4水资源状况及其开发利用现状分析.docx
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4水资源状况及其开发利用现状分析
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4.1水资源状况
4.1.1水资源分区
水资源分区采用区域区划的有关规定和方法，在高级分区中以水资源中地表水的区域自然形成（流域、水系）为主，在低级分区中，考虑供需系统及行政区域，水资源分区与行政区域有机结合，保持行政区域和流域分区的统分性、组合性与完整性，适应水资源评价、供需分析、合理配置、节约保护、综合治理和科学管理等工作的需要。
根据贵州省水资源综合规划水资源分区成果，石阡县全境属于长江流域一级水资源分区；二级水资源分区包括乌江和洞庭湖水系；三级分区包括乌江思南以上和洞庭湖水系的沅水浦市镇以上；四级分区为思南以上的余庆河～石阡河、沅江浦市镇以上的施洞以上四级分区。
结合石阡县河流分布状况，地形地貌及水文地质特点，综合分析水资源开发利用及今后规划等因素，将石阡县划分为6个水资源五级区：
直汇乌江区、余庆河区、本庄河区、黑滩河区、石阡河区、汇入沅江流域区。
石阡县全县面积为2165.49km2，其中境内乌江流域面积为2070.51km2，占全县面积的95.6%，境内洞庭湖水系流域面积为94.98km2，占全县面积的4.4%。
石阡县河流水系及水资源分区见图1和图2。
各水资源区面积见表4.1.1-1。
表4.1.1-1石阡县水资源分区表
一级
二级
三级
四级
五级
分区面积
（km2）
长江
乌江
思南以上
余庆河～石阡河
（2070.51km2）
直汇乌江
36.84
余庆河
336.11
本庄河
171.23
黑滩河
79.24
石阡河
1447.09
洞庭湖水系
沅江浦市镇以上
施洞以上
（94.98km2）
汇入沅江
94.98
4.1.2水资源的时空分布规律
4.1.2.1降雨的时空分布特点
根据石阡县境内站网布设状况，选择石阡气象站、石阡水文站、石固雨量站、坪山雨量站、聚凤雨量站、本庄雨量站、白沙雨量站、扶堰雨量站、甘溪雨量站、中坝雨量站、尧寨雨量站等站进行分析，依据各站实测资料，并以石阡气象站为参证站，对各站降雨资料进行插补延长，计算各站多年平均降雨量成果见表4.1.2-1。
表4.1.2-1石阡县境内雨量站情况表
站名
降雨量均值（mm）
Cv
观测项目
备注
石阡气象站
1103.3
0.16
降雨、蒸发、气温等
Cs=2Cv
石阡水文站
1093.4
0.16
降雨、径流等
石固雨量站
1016.9
0.19
降雨
坪山雨量站
1191.4
0.21
降雨
聚凤雨量站
1069.0
0.18
降雨
本庄雨量站
1145.6
0.17
降雨
白沙雨量站
1141.2
0.18
降雨
扶堰雨量站
1150.2
0.21
降雨
甘溪雨量站
913.6
0.17
降雨
中坝雨量站
1051.0
0.16
降雨
尧寨雨量站
858.4
0.35
降雨
依据以上各站的分析计算成果，按各分区雨量站降雨成果采用面积加权平均得到各分区的多年平均降雨量成果，再结合贵州省水文水资源局的有关等值线图分析，则石阡县的多年平均年降水量为1093mm，其中，直汇乌江区为1145.6mm，境内余庆河区为1069.0mm，本庄河区为1145.6mm，黑滩河区为1141.2mm，石阡河区为1103.3mm，沅水流域区为1016.9mm。
总的分布趋势是由西南向东北逐渐减少。
年降雨量的变差系数在0.16-0.21之间。
以石阡县气象站1957～2007年降雨系列为例进行分析，降雨年际变化不大，但年内分配不均，汛期5～10月降水量占全年降水量的73%，枯水期11～4月降水量占全年降水量的27%。
多年平均各月降水量占年降水量的比例见表4.1.2-2。
