鉴江干流枯水期水量调度前后流量变化分析

刘家福,卢建彬

(广东省水文局茂名水文分局，广东 茂名 525099)

1 概述

鉴江是茂名、湛江两市主要的生活、生产用水水源。为了加强鉴江流域水资源统一调配和管理，确保流域供水安全，促进地方经济社会可持续发展[1]，2010年3月，省政府颁布了《广东省鉴江流域水资源分配方案》(以下简称《分水方案》)，对茂名、湛江两市的取用水量进行了具体的分配，以及对重点控制断面的最小下泄流量、水质控制目标和重要调蓄工程进行了规定和要求。自2010年10月起鉴江流域枯水期水量调度开始实施，至今已经历了十周年，经受了丰、平、枯来水年的考验。本文主要从高州、化州水文站等鉴江干流流量控制站枯水期平均流量、月均流量、日均流量及达标天数，枯水径流占全年百分比、枯水典型年等方面分析，通过对照水量调度实施前后10a的枯水期流量的变化，说明调度实施后所取得的效果。

2 流域概况

鉴江是发源于茂名市信宜东镇庄垌虎豹坑，由北向南流经信宜、高州、化州、吴川等地，至湛江坡头区汇入南海。鉴江流域面积为9 464 km2，干流全长为231 km，多年平均年降雨量为1 965 mm(统计时间：1990.4—2020.3水文年)，枯水期降雨量为324 mm，约占年量的17%。鉴江流域北部和东部为高山地区，西部中部为丘陵台地，中下游沿岸为平原。鉴江流域支流众多，主要支流有罗江、曹江、大井河等，集雨面积大于100 km2的河流有17条[2]。鉴江干流设有高州、化州水文站(以下简称高州站、化州站)，其中高州站1946年设立，控制面积为2 905 km2，化州站1954年设立，控制面积为6 151 km2。1953年在支流罗江设立合江水文站，控制面积为1 905 km2。鉴江流域水系及水文站点分布详见图1。

1960年前后，流域内建成良德、石骨2座大型水库(合称高州水库)，以及建有尚文、高城、龙湾、宝树、长湾河、大贤、茂化等7座中型水库。干流自上而下建有大坡山、秧地坡、红荔、南盛、江边村、高岭、积美、吴阳、鉴江供水枢纽等梯级拦河坝。

高州水库控制面积为1 003 km2，总库容为12.8亿m3，正常蓄水位为89 m，汛限水位为85 m。经除险加固，2016年起水库汛限水位由原来85 m提高至87 m。高州水库占高州站以上流域面积的35%，是实现鉴江《分水方案》唯一的大型骨干调蓄工程，目前汛限水位87 m，仍属于年调节水库。

3 枯水期水量调度前后流量变化分析

3.1 基本情况

鉴江流域枯水期水量调度对控制断面最小控制流量要求如下：高州站10—12月的流量要达35 m3/s，1—3月的流量要达25 m3/s；合江站10—3月的流量要达15 m3/s；化州站10—3月的流量要达25 m3/s[3]。枯水期通过高州水库的蓄放水进行水量调节，尽可能使下游各断面流量达到最小流量要求，以保障流域内的用水需求。

3.2 日均流量变化

高州水库的水量调控主要影响鉴江干流的高州、化州站，罗江合江站上游无大的调控蓄水工程。下面从枯水期平均流量、枯水期径流占全年百分比、日均流量达标天数、达标率、最小日均流量等几个指标对高州、化州站进行调度前后10 a的分析对照[4]。

由表1可知，高州站调度后10 a枯水期平均流量为56.2 m3/s，比前10 a增加24%；调度后10 a的达标率为96%，比调度前10 a提高20%；调度后最小日均流量为15.0 m3/s，比前10 a增加61%。枯水期径流量占年径流量百分比也明显提高，调度前10 a为30%，调度后10 a达34%。

表1 控制站调度前后特征值统计

化州站调度后10 a枯水期平均流量为101 m3/s，比前10 a增加23%；调度后10 a的达标率为99.9%，比调度前10 a提高1.4%；调度后最小日均流量为24.4 m3/s，比前10 a增加64%。枯水期径流量占年径流量百分比也明显提高，前10 a为24%，调度后10 a达28%。

由上可知，实施调度后，高州、化州站的枯水期平均流量、枯水期径流占全年百分比、日均流量达标天数、达标率以及最小日均流量等指标都明显增加或提高，调度效果显著。

3.3 月均流量变化

由表2可知，高州站调度后10 a的10月平均流量与调度前10 a同期接近，调度后10 a的11—3月平均流量比调度前10 a同期偏多9.2～18 m3/s。化州站调度后10 a的10月平均流量与调度前10 a平均流量接近，调度后10 a的11—3月平均流量比调度前10 a同期偏多16.5～25.8 m3/s。

