磨刀江水库陈平镇抗旱应急供水工程径流计算探索

磨刀江水库陈平镇抗旱应急供水工程径流计算探索

张进功

广西珠委南宁勘测设计院有限公司 南宁 530007

摘要：本文对南宁市宾阳县磨刀江水库陈平镇抗旱应急供水工程径流计算进行了分析探讨，简述了动径流系数法在水文水利计算中的应用，通过与传统计算方法的对比，说明对无资料地区水文水利计算具有一定的参考意义。

关键字：磨刀江水库；径流系数；年径流量

1. 问题的提出

南宁市宾阳县磨刀江水库陈平镇抗旱应急供水工程取水水源为磨刀江水库，主要解决陈平社区并兼顾磨刀江水库至陈平社区沿线各村屯共20000人的抗旱应急供水问题，设计日用水量1037m³。磨刀江水库水库控制集雨面积13.53km²，总库容143.65万m³，兴利库容96万m³，是一座以灌溉为主的小(1)型水库。由于流域内无水文测站，无实测经流量资料，需通过间接法推求径流量。间接法主要有水文比拟法和降雨径流法，本文主要探讨采用降雨径流法推求径流量的方法。

目前降雨径流法主要根据《广西暴雨径流查算图表》查算的该地区多年平均径流系数作为定值，乘以工程区域历年年降雨量，即为年径流量，月径流参照月降雨量进行分配。但实际上径流系数具有一定的随机性，是逐年变化的，主要与前期土壤含水量、降雨总量及其年内分布有关，采用定径流系数法计算逐年径流量，不符合水文分布规律，对工程也是不利的。

2.年径流计算

2.1径流系数分布规律

虽然径流系数具有随机性，笔者在研究不同测站降雨量和径流量的基础上，发现其在统计学上还是有一定的分布规律。以南宁市武鸣区那打水库为例，根据那打水库33年实测降雨量和径流量，计算历年径流系数，并按照不同的降雨量等级分段统计雨量个数及径流系数均值，详见表2-1。

表2-1 南宁市武鸣区那打水库径流系数统计表

由表2-1可知，不同等级的降雨量其径流系数不同，总体上来看，随着降雨量的增加，其径流系数在统计学上是逐渐增大的，丰水年较大，枯水年则相对较小。从水文学原理上讲，在同一场降雨的情况下，枯水年份降水前期土壤含水量相对较小，初损较多，则由降雨产生的净雨量较小，其径流系数亦相对较小；丰水年则反之。

2.2年径流计算

由于年径流系数是变化的，且具有一定的统计学规律，本工程设计采用动径流系数计算逐年径流量。该地区径流主要由降雨产生，径流及降雨量年际及年内分布规律基本一致，年降雨量级年径流量设计频率可认为是相同的。根据水利水电工程水文计算规范，年降雨量和径流量均满足P-Ⅲ型分布，则根据以下公式可计算各年径流量Wp：

W_p=W_均·（1+C_VΦ_p）

W_均——多年平均径流量，该地区多年平均径流系数 =0.50，采用宾阳雨量站资料，该站多年平均降雨量P=1550.0m，根据公式 ，可以算出磨刀江水库多年平均径流深R=775.0mmm，W_均=R·A=1049万m³。

C_V——离势系数，查《广西暴雨径流查算图表》可得，该地区值为0.32。

Φ_p——离均系数，是频率p与偏态系数Cs的函数，可由相关表查得。其中p=m/(n+1)，根据年降雨系列确定，详见表2-2；C_s=2C_v。

表2-2 磨刀江水库年径流计算成果表

3.合理性分析

由表2.2-1可知，本次设计采用动径流系数法计算逐年径流量，假设年径流系数随着降雨量的增大而增大，其最大值为0.67，最小值为0.39，多年平均径流系数仍根据相关图表确定。由此可知，在多年平均来水量不变的情况下，动径流系数法计算的丰水年年径流成果和枯水年年径流成果差别更明显，即丰水年径流量相对更多，枯水年径流量相对更少。两种方法计算磨刀江水库设计保证率年份——特大干旱年（P=97%）年径流量分别为614.1万m³以及756.5万m³，两者相差18.8%。从工程设计安全性考虑，显然动径流系数法成果更为安全，更符合实际情况。

图3-1 定径流系数法和动径流系数法计算的年径流成果对比图

4.结语

本文采用动径流系数法计算宾阳县磨刀江水库陈平镇抗旱应急供水工程水源年径流，与传统的定径流系数相比，动径流系数法计算的径流系数随着年降雨量的增大而增大，由此计算的丰水年年径流成果和枯水年年径流成果差别更明显，即丰水年径流量相对更多，枯水年径流量相对更少，特大干旱年（P=97%）的设计保证率下的水源来水量成果也更为符合实际情况，对工程设计也更为有利。在雨量资料年限足够多的地区，动径流系数法计算的年径流量更为合理、可靠，对无资料地区水文水利计算具有一定的参考意义。

参考文献：

1.河海大学梁忠民、钟平安、华家鹏编，水文水利计算（第2版），北京：中国水利水电出版社，2008.10

2.黄振平编，水文统计学，南京：河海大学出版社，2003.8

3.包为民编，水文预报（第三版），北京：中国水利水电出版社，2006.8

作者简介：张进功、1986年出生、大学本科、工程师、主要从事水文与水资源工程设计工作。