表4.1.2-2石阡气象站多年平均降水量年内分配表
月份
5
6
7
8
9
10
11
降水量
169.9
198.1
142.2
115.0
84.3
95.5
51.1
占年%
15.4
18.0
12.9
10.4
7.6
8.6
4.6
月份
12
1
2
3
4
全年
降水量
24.0
27.4
29.1
44.8
121.8
1103.3
占年%
2.2
2.5
2.6
4.1
11.0
100
4.1.2.2陆地蒸发的地区分布
陆地蒸发系指裸地、水体和植物蒸腾，其平均值等于流域平均年降水量减去平均年径流深，它的大小取决于有利蒸发的气候条件和流域对蒸发的供水条件，这两种条件从相反方向影响，使得陆地蒸发的年际变化与地区变化都比较稳定。
石阡县陆地蒸发量变化在500～600mm之间，总的分布趋势是由西北向东南逐渐升高，相对高值区在石固一带，相对低值区在石阡县城一带。
4.1.2.3径流的年内分配与年际变化
石阡县的河流属典型山区雨源型河流，径流来源于降水补给，径流特性与降雨特性基本一致，即年际变化不大；但年内分配不均，洪枯流量间变化较大。
石阡河是石阡县境内主要河流，其境内流域面积占全县总面积的66.8%。
经对石阡水文站1963～1998年的径流资料进行统计分析，其多年平均流量为13.90m3/s，最大年均流量为20.60m3/s，最小年均流量为6.75m3/s，径流主要集中在5～10月，该期径流量占全年径流量的72.3%，枯季（11～4月）径流量仅占全年径流量的27.7%。
其中5～7月最集中，径流量占年总量的50%以上。
最大年和最小年分别是多年平均流量的1.48倍和0.49倍，丰枯比为3.05。
径流年际变化不大，且枯季径流相对平稳。
石阡县水文站多年平均流量年内分配表见表4.1.2-3。
表4.1.2-3石阡县水文站多年平均流量年内分配
月份
5
6
7
8
9
10
11
流量
27.40
35.50
21.30
14.10
9.53
11.60
9.72
占年%
16.79
21.05
13.05
8.64
5.65
7.11
5.76
月份
12
1
2
3
4
全年
流量
5.22
4.39
5.34
5.49
16.40
13.90
占年%
3.20
2.69
2.96
3.36
9.73
100
4.1.2.4泥沙分布规律
石阡县河流的泥沙主要来源于流域面上的水力侵蚀，它与暴雨强度、地形、土壤、植被、地质以及土地利用情况有关，每年雨季即是河流的产沙季节，一般说来，每年第一、二次暴雨洪水或久旱后的暴雨洪水含沙量较大。
分析石阡河上的石阡水文站多年泥沙观测资料，年内输沙一般集中在5～9月，特别是主汛期的几次洪水中：
10月～次年4月较小，最小月平均含沙量多出现在12月～次年4月，此段时间河水清澈透底。
从现场勘察情况看，石阡县植被较好，境内岩溶发育。
根据石阡站长系列观测资料主，参照《贵州省地表水资源》有关等值线成果，境内多年平均侵蚀模数为100～200t/km2。
4.1.3水文基本资料
4.1.3.1参证站选择
石阡县境内石阡河干流上设有石阡水文站，位于石阡县城汤山镇，集水面积719km2。
石阡水文站基本情况见表4.1.3-1。
表4.1.3-1石阡县境内水文观测站基本情况表
测站
名称
流域面积
F（km2）
观测项目
设立时间
观测年限
石阡
719
降水、水位、
流量、泥沙等
1958年12月
1960年下迁100m，1999年-2002年未测流
石阡水文站位于石阡河中游河段，流域控制面积719km2，具有1959～1998年40年水文观测资料（1999年～2002年因受下游翻板坝影响，仅有水位观测资料，未测流量，本次规划采用1963～1998年资料系列），石阡水文站资料系列长，气象特征及下垫面条件与规划区一致，三性较好，故本次规划选用石阡水文站作为本次规划的水文参证站。