表2 控制站枯水期月均流量对照 m3/s

由上可知，实施调度后，高州、化州站的枯水期月均平均流量均有所增加，特别12月至来年3月流量增加明显，有效保障了农业春耕用水。

3.4 枯水典型年变化

鉴江流域2019年平均降雨量为1 661 mm，比历史特枯年份1999年1 408 mm多253 mm，其中3—5月累计偏多369 mm，6月后各月降雨非常相似和接近。2019年枯水期降雨量为227 mm，与1999年211 mm的同期值接近，2019年9月至次年3月连续7个月累计降雨量为266 mm，与1999年255 mm的同期值也很接近。由表3可知，在2019年10月至2020年3月的调度期内，高州站流量达标天数168 d，比1999年达标天数40 d多128 d，达标率由22%提高到92%；化州站流量达标天数181 d，比1999年达标天数98 d多83 d，达标率由54%提高到99.5%。由图2～3可知，高州、化州站1999年枯水径流呈明显下降趋势，2019年枯水径流过程非常平稳，由此可见，实施水量调度后，通过科学调度，对鉴江干流的枯水流量提升效果明显，有效保证鉴江流域的供水安全。

表3 控制站枯水典型年特征值对比

图2 高州站枯水典型年流量过程线示意

图3 化州站枯水典型年流量过程线示意

4 流域流量控制站代表性分析

秧地坡拦河坝、河西、江口门3个断面是《分水方案》的重要控制断面，由于该断面处尚未设有流量控制站，在开展鉴江枯水期水量调度时分别采用高州站、合江站、化州站3个水文站断面流量给予代替。现通过上下游水量平衡原理(区间小规模的引用水、水量蒸发和拦河坝等轻微影响不作考虑)，进行还原推算秧地坡拦河坝、河西、江口门3个断面在实施调度后各年的逐日平均流量，统计其流量不达标的天数，并与现行采用的高州站、合江站、化州站3个代替站的分析结果进行对照，分析其代表性。

秧地坡拦河坝位于高州站上游约5 km处，控制面积2 848 km2，秧地坡渠道渠首位于拦河坝左岸，最近10 a枯水期平均引水流量为3.24 m3/s。还原公式：秧地坡拦河坝流量=秧地坡渠道引水流量+高州站流量。由表4可知，还原后的秧地坡拦河坝断面比高州站断面的流量不达标天数由79 d减少到33 d，减少了46 d，用高州站流量代替秧地坡拦河坝断面流量，能满足要求。

表4 代表站还原前后不达标天数变化对比 d

江口门断面位于高岭拦河坝下游约10.5 km，化州站下游约19.6 km处，江口门控制面积为6 270 km2，化州站控制面积为6 151 km2，区间有高岭拦河鉴西总干渠引水。2019年10月至2020年3月鉴西总干渠各月取水平均流量为3.36～5.56 m3/s，枯水期平均为4.33 m3/s。还原公式：江口门流量=化州站流量-鉴西总干渠引水流量(取5.56最大值参加计算)。由表4可知，还原后的江口门断面比化州站断面的流量不达标天数由2 d增加到20 d，增加了18 d，其中2017年、2019年不达标均增加7 d，其该年达标率仍达95.6%，用化州水文站流量代替江口门(市界)流量，基本能满足要求。

河西断面位于罗江出口处，控制面积为2 629 km2，合江水文站位于其上游45 km处，控制面积为1 905 km2，区间有中垌水、官桥河、石湾河等100 km2以上的支流加入，区间面积为724 km2，化州市城区生活用水在罗江出口上游2.3 km处取水，近年取水流量约为0.95 m3/s，除此之外区间无别的较大的引水提水工程。还原公式：河西流量=合江站流量+合江至河西区间来水-化州城区生活用水。合江至河西区间面积占高州、合江至化州站区间面积的54%，化州站区间流量=化州站流量+工业渠引水量+农业渠引水量-高州站流量-合江站流量。由表4可知，还原后的河西断面比合江站断面的流量不达标天数由99 d减少到50 d，减少了49 d，用合江站流量代替河西断面流量，能满足要求。

5 结语

通过上述对鉴江干流流量控制站最近20 a的枯水期流量变化进行对比分析，无论是月均流量、日均流量、最小日均流量，以及枯水径流占全年百分比等指标都得到明显增加或提高，这充分说明鉴江流域的水资源统一管理、科学调度工作日趋完善，并取得了较好的效果。

1)为了进一步确保鉴江流域的防洪和供水安全，建议鉴江流域水量调度由目前的枯水期调度扩展至全年水量调度。

2)鉴于市界流量控制断面的重要性，建议尽快在江口门市界断面处建立在线流量监控站，并在鉴西总干渠设立在线流量监测站，以便更准确、全面地掌握市界流量数据。

3)高州水库是鉴江流域目前唯一的大型骨干调蓄工程，在保障鉴江流域防洪和水资源调度中发挥了极其重要的作用。目前水库汛限水位为87 m，仍属于年调节水库，建议尽快将高州水库正常蓄水位恢复至89 m，以发挥更大的作用。