处于一个枯水年组，忠爱桥水文站2000年～2013年多年平均流量69.04 m3/s，仅为1966年～1999年多年平均流量(85.93 m3/s)的80.34%；这与近年来西南地区径流偏小，尤其是2010年前后西南大旱灾导致的径流明显偏小的事实相符。因此，资料延长后，计算成果使得径流系列资料更具有代表性，可以认为坝卡河水文专用站径流复核计算成果（多年平均流量2.87 m3/s）是合理的，本次计算采用该成果。

小勐连水库年径流量CV值参考坝卡河专用站年径流量CV值确定，因坝卡河专用站相比小勐连水库所在流域更接近哀牢山中部分水岭，其高程达到了1600m，多年平均降雨量达到了1710mm，年际间降雨量相对水库设计流域更稳定，相应地年际间的径流量也更稳定；反映到年径流量CV值，坝卡河应该比小勐连水库所在流域的小；另外，考虑到小勐连水库集水面积又比坝卡河站集水面积小，所以小勐连水库流域年径流量的CV值应该比坝卡河站的年径流量CV值(0.30)大，结合CV值在该地区的变化规律，本次计算小勐连水库年径流量CV值取为0.35。

表3 小勐连水库径流计算成果表（水文比拟法）

3.3 设计径流年内分配计算

年径流分配典型过程一般是基于年水量与设计值相近；年水量在时段内分布不均匀，枯段较枯，对灌溉及供水不利；符合本地区降水、径流特性三个原则综合确定的。

小勐连水库所在的烈马河流域无实测资料，其干流布竜河上游的常林河水库气候条件、流域面积与下垫面情况等都与设计流域相似，小勐连水库设计年径流的年内分配可采用已通过相关评审的常林河水库初步设计报告中的年内分配比进行分配，分配结果见表4。

表4 小勐连水库设计径流年内分配成果表 单位:万m3

4 供水范围内用水量分析

小勐连水库工程为墨江哈尼族自治县拆除重建民生工程。工程开发任务为提供农村人畜生活供水以及农田灌溉用水。到规划水平年，小勐连水库可为联珠镇的愧竜村、会亮村、仁里村与坝洛村以及新安镇的莫约村与邓控村共两镇六村的8176人口、4530头大牲畜、7196头小牲畜提供有质量保障的安全饮用水以及为小勐连灌区共24584亩耕地提供有保障的灌溉用水。为此，水库的用水组合包含农田灌溉用水以及人畜生活用水。

4.1 农田灌溉用水

根据需水预测分析结果，农田灌溉用水见表5。

4.2 农村人畜生活用水

根据需水预测分析结果，农村人畜用水见表6。

表5 灌溉用水量计算成果表(P=75%) 单位:万m3

5 取水可靠性分析

5.1 可供水量分析

设计枯水年(P=75%)情况。小勐连水库在设计枯水年(P=75%)天然来水为1173.2万m3，扣除生态基流水量157.06万m3，水库调节过程中的蒸发和渗漏损失总量81.57万m3，在满足灌区内的综合用水量913.54万m3后，水库还产生21.03万m3的弃水，说明小勐连水库设计枯水年的天然来水量能满足灌区综合用水的要求，水量供需达到平衡。

表6 人畜用水量计算成果表(P=95%) 单位:万m3

表7 小勐连水库设计枯水年(P=75%)可供水量成果表 单位:万m3

5.2 可靠性分析

小勐连水库坝址处多年平均径流量为1570.6万m3。工程实施后，设计枯水年(P=75%)坝址来水量为1173.2万m3，总供水量为913.54万m3，其中农村人畜用水39.91万m3，农田灌溉用水873.63万m3；扣除生态基流水量157.06万m3，水库调节过程中的蒸发和渗漏损失总量81.57万m3，在满足灌区内的综合用水量913.54万m3后，水库还产生21.03万m3的弃水，说明小勐连水库设计枯水年(P=75%)的天然来水量能满足灌区综合用水的要求。

6 结论

为了改善墨江县水资源短缺问题，将坝卡河水文站作为参证站，通过对多年资料的收集，使用水文比拟法进行径流经分析和计算，并对径流量稳定性进行分析。同时对工程灌溉区域内灌溉用水和生活用水进行分析，分析设计枯水年(P=75%)水库的可供水量，得出小勐连水库设计枯水年(P=75%)通过天然水源补给即可满足灌区用水需求。