石阡县境内设有石阡气象站，境内设有本庄雨量站、聚凤雨量站、白沙雨量站、石固雨量站等雨量站，石阡气象站降水、雨量等观测资料齐全，资料系列长，观测精度高，故选择石阡气象站作为本次规划的气象参证站，其它雨量站的资料作为面降水量分析及分区水资源量分析时使用。
4.1.3.2水文站网测验情况
（1）石阡水文站
石阡水文站位于石阡河中游河段石阡县城原汤山镇高塞，设立于1958年12月，隶属贵州省水文水资源局（原水文总站），为国家基本站网，是乌江水系右岸支流的代表站之一，控制集水面积719km2，占石阡河全流域面积的48%。
境内石阡河流域占全县总面积的66.8%。
原基本断面受1960年5月特大洪水破坏，于当年8月下迁100m，测验河段顺直，河床稳定长约1100m，主要对石阡河的水位、流量、泥沙、降水、蒸发及水质作定位观测。
其中水位观测为自动水位计记录，流量施测采用可控硅电动缆道测流仪岸上操作测流，降水观测由自动雨量计记录。
根据实测大断面资料分析，水文站测流断面稳定，没有明显的冲淤变化，其综合水位～流量关系线呈单一线。
水文站所测资料精度高，数据可靠，历年水文资料已由省水文水资源局正式整编刊布。
1999年～2002年因受下游翻板坝影响，仅有水位观测资料，未测流量。
2002年12月，水文站断面下迁1.2km，同时开始测验，具有2003年至今的水位、流量、泥沙、降水、蒸发等观测资料。
经分析，因资料分析系列不连续，考虑其系列长度已满足SL278-2002《水利水电工程水文计算规范》的要求，本次资料系列至1998年，由于插补延长比较困难，本次规划没有进行资料的插补延长。
（2）石阡气象站
石阡气象站位于石阡县东旺塞（城效），建站于1958年10月，具有建站以来至今的观测资料，为国家基本气象站。
观测项目较完全，有降雨、气温、蒸发、风速、风向、湿度、日照等项目。
观测场位于东经108°19′，北纬27°33′，海拔高程约467.5m（黄海高程），采用自记结合人工观测方法，汛期进行四段制、八段制观测，枯季采用二段制观测，降水资料能够从降水变化趋势上反映流域降水特性。
该站自1959年开始观测，具有1959～2007年共48年的降水资料，观测资料精度较高，该站资料每年都进行资料整编，且均由贵州省气候资料中心整编，成果可靠，代表性好。
（3）境内其它雨量站
经贵州省水文总站规划，县内先后建立了石固、中坝、坪山、聚凤、本庄、白沙、扶堰、甘溪、尧寨等9个雨量站，具体情况见表4.1.3-2。
表4.1.3-2石阡县雨量站情况表
站名
位置座标
设站
年份
观测
迄止日期
东经
北纬
石固雨量站
108°27′
27°34′
1964
1981～2008，缺测1994～1995
坪山雨量站
108°13′
27°23′
1964
1980～2008
聚凤雨量站
107°58′
27°23′
1963
1980～2008
本庄雨量站
107°55′
27°33′
1985
1987～2008
白沙雨量站
108°02′
27°29′
1984
1986～2008，缺测1993～1994
扶堰雨量站
108°02′
27°22′
1984
1986～2008
甘溪雨量站
108°08′
27°25′
1984
1985～2008，缺测1988～1989
中坝雨量站
108°12′
27°28′
1984
1985～2008
尧寨雨量站
108°18′
27°26′
1984
1985～2008
以上雨量站由于观测资料年限较短，经插补延长后，主要用于流域面雨量的计算及分区水资源量计算。
4.1.3.3基本资料评价
（1）石阡水文站
本次对采用的石阡水文站1963年至1998年35年资料系列进行三性分析。
1）可靠性
水位资料
石阡水文站自建站以来均以自记水位计观测水位，以人工观测值校核，水位精度较高，历年的水位过程和峰型变化基本相应，不存在明显的不合理现象，该站的水位资料整编也具有较高的精度。
流量资料
流量基本上为缆道测流