浅论灌溉水库设计的典型年法和长系列法
1 前言
在工程规划设计中,随着计算机的广泛应用,多以长系列法进行兴利调节计算,但有时或因工作周期短,或因进行多方案比较,中小设计流域可能还受资料条件的限制等,典型年法还是有其独到的作用。在供水水库的兴利调节计算和水电站的水能计算中,由于供水过程是较为均匀的,典型年法和长系列法的成果较为接近,而对灌溉水库来说,由于其需水过程是不均匀的,有其相对的需水高峰,因此,选择不同的典型年份求得的灌溉库容与长系列成果可能差异较大。本文以贵州省遵义县水泊渡水库为例,说明典型年选择中应注意的问题。
2 工程概况
遵义县水泊渡水库地处贵州省的北部,位于乌江的二级支流上,工程坝址以上集水面积241km2。流域多年平均降水量1040mm,多年平均径流量1.13亿m3,是一座以灌溉为主兼顾供水的中型水库,总库容6550万m3,设计灌溉面积11646.5hm2,城镇日供水4万t。灌区位于遵义县南部,是贵州的粮食主产区之一,作物组成以水稻为主,兼有小麦、油菜、玉米、茶园等粮食和经济作物,复种指数1.8~2.0,灌区多年平均干旱指数0.75,为一般干旱区,以夏旱为主,特别是伏旱影响最大。变化规律为三年一小旱,五年一中旱,十年一大旱。
流域属无资料地区,其径流计算以邻近的湘江站为参证站,采用水文比拟法结合降水修正来推求,用水过程则根据历年各种作物的设计节水灌溉定额推求。在所选用的1971~1996年资料系列中,丰平枯年份分别占9年、8年、9年,且包含了1975、1986、1993年等中等干旱年及1972、1981、1990年等大旱年,以及1977、1991年等丰水年,因此,其来、用水过程代表性较好,这为以下的分析研究打下了坚实基础。水库P=75%设计年来水量8840万m3,P=85%设计年来水量7800万m3。
3 典型年比较
根据规范要求,该灌区位于南方多雨区,作物以水稻为主,其设计保证率的范围为75%~95%,本文主要针对P=75%和P=85%进行分析;调节性能的研究范围为不完全年调节至完全多年调节。灌区作物以种植中稻为主,并且以中稻的需水量为最大,其灌溉期为5~8月。根据湘江水文站水文年及(5~8)月平均流量系列,%P=75%典型年选择1975、1979、1980、1993年进行比较,P=85%典型年选择1972、1981、1986、1990年进行比较,各典型年的年及(5~8)月平均流量和经验频率见表1、表2。
由表可见,对P=75%来说,1979年全年及(5~8)月实测流量与设计值最为接近,其它年份来水均比设计值丰沛;而对P=85%来说,1981、1990年的经验频率均高于设计频率,实测流量均小于设计值,1972、1986年的经验频率和实测流量与设计值相近,另外,1990年干旱是建国以来最严重的干旱,其重现期为50年一遇,1972年干旱排第二位。单从年和(5~8)月平均流量来说,P=75%典型年份选择1979年较好,P=85%典型年份选择1972年较好。
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