魁龙水库水文要素特征分析

李光建

（遵义水利水电勘测设计研究院 贵州遵义 563000)

引言

魁龙水库正常蓄水位 630m、死水位 602m，正常库容 979万 m3、死库容71.9万 m3、兴利库容 907万 m3、总库容 1152万 m3、水库规模为中型、工程主要建筑物等级属Ⅲ等。计划施工总工期36个月，概算总投资27445万元。根据余庆气象站和余庆水文站积累多年的水文气象资料，从降雨、径流、洪水、泥沙、水质等方面，对魁龙河水文特性进行分析，以确保水库工程规划建设合理利用水资源，避免生态环境恶化、生态破坏等严重后果发生，推动工程安全可靠、高效持续、节能经济的建设。

1 流域概况及气象

魁龙水库位于余庆县小腮镇魁龙村的魁龙河下游，水库坝址位于东经107°51′30″，北纬27°12′21″，距余庆县城直线距离约2.5km。水库所在河流魁龙河系余庆河左岸一级支流，全流域面积20.2km2，多年平均径流量1050万m3。魁龙水库坝址以上流域面积 19.3km2，占全流域面积的96%，多年平均径流量982万m3。根据《余庆县城供水配置方案》，魁龙水库工程为魁龙河和邻近的小溪河联合开发方案，采用隧洞自流引小溪河水至魁龙水库。小溪河属余庆河左岸一级支流，全流域面积 28.3km2（余庆境内流域面积23.9km2)，多年平均径流量 1472万 m3。小溪河坝址以上流域面积 20.1km2，占全流域面积的71%，多年平均径流量1028万m3。

区域属亚热带季风气候区，气候温和湿润，雨量丰沛，光水热同季。根据余庆县气象站1951～2010年系列资料统计，多年平均气温16.6℃，多年极端最高气温38.1℃，多年极端最低气温-6.4℃，最热月七月平均气温25℃，多年平均无霜期297天，年平均最大风速12m/s。多年平均降雨量1091.8mm，其中最大年降水量1462.1mm（1967年)，最小年降水量708.3mm（1981年)。

2 降雨

2.1 统计参数的分析及参数的地区分布

对余庆县气象站年雨量资料系列 1961～2010年采用频率计算，并用P—Ⅲ曲线适线，变差系数 Cv参考计算并根据适线确定，偏态系数经分析采用Cs＝2Cv。根据流域地理特点，结合“贵州省 1956～2000同步期年降水量均值等值线”，余庆县城及周边地区年降水量多在1080mm左右；北部的乌江河谷稍低，年降雨量多在1050mm左右。年降雨量变差系数 Cv值在 0.18左右，魁龙水库流域距余庆县气象站较近，气象站降水资料与设计流域基本一致，故魁龙水库坝址以上流域及小溪河流域年平均降水量取1091.8mm，Cv=0.18，年雨量最大值1462.1mm，年雨量最小值708.3 mm。

2.2 降水量的年际年内变化

降水量年际变化以丰、平、枯水年相互交替出现为主，连续的丰水年组有 1967～1969年，1973～1976年，1993～1996年，连续的平水年组有1977～1979年，2002～2004年，连续的枯水年组有 1970～1972 年，1983～1990 年，2005～2007年，年际变差系数0.18。

降水年内变化极不均匀，以余庆县气象站资料分析，最大连续4个月（5～8月)多年平均降水量占全年降水量的58.2%，丰水期6个月（5～10月)多年平均降水量为816.7mm，占全年降水量的74.8%，年际变差系数0.23。枯水期6个月（11～4月)多年平均降水量为 275.1mm，占全年降水量的25.2%，年际变差系数0.32。降水量最大月份为6月份，多年平均降水量为187mm，占全年降水量的 17.1%。降水量最小月份为 12月份，多年平均降水量为21.3mm，占全年降水量的 1.95%。

3 径流

3.1 径流特性

设计流域均属山区雨源性河流，多年平均径流深为 520mm左右，径流分布规律与降水基本一致，汛期 5～10月径流量占全年径流量的75.8%，年际变化也大，变差系数0.33，枯季径流相对稳定。

3.2 天然径流

魁龙水库坝址处1961～2010年各年逐月（天然)径流系列资料按水文年统计，其多年平均径流量1003万m3，最大年径流量1617万m3（1967～1968年)，最小年径流量489万m3（1981～1982年)，分别是多年平均径流量的 1.61倍和 0.49倍。汛期（5－10月)径流量（753万 m3)占年径流量（1003万 m3)的 75.1%，枯季（11－4月)径流量（250万 m3)占年径流量（1003万m3)的24.9%。

