孙丽娟 李方成 王文彬

（四川省凉山水文水资源勘测局）

0 前言

水文工作通过对水位、流量、降水量、泥沙、蒸发、地下水位及水质、墒情等水文要素的监测和分析，对水资源的量、质及其时空变化规律的研究，以及对洪水和旱情的监测与预报，为国民经济建设、防汛抗旱、水资源的配置、利用和保护提供基本信息和科学数据。在水利水电工程建设、运行中，水文工作是“前哨”。无论是长江三峡电站、还是每个小水库、小电站，都需要水文部门及时提供基础数据和预测预报信息。

1 水利水电工程的意义及对水文的影响

1.1 水利水电工程的意义

水利水电工程在国民生产中起着十分重要的作用，是国家基础建设的重要组成部分，主要作用有防洪减灾，灌溉，供电，生产生活用水，航运等。对中国的经济发展有着重大的影响。近几十年来，中国的水利水电工程取得了丰硕的成果。

1.1.1 防洪减灾

上游筑坝拦水可以削减洪峰流量，降低洪水对下游的影响。修建防洪工程可以防止潮沙和河水对河岸的冲刷，保持水土，保障人民生命财产安全等。

1.1.2 灌溉

中国水资源时空分布不均衡，南方多而北方少，冬春少雨、夏秋多雨，通过水利工程合理、有效地调节水资源，满足作物对水分要求，提高了土地的生产能力，以获得稳产高产的农业，促进经济发展。

1.1.3 供电水力发电是可持续发展的清洁能源，减少燃油、燃煤的使用对环境的污染，带动经济的快速增长。

1.1.4 生产生活用水

解决当地用水及跨流域用水，合理分配水资源。如：南水北调工程解决了北方缺水问题，也增加水资源承载能力，提高资源的配置效率。

1.1.5 航运

大坝蓄水后，使上游河道变宽变深，改善上游航运条件，减少了季节对航运的影响。

1.2 水利水电工程对水文的影响

水利水电工程对水文产生了一定影响，主要表现在水库为供水、灌溉、发电等拦蓄河道来水，打破了水文站监测的水位、流量、泥沙等水文资料的一致性及水资源地区分布年内分配等。水利水电工程会对水文测验以及水文预报精度造成不同程度的影响。

2 水利水电工程对尼日河旱涝预测的影响

2.1 概述

2.1.1 流域概况

四川省凉山彝族自治州境内尼日河发源于喜德县东之力比少哈山（山峰海拔3 419 m），流域介于东经102h20′～103h00′，北纬28h14′～29h12′之间。自越西县从甘洛县西南入境，斜切甘洛县全境，于黑马乡东部尼日附近汇入大渡河。尼日河是大渡河中游下段右岸一级支流，干流全长136 km，流域面积4 084 km2。尼日河上游由两大支流组成，左支流为越西河，右支流为普雄河。越西河集水面积为813 km2，普雄河集水面积为876 km2。向下游，左岸的大支流有白沙河、田坝河；右岸的大支流有斯觉河、甘洛河。其中田坝河的集水面积为364 km2，甘洛河的集水面积为926 km2。

尼日河流域属中亚热带气候，垂直变化明显，光照充足，夏秋多雨，降雨集中。尼日河属山区性河流，一次洪水过程历时短，变幅大，水位平均变幅在1～4 m，洪水历时1-5 d。洪水期主要在6-10月，径流年内变化大，年际变化较小。

2.1.2 岩润水文站概况

岩润水文站位于四川省甘洛县岩润乡却木里果村，东经102h47′，北纬28h59′，集水面积3 302 km2，距河口距离31.00 km，为尼日河控制站，于1959 年1 月设立，河段顺直长250 m，右岸陡坡，左岸为缓坡。基本水尺断面下游230 m是急滩，再下游是弯道。岩润水文站5-10月降水量占全年85.90%；多年平均年径流深938 mm，1-5 月径流深仅占全年15.80%，6-10 月径流深占全年75.20%，11 月至翌年4 月蒸发量占全年46.80%，11月至翌年4月蒸发量是同期降水量的3.85倍。

2.1.3 国合电站概况

2010年12月岩润水文站上游300 m处建成一座五孔闸坝的引水式电站国合电站，电站尾水排入岩润水文站下游。国合水电站水库正常蓄水位1 010.00 m，校核洪水位1 010.32 m，总库容51 万m3，无调节，电站装机两台共20. 8 ，保证出力5.79. 8 ，多年平均年发电量1.21 亿kW·h，装机利用小时数为6 028 h，该电站提供的电能促进了甘洛县的经济发展、民族地区的团结稳定，并为四川主网负荷提供补充电源。

2.2 尼日河流域旱涝特征分析

用河道来水（径流深）距平百分率划分尼日河流域旱涝等级，具体数据略。

尼日河流域1959-2018年间丰枯序列大致可划分为4个以丰为主的阶段和5 个以枯为主的阶段。1960-1963 年共4 a 为枯水期，1964-1968年共5 a为丰水期，1969-1973年共5 a为枯水期，1974-1980年共7 a为丰水期，1981年-1982年共2 a为枯水期，1983-1990年共8 a为丰水期，1991-1998年共8 a为枯水期，1999-2005 年共7 a 为丰水期，2006-2008 年共3 a 为枯水期。2009 年及其以后国合电站建设及其运行引水，使岩润水文站监测的流量偏小，故不能以实测资料判断丰枯。

