辽河流域浑河和太子河典型年缺水量分析

查曼丽

（沈阳市水利规划院设计一室，辽宁沈阳110015）

1 区域概况

浑河流域沈抚段自大伙房水库坝下至谟家堡闸（浑河闸），全程长为75.2 km。全年降雨量主要由季节分配，降水量大致在600～800 mm 之间，受季风影响，降水主要集中在夏季。日夜温差较大，四季分明，全年无霜期155～180 d。该河段内现有拦河闸、坝11 座，桥梁24 座及穿河建筑物（八三隧道、五爱隧道）2 座，在建穿河建筑物（地铁隧道）1 座，支流河19 条。浑河流域沈抚段区域内水文监测站有2 座，分别是抚顺（二）站和沈阳（三）站。

2 数据来源和计算方法

2.1 数据来源

数据来源于《辽河流域水文资料（第3 册）：浑河、太子河系》中抚顺（二）站和沈阳（三）站1964—2014 年，小市（二）站和本溪（五）站1951—2014 年长期日水文观测数据。

2.2 年型的划分方法

GB/T 22482-2008《水文情报预报规范》中采用距平值P作为年型的划分标准。距平值P=（某年年径流量-多年平均径流量）/多年平均径流量×100%。

2.3 基本生态需水量估算方法

浑河和太子河都属于典型的季节性河流，年内降雨量不均衡，为保障河道全年生态水量，对SL/Z 712-2014《河湖生态环境需水计算规范》水文学方法中的流量历时曲线法进行了改进，即月保证率法。根据历史流量资料构建月流量历时曲线，采取每月水量保证率对应的流量作为基本生态需水量。规范规定，在利用长系列水文资料分析最枯月（旬、日）频率时，可根据河流水生态特点，为河流保护和管理目标适当调整保证率。因此，根据北方河流特点，年内各月分为枯、丰、平水期，对应的保证率分别采用90%，50%，75%；在月保证率前提下，参考国际河流流量推荐值，天然径流量的10%～60%，设定最小、适宜、理想生态需水量分别为天然径流量的20%，40%，60%；当计算的最小生态水量占天然径流量小于10%时，取当月天然径流量的10%作为最小生态需水量。

2.4 基本生态缺水量估算方法

河道缺水状态通常是指河道的水量不能满足河流的形态以及生态功能，即河流水量小于基本生态需水量，因此，基本生态缺水量按下式计算：

式中：q——河道基本缺水量，m3，q<0 时，q 取0，表示河道不缺水；qs——河道水量，m3；qx——河道基本需水量，m3。

为分析丰水年、平水年、偏枯水年、特枯水年典型水文年缺水量情况，典型水文年河道水量qs采用基本生态需水量计算方法计算。

3 典型年基本生态缺水量研究

3.1 年型划分

对浑河流域沈阳（三）水文站1964—2014 年、太子河流域本溪（五）水文站1951—2014 年进行丰平枯年型的划分，划分结果如表1。

表1 丰平枯年型的划分结果

由表1 可看出，沈阳（三）和本溪（五）水文站出现偏枯和特枯频率50%以上，径流量幅度较宽。太子河偏枯和特枯水年出现频率较高，比例高达55%。由此可知，河流出现缺水的情况较多。

3.2 河道水量和基本生态需水量

太子河流域本溪段本溪（五）和小市（二）水文站、浑河流域沈抚段沈阳（三）水文站丰水年、平水年、偏枯水年、特枯水年河道水量采用2.3 节和2.4节提及的计算方法分别计算，仅以本溪（五）水文站计算成果为例，如表2 所示。

表2 本溪（五）各年型河道水量与基本生态需水量108 m3

经分析，除了特枯水年，在不考虑生活、工业和农业等用水量的情况下，丰水、平水、偏枯水年年降水量基本都能满足基本生态需水量，尤其是丰水年。但是年内降水分布极其不均，导致所有水文年年内不能100%满足基本生态需水量，尤其是特枯水年。太子河流域仅仅特枯水年年水量不能满足基本生态需水量，而浑河流域偏枯水年和特枯水年年水量都小于基本生态需水量。

3.3 典型年基本生态缺水量

仅以太子河流域本溪段本溪（五）水文站为例，基本生态缺水量采用公式（1）计算，计算结果如图1 所示。

图1 本溪（五）水文站水量分布

小市（二）水文站、浑河流域沈抚段沈阳（三）水文站采用同样的计算方法，可知，不同年型缺水程度不同，丰水年缺水情况最轻，枯水年缺水最严重，平水年和偏枯水年缺水情况差不多。不同水期缺水情况也不一样，丰水期缺水最轻，枯水期缺水程度最严重。不同年型年内缺水情况不一样，丰水年除了个别月份外（主要是枯水期），基本不缺水；特枯水年几乎与丰水年相反，除了枯水期个别月份不缺水外，丰水期和平水期均缺水，尤其是丰水期缺水严重；偏枯水年缺水月份多于平水年。浑河流域特枯水年缺水情况重于太子河流域，平水年和偏枯水年缺水情况轻于太子河流域。太子河流域特枯水年主要在每年的4—10 月份之间缺水，平水年缺水程度低于偏枯水年，但个别月份缺水量大于偏枯水年，偏枯水年缺水月份多于平水年，丰水年仅在每年1，2 月份缺水，其他月份不缺水。浑河流域枯水年汛期缺水量远远大于枯水期，偏枯水年缺水量大于平水年，平水年缺水量大于丰水年。年水量满足基本生态需水量情况下，仍存在个别月份或多个月份缺水的情况。

4 结论

通过对各典型年年水量和年内水量分布、缺水量的计算分析，得出主要结论。

1）丰水年和平水年河流年水量大于基本生态需水量，特枯水年河流年水量小于基本生态需水量，偏枯水年河流年水量与基本生态需水量的差值较小。

2）河流缺水程度与年型、水期有关。丰水年在枯水期个别月份缺水；特枯水年除了枯水期个别月份不缺水外，丰水期和平水期均缺水，尤其是丰水期缺水严重；偏枯水年缺水月份多于平水年。丰水期缺水最轻，枯水期缺水程度严重。

3）浑河流域特枯水年缺水情况重于太子河流域，平水年和偏枯水年缺水情况轻于太子河流域。