修建东洋河岫岩橡胶坝蓄水分析

　　【摘要】在东洋河岫岩县境内拟修建4座橡胶坝，为此，本文较详细的分析了修建橡胶坝的蓄水情况。
　　【关键词】流域，橡胶坝，蓄水
　　1流域概况
　　东洋河位于辽宁省东南部，是大洋河的主要支流之一。东洋河发源于岫岩县西北部偏岭乡的唐望山，海拔高程928.9m，先后有五道河、汤池河、雅河、牤牛河和沟连河汇入，并由北向南环绕岫岩县城。东洋河与哨子河在哨子河乡汇合后称为大洋河，东洋河河道长112.4km，流域面积1984km2，河道比降为2.16‰。大洋河流域地势北高南低，且自东、西两侧向中间倾斜。上游山区群山环抱，植被较好，矿藏丰富，占流域面积的40％；中游丘陵起伏，河道弯曲，占流域面积的47％；下游平原广阔，土地肥沃，交通便利，占流域面积的11％；沙丘及其它占2％左右。大洋河水系发育良好，水量丰沛，拥有丰富的水资源，多年平均地表径流量为29.6亿m3。东洋河全流域多年平均径流量为8.998亿m3，岫岩站多年平均径流量为3.346亿m3。河流主要地点的流域特性见表1。
　　
　　表1东洋河流域各控制点流域特性表

　　2气候特征
　　东洋河流域地处中纬度，属温带大陆性季风气候。其特点是寒冷期长，无霜期短，四季分明。由于南临黄海，北为高山环绕，故气候湿润，降雨集中。该地区春季日射增强，冷空气势力减弱，气温回升较快，风大干旱；夏季盛形东南风，炎热潮湿，降雨集中，多连阴雨和暴雨天气；秋季西北风开始增强，日射减弱，气温迅速下降；冬季盛形西北风，北方冷空气频繁入侵，气候严寒。
　　3流域暴雨特性
　　东洋河流域的洪水主要是由暴雨造成。形成本流域暴雨的主要天气系统有华北气旋、台风、低压冷锋和高空槽等。这类天气系统一般可出现1-3天暴雨天气。如1960年8月2～4日暴雨，其天气系统为高空槽，暴雨中心位于丹东地区蒲石河的里沟站，三日雨量为557.6mm，其中200mm降水笼罩的面积为35000km2。东洋河流域暴雨比较集中，大多发生在七、八月份，该两月降水量占全年的58％左右。暴雨持续时间一般为1～2天，多则3天，其中大部分集中于一天内降落。
　　4橡胶坝蓄水分析
　　4.1来水与耗水分析
　　本次在东洋河岫岩站附近新建4座橡胶坝，分别为Ⅰ坝、Ⅱ坝、Ⅲ坝和Ⅳ坝。通过对岫岩水文站实测资料统计，岫岩站年径流系列为1951～2003年共53年，其多年平均天然径流量为334.64×106m3。扣除远景规划2015年工、农业用水，测站以上流域净来水量为323.99×106m3、Ⅰ坝址以上流域净来水量为328.46×106m3。根据岫岩水文站位置、支流汇入情况和橡胶坝的布设情况，按面积比法将上述各年实际净来水量分为两部分。Ⅳ坝址以上净来水量为一部分；Ⅰ坝址至Ⅳ坝址区间净来水量为一部分（包括区间净来水量与Ⅳ坝址弃水之和）。
　　各橡胶坝处的耗水主要考虑河道修建橡胶坝形成水面后，所增加的蒸发渗漏损失量。多年平均年蒸发损失深度按式h蒸=K×E水－（P－R）计算。式中h蒸为年平均蒸发损失深度；K为大水体年蒸发折算系数；E水为年平均水面蒸发深度（20cm蒸发器）；P为多年平均年降水深度；R为多年平均年径流深；上述各值均由水文手册查得。根据代表站的多年平均水面蒸发深度的年内分配比，求出各月蒸发损失深度。年渗漏损失深度按中等地址条件考虑，h渗=500mm。并平均分配到各月。各月蒸发渗漏损失深度见表2。
　　
　　表2各月蒸发渗漏损失深度见表单位：mm

　　各部分多年平均净来水量、损失量、水面面积及库容见表3。
　　表3橡胶坝处多年平均净来水量、损失量、面积及库容对比表

　　4.2橡胶坝的蓄满分析
　　将Ⅳ橡胶坝作为一个水库，其最大库容为按99.31×104m3考虑，最大水面面积按56.75×104m2考虑；Ⅰ坝址至Ⅳ坝址区间作为一个水库，其最大库容按314.9×104m3考虑，最大水面面积按155.8×104m2考虑。由于库水面面积随水位变化较小，取最大水面面积计算蒸发渗漏损失量。表3列出了橡胶坝的最大库容和全年蒸发渗漏损失量。可以看出，多年平均净来水量是橡胶坝蓄水库容及年蒸发渗漏损失量之和的53.3倍。
　　考虑净来水量的年内分配不均匀特征，对1951～2003年逐年分月进行蓄满分析计算，计算公式为：Si=Wi－Ei－Vi-1，式中Si为第i月缺、弃水量，其值为正时为弃水量，其值为负时为橡胶坝缺水量；Wi为第i月净来水量；Ei为第i月的橡胶坝蒸发渗漏损失量；Vi-1为第i-1月的橡胶坝缺水量。由于橡胶坝的蓄水时间确定为非汛前，冬季和汛期不蓄水，因此根据岫岩气象站多年平均气候特征分析，确定该地区每年1-2月和12月为结冰期，橡胶坝不蓄水，汛期7、8月份不蓄水，故每年蓄满分析计算汛前从3月开始，汛后从9月开始。通过53年资料的蓄满分析计算，对于Ⅳ坝址3月开始至汛前即可全部蓄满的有52年，只有1年枯水年，直至汛期方可蓄满；对于Ⅰ坝址至Ⅳ坝址区间最早年份3月开始可全部蓄满，最迟年份4月开始可以全部蓄满，大多年份在4月份之前开始可全部蓄满；对于汛后蓄水，各坝址均能全部蓄满。
　　按公式p（%）=m/n+1，可计算出某月及其之前月开始全部蓄满的保证率，式中p为某月及其之前月开始全部蓄满的保证率；m为某月及其之前月开始全部蓄满的年数；n为分析计算的总年数。分别对Ⅲ坝址和Ⅰ坝址至Ⅲ坝址区间进行统计，统计结果如下：
　　汛前蓄水：Ⅲ坝址，3月开始全部蓄满的保证率为96%；Ⅰ坝址至Ⅲ坝址区间，3月开始全部蓄满的保证率为79%；4月及之前月开始全部蓄满的保证率为96%；
　　汛后蓄水：各坝址全部蓄满的保证率为100%。
　　5结论
　　经过上述从几方面的分析与计算，可以论证，在东洋河的岫岩县境内修建橡胶坝是可行的，即可以美观县城景象，又可以利用水资源。