东辽河泉太水文站枯警水位确定分析

徐殿玉，徐 红，贺路博

（吉林省水文水资源局辽源分局，吉林 辽源 136200）

1 概况

泉太水文站位于吉林省辽源市东辽县泉太镇，是辽河流域东辽河干流重要控制站。该站建于1960年6月，1966年下迁4 km更名河清水文站，1992年迁回泉太镇，流域面积1774 km2，控制河长82.9 km，测验河段坡度0.148%，顺直长约350 m，有河堤控制，河床为砾石。该站所在区域为大陆季风气候区的低山丘陵，年平均气温5.2℃，极端最高气温为36℃，无霜期为100～150 d，春冻在4月下旬结束，秋霜多发生在9月下旬，11月至次年3月为封冻期。该区域河谷切割较深，植被条件一般，森林覆盖率为40%，河流比降较大，流速较快，河水陡涨陡落。

近年来，受全球气候变化等因素的影响，极端天气频繁出现，干旱灾害发生频次及影响范围有逐步加重扩大之态势。泉太站年降水量的70%集中在夏季，春季只占15%，易发生春旱。从多年旱涝分布资料和1960—2011年降水量距平累计曲线分析得出，辽源市旱涝周期约为16年，但近年夏季干旱频繁出现，2000年及2002年6—7月，虽然已经进入汛期，但泉太水文站河道流量小于1 m3/s天数累计分别达50 d和38 d，其中最小日平均流量分别为0.016 m3/s和0.006 m3/s，接近断流。该站用水需求主要为农业灌溉用水，水位持续偏低，流量持续减少将对该区域农业生产和河道生态造成影响和破坏。所以，有必要对泉太水文站枯警因素进行综合分析，确定合理的枯警水位，为抗旱应急提供指标和依据。

2 枯警水位的确定

1）指标类型选择。泉太水文站至上游辽源水文站区间无大的支流汇入，其水位的高低能够反映小梨树河与东辽河交汇区间河道补给能力。根据泉太水文站实际情况，其水位较之流量数据更能明确反映河道干枯情况，所以确定泉太站枯警指标为水位。

2）确定原则。依据用水类型及方式，选择城乡供水、企业生产、农业灌溉及环境生态等用水需求作为主要分析因子，来确定枯警水位数值。并取城乡取水口高程或河段需水流量对应水位等因子的最高值，同时应适当提高一定幅度的超高。

3）用水调查。根据吉林省水文水资源局辽源分局调研，东辽河泉太段具有农业灌溉取水和生态用水需求。农村居民饮水和林牧渔业生产用水主要来源于地下潜水，农业灌溉在河道进行部分取水。农业灌溉取水主要发生在每年5—8月，9月以后不再考虑农田需水量，仅需适当预留一定量的其它作物用水。泉太段河道在每年的11月至次年3月封冻，河道生态用水仅需考虑4—10月数值。

4）计算方法。农业灌溉总用水量采用灌溉用水定额与有效灌溉面积的乘积，公式为

式中：Wn——农业灌溉用水总量，m3；Nm——灌溉用水定额，m3/hm2；A——有效灌溉面积，万hm2。

农业灌溉流量为总用水量与灌溉时间的比值，公式为

式中：Qng——农业灌溉流量，m3/s；Wn——总用水量，m3；t——时间，s。

5）因子分析

a）农业灌溉用水。统计区域内农业灌溉用水情况得出，东辽河泉太段内白泉镇、泉太镇农业灌溉取水单位共11个村，总有效灌溉面积为0.0362万 hm2，取用水定额 Nm为 9000 m3/hm2，由式（1）计算得总用水量为325.7459万m3，由式（2）得日平均灌溉流量为0.307 m3/s。

b）生态环境用水。河道生态用水主要功能是维系和保护河流的最基本环境生态功能不受破坏，保持河段水体一定的稀释能力和自净能力。使用统计区域内1960—2011年51年的年径流量系列进行频率计算，年径流量统计系列见图1。按P=90%，选取 1965，2003，2000，2002，1982 年共 5 个干旱年份进行计算，得出7 d最小流量对应水位数据，见表1。选取最大平均流量0.123 m3/s作为河段维持生态用水的流量。

图1 泉太站年径流量统计柱状图

6）计算成果。考虑该河段取水主要为农业灌溉用水和生态环境用水，取两者流量之和，即Q=0.430 m3/s,对应水位值为229.25 m。考虑其他作物用水及一定超高，初步确定东辽河泉太断面枯警水位取229.35 m。

表1 泉太水文站连续7 d最小流量对应水位表

7）合理性分析。泉太水文站多年平均降水量为640.6 mm，枯水年（P=75%）降水量为550 mm，分析得出1956年以来泉太段枯水期为1959—1963 年、1988—1992 年、1995—2003 年[1]。受降雨影响，自1961年以来，泉太站共有9个年份出现低于229.37 m的低水位，占总年份的17.6%，其中2000年以后有3年，重现期约4年，与2000年后旱情发生频次基本一致。

泉太水文站上游有杨木水库、金满水库、椅山水库、白泉水库共计1座大型水库和3座中型水库，总库容1.576×108万m3，蓄水可补充河道。如上述水库确定了旱限水位（流量）时，受水库调度影响，泉太水文站枯警水位应做相应调整。

3 结语

近年来，我国干旱灾害频次增加、范围扩大、损失加重，给群众生活、工农业生产及生态环境带来严重影响。枯警水位作为确定江河干旱等级的重要指标，同时也是干旱预警的重要依据。泉太水文站是东辽河重点大型水库二龙山水库上游最后一个干流水文站，其干旱预警信息可对东辽河水资源合理开发利用提供重要的依据。

［1］李国浩，战伟.东辽河泉太水文站降水量分析［J］.吉林水利，2011，（12）.

［2］SL424-2008，旱情等级标准［S］.中华人民共和国水利部.

［3］旱限水位（流量）确定办法［S］.国家防汛抗旱总指挥部办公室文件，办旱一［2011］32号.