关家屯水文站水量调查分析

韩颖异

（辽宁省大连水文局，辽宁大连116023）

1 水文站概况

关家屯水文站始建于1957年10月，位于大连市瓦房店市复州城镇那屯堡，是复州河下游的重要控制站，集水面积为1 071 km2，是省级重要水文站。观测项目有水位、流量、泥沙、降水、蒸发、冰情、水质、土壤墒情、地下水、水文调查等，下辖12个雨量站，负责向国家防总、松辽委及省、市防汛抗旱指挥机构报送信息。水文站以上流域范围内的水利工程主要有大（Ⅱ）型水库2座，其中松树水库控制面积302.4 km2，最大库容18 800万m3，东风水库控制面积663 km2，，最大库容16 280万m3；农业灌溉工程及跨流域引水工程等。

该站测验河段顺直长约400 m，河床由细沙和少量卵石组成，洪水时有局部冲淤变化。右岸为土质防洪堤，左岸为沙土缓坡地，两岸均有宽达15 m的树木。枯水主流偏右，洪水居中，中水时水面宽约100 m，水位在4 m以上时，左岸最大漫滩宽度达170 m，右岸60 m。基本水尺断面上游400 m处为弯道，下游1 200 m处建有哈大公路桥1座。基下1 800 m处建有翻板式拦河闸，于1995年开始蓄水运用，每年3月至9月间使测验河段形成深约1 m的缓流区。中低水时受涨落率影响，水位流量关系呈绳状。高水时有不太严重的局部冲刷，水位流量关系受较稳定的河槽控制，呈单一线。

2 水量调查

关家屯水文站水量调查对照《水文调查规范》及流域内实际蓄、引、排等情况确定，主要包括农灌水量、工业及生活用水量、水库变量及蒸发蒸损量、其它水量等。其中其它水量包括上游排水量、跨区间引水量等。水库资料从各水库管理处抄录，农业灌溉亩数从各乡镇搜集，工业用水到工厂和自来水公司抄录，精度可靠。

2.1 水库调蓄

2.1.1 水库蓄水量的计算

水库有实测水位时，通过水位库曲线查算，蓄水变量=时段末蓄水变量－时段初蓄水变量。

2.1.2 蒸发增损量计算

1）大水体年蒸发深（mm）：本年内有E601型蒸发观测资料期间，用以代替大水体蒸发深，其余期间可用20 cm口径蒸发器的逐月蒸发资料乘以逐月折算系数，其各月和为大水年体蒸发深。

2）陆面年蒸发深等于关家屯水文站以上流域平均年降水深减去该水文站初步还原后的年径流深。

3）水库年蒸发增损深等于大水体年蒸发深减去陆面年蒸发深。

4）计算水库月年蒸发增损量：计算大水体各月蒸发深占年蒸发深的百分数；计算水库各月蒸发增损深，以算出的水库年蒸发增损深乘以算得的百分数得之；计算水库月蒸发增损量，以算出的水库各月蒸发增损深乘以该月平均水面面积得之；计算水库年蒸发增损量，为12个月水库月蒸发增损量之和。

2.2 工业及生活用水

工业用水调查包括工业类别、产值及发展状况，月、年用水量及排水量；生活用水调查包括人口（总人口、乡镇企业、农业人口）生活用水标准。项目包括工程名称、地点、水源（引河水、抽井水）、引用水（总量、测法）、回归水（系数或实测、水量、流入地点）、耗水量。工业及生活回归水系数一般在80%左右，回归水量等于回归系数乘以引用水总量，耗水量等于引用水总量乘以（1－回归系数）。

工业用水按用水量计，各月水量按平均值进行分配。生活用水按城镇生活用水和农村生活用水分别统计。城镇生活用水由居民用水、公共用水（含服务业、商饮业、货运邮电业及建筑业等用水）和环境用水（含绿化用水和湖泊补水）组成。农村生活用水除居民生活用水外，还包括牲畜用水在内。

瓦房店自来水公司输水管道水源、瓦轴水源都接刘大水库输水道。总引水回归水按80%计，流入回头河（断面以上）；各工业用水按总引水回归水按80%计。回归系数采用经验系数。

2.3 农业灌溉

灌溉水量分为灌溉取水量、灌溉耗水量、灌溉水综合回归水量。项目包括工程名称、地点、水源（引河水、抽井水）、作物种类、实灌面积、毛用水定额或实测，总引用水总量、回归水（系数或实测、水量、流入地点）、耗水量。

作物种类分为水田、旱田、菜田、果树等，实灌面积即实际灌溉亩数，引用水总量即毛用水总量，包括净耗水量及回归水两部分，用毛用水定额乘以灌溉亩数得之。其中回归水量等于回归系数乘以毛定额得之，耗水量包括田间及渠道耗水量，一般应等于引用水总量×（1－回归系数）。旱田、菜田、果树灌溉不计回归水，引用总水量全按耗水量处理。

2.4 跨流域引水

跨流域引水调查项目包括工程名称、地点（引出、引入）、河名（引出、引入）、年引水量。

瓦纺提水站引出为大沙河、引入为回头河，瓦纺提水站接外流域刘大水库输水道，引入流域内，回归水流入回头河（断面以上）。

3 天然水量计算及成果分析

3.1 天然水量计算

关家屯水文站天然水量采用以下水量平衡方式进行计算：

式中：W天然——还原后的天然水量；W实测——水文站实测流量；W工耗——工业耗水量；W农耗——农业灌溉耗水量；W生耗——生活耗水量；△V库变——水库蓄水变量；W库蒸——水库水面蒸发增损量；W引排——跨流域引（排）水量；W决口——分洪、决口水量。

3.2 成果分析

关家屯水文站2005年至2016年调查水量为逐年进行，依据调查数据和断面实测流量，通过水量还原得到逐年天然径流量，调查成果统计分析如下：

1）流域内2座大（Ⅱ）型水库数据真实完整，蓄泄过程对水文站断面实测流量有很大影响，尤其是洪水期，水库拦蓄对实测洪峰、洪水过程均有较大影响，是防汛抢险的重要依据。

2）农业、工业及生活等各项耗水量均值占天然水量的24.2%，最大是2014年占47%，最小是2005年占4.25%。

3）多年平均断面实测水量15 440万m3，天然水量20 890万m3，实测水量占天然水量的73.9%。天然水量年内分配不均，7，8两月水量均值占年均值的58%，5—9月水量均值占年均值的85%，个别年份的1，2月和11，12月有断流现象；年际水量分配呈丰、平、枯，2010—2013出现连续4年的丰水时段。最大年天然水量是2012年58 440万m3，最小是2009年4 750万m3，小于均值的年份有8年。

关家屯水文站天然水量年内分配均值、年际变化及实测水量与天然水量对比见图1，2。

4 结语

通过对关家屯水文站2005年至2016年水量调查数据和断面实测数据的统计分析，明确了该站控制范围内各项蓄、引、排、耗水工程对河道不同时期径流的影响，对调查区集水区内水文背景有了全面的了解。通过水量还原计算，得到了河川径流的天然状态，使径流资料系列更具有一致性，可为今后的防汛抗旱和经济建设提供真实可靠的水文数据。

图1 关家屯水文站天然水量年内分配均值图

图2 关家屯水文站各年断面水量与天然水量对比图