尼日河流域枯水期没有偏丰年，丰水期也没有偏枯年。60年间有几次旱涝急转。1963 年、1964 年偏枯年急转偏丰年；1968 年、1969 年丰水年急转偏枯年；1980 年、1981 年偏丰年急转偏枯年；1982年、1983年偏枯年急转偏丰年。

1959-1980 年丰水期和枯水期的转换周期大约为5 a，1981-1982 年为过渡年，1983-2005 年丰水期和枯水期的转换周期大约为7 a。1959-2018年间＞5 a一遇的洪水有12次，其中1959-2008 年50 a 间出现8 次，2009-2018 年10 a 间出现4次。1959-2008年50 a间，丰水年6 a，偏丰年10 a；偏枯年7 a，枯水年2 a，正常年25 a。1968 年丰水年中仅出现洪峰流量为993 m3/s（2 a 一遇）的洪水，1990 年丰水年中出现洪峰流量为1 670 m3/s（15 a 一遇）的洪水，1959 年丰水年中出现洪峰流量为1 810 m3/s（25a一遇）的洪水，1983年偏丰年中出现洪峰流量为1 550 m3/s（10 a 一遇）的洪水，1989 年偏丰年中出现洪峰流量为1 420 m3/s（7 a一遇）的洪水，1960年正常年中出现洪峰流量为1 470 m3/s（8 a一遇）的洪水，1987年正常年中出现洪峰流量为1 860 m3/s（33 a 一遇）的洪水，1992 年正常年中出现洪峰流量为1 510 m3/s（9 a一遇）的洪水，1996年正常年中出现洪峰流量为1 480 m3/s（8 a一遇）的洪水，2015年正常年中出现洪峰流量为1 520 m3/s（10 a 一遇）的洪水，2009 年出现洪峰流量为1 495 m3/s（9 a 一遇）的洪水，2010 年出现洪峰流量为1 340 m3/s（6 a 一遇）的洪水，2011 年出现洪峰流量为2 070 m3/s（75 a 一遇）的特大洪水。

2.3 尼日河岩润水文站旱涝预测

现引用岩润水文站1959-2018 年60 a 年径流深实测数据对尼日河流域旱涝进行预测研究。采用梯度排列系列数据预测法进行回归计算，可得到自回归预报模型。此方案中许可误差按《水文情报预报规范》规定执行。即：许可误差为多年同期实测变幅的20%：（1232-721） 20%=102 mm。此预报方案编制率定期为1973-2008年共36 a，检验期为2009-2018年共10 a。各预测值见表1。

表1 尼日河流域岩润水文站径流深预测统计表

表2 尼日河流域岩润水文站径流深预测调整表

表2显示1973-2008年36年率定期中，相对误差＞20%的有2 a，率定期合格率94.40%；2009-2018 年10 a 检验期中，相对误差＞20%的有7 a，检验期合格率30.00%。绝对误差大于许可误差的年份中，在率定期有7 a，合格率80.60%，在检验期有9a，合格率10.00%。

从预测值看，在率定期相对误差大于20%的2 a，误差在22.20%～24.20%；在率定期绝对误差不合格的7 a中，绝对误差的绝对值大于许可误差值在11～38 mm之间的有5 a。

上述结论表明在天然情况下本预报方案可靠度高。

检验期，显然受国合电站引水影响。通过对检验期预测值观察，预测值明显系统性偏大。于是通过多次调整计算，把预测值乘0.81，结果见表2。从表2中可以统计出，调整后在检验期相对误差大于20%的有3 a，合格率70.00%；而绝对误差的绝对值大于许可误差的有4 a，合格率60.00%。调整后预报模型精度达到丙等，按《水文情报预报规范》规定本预报方案预测值只能作为内部参考。

3 结语

通过对尼日河流域水文资料分析可知，尼日河流域多年平均7月径流为全年最大，8月第二，9月第三，10月第四。

通过对尼日河流域旱涝特征分析，得知该区域大致有5-7a 的连续丰、枯水期。尼日河流域洪水等级也与旱涝等级不一致。丰水年份不一定发生大洪水，而枯水年有可能发生大洪水。

2010 年12 月岩润水文站上游300 m 处，建成一座五孔闸坝的引水式电站国合电站，由于国合电站工程的建设和运行，使岩润水文站实测径流、洪水的一致性受到影响。检验期实测径流系列，显然受国合电站引水影响。采用水文资料一致性受影响的长系列资料，用梯度排列法预测，通过对检验期预测值观察，预测值明显系统性偏大。通过把预测值乘0.81，结果调整后预报模型精度只能达到丙等，按《水文情报预报规范》规定本预报方案预测值只能作为内部参考。

通过对受国合电站建设和运行影响的2009-2018 年的资料向前还原，即把2009-2018年岩润水文站的实测径流资料加上国合电站相应的年引水量、库区增加的年蒸发量、渗漏量；或把1973-2008 年岩润水文站的实测径流资料，向后修正，即把1973-2008 年岩润水文站的实测径流资料扣除国合电站的年引水量、库区增加的年蒸发量、渗漏量。通过向前还原或向后修正岩润水文站的实测径流资料后，使岩润水文站1973-2018年的水文资料具有一致性，再用本预报模型预报岩润水文站的年径流深，精度满足《水文情报预报规范》的要求。

通过以上分析计算可知，受水利水电工程影响的河段，必须要对实测水文资料进行向前还原或向后修正，才能基本消除水利水电工程对水文资料系列一致性的影响。具有较好一致性的水文资料系列，才能用于对旱涝预测及其它水利水电工程水文水利计算。