3.3 设计径流

设计径流采用“降雨径流频率相应法”推求，所推求的径流系列为天然状况下的径流系列成果，故还需对径流系列作“还现”处理得到设计径流（即扣除流域内用耗水)。魁龙水库坝址处1961～2010年各年逐月（设计)径流系列资料按水文年统计，其多年平均径流量982万m3，最大年径流量 1596万 m3（1967～1968年)，最小年径流量466万m3（1981～1982年)，分别是多年平均径流量的1.63倍和0.47倍。汛期（5－10月)径流量（735.3万 m3)占年径流量（982万m3)的74.8%，枯季（11－4月)径流量（246.9万m3)占年径流量（982万m3)的25.2%。小溪河坝址处 1961～2010年各年逐月（设计)径流系列资料按水文年统计，其多年平均径流量1028万m3，最大年径流量1667万m3（1967～1968年)，最小年径流量491万m3（1981～1982年)。

4 洪水

4.1 设计暴雨

根据余庆县气象站实测年最大日暴雨量（1937～2010年)系列资料作频率计算，并结合《贵州省短历时暴雨统计参数等值线图集》之“年最大 24小时点雨量均值等值线图”和“年最大24小时点雨量Cv值等值线图”查值成果综合分析，设计流域洪水计算暴雨成果采用值H24=91.10mm，Cv=0.45，Cs=3.5Cv。1小时暴雨根据《贵州省短历时暴雨统计参数等值线图集》查算为S=40.0mm，Cv=0.40，Cs=3.5Cv，成果见表1所示。

4.2 设计洪水

魁龙水库洪水由魁龙河流域洪水和小溪河引洪水量共同组成。魁龙河和小溪和洪水均由《贵州省特小流域暴雨洪水计算方法》中的相应公式分别计算后组合而成，成果见表2所示。

由于小溪河洪水可通过隧洞引至魁龙水库，所以魁龙水库设计洪水还需要考虑引洪量，该隧洞最大允许过流量为6.50m3/s。首先根据小溪河拦河坝坝址处洪水过程线对其中大于 6.50m3/s的部分作弃水处理，得到隧洞引洪过程线，再与魁龙河坝址处同频率洪水过程线对应合并,得到魁龙水库坝前设计洪水过程线。设计洪水洪峰流量、最大24小时洪量成果如表3所示。

表1 设计流域设计暴雨成果表

表2 设计流域各频率设计洪水成果表

表3 （小溪河引洪后)魁龙水库坝前各频率设计洪水成果表

5 泥沙

魁龙河和小溪河两个流域下垫面情况相似，流域内植被较好，农垦度一般。参考《贵州省地表水资源》之“悬移质多年平均侵蚀模数分区图”， 本区域悬移质多年平均侵蚀模数多在200～500t/km2·年。结合现场踏勘情况综合分析后确定侵蚀模数采用 350t/km2·年。魁龙河水库坝址以上流域面积 19.3km2，则悬移质年输沙量为 6760t，泥沙容重按 1.3t/m3计，则悬移质年输沙量为5200m3。通常情况下推移质多按悬移质的20%考虑，但本流域较为特殊，经现场调查，流域内植被虽然较好，但流域内多数河段河床及两岸坡多出露下第三系碎屑岩类砾岩，根据室内试验，该地区砾岩弱风化饱和抗压强度一般15～20Mpa，属软岩类，强度较低，抗冲刷性也较差，河道内推移质多为1～2m厚，较其它地区流域面积、侵蚀模数及河道坡降相近的河流推移质明显偏多，基于此，本流域的推移质按悬移质的30%考虑，为 1560m3。小溪河坝址以上流域面积20.1km2，年输沙量为 5420m3。经隧洞引水至魁龙水库的多年平均引水量为608万m3，占年径流量的 59%，由于在隧洞前设置有沉沙池和拦污栅，故不考虑推移质进入水库。因此，小溪河每年经过隧洞进入魁龙水库的悬移质输沙量有3200m3。两者合计，魁龙水库悬移质年输沙量为8400m3，推移质为1560m3。

6 水质评价

魁龙水库工程的主要任务是城市供水，水源主要为魁龙河和小溪河河水。为了进一步了解水质情况，按水质检测的相关规范要求，有关单位分别对魁龙河、小溪河坝址河段水质进行了取样检验。根据水质化学分析报告，对照《地表水环境质量标准》（GB3838-2002)，从检测的指标来看，按单因子评价法评定，魁龙河水库坝址河段和小溪河拦河坝坝址河段现状水质属地表Ⅲ类水质，从已检测的指标来看，可满足城市供水水源地水质要求。

7 结束语

魁龙水库为魁龙河和邻近的小溪河联合开发方案，设计水平年（2020年)日供水量 3.21万m3/d，年供水量为 1170万 m3/a。水资源开发利用率73.6%。工程实施后，对促进区域内经济的发展和保持社会稳定起着积极重要的作用，具有良好的经济效益和社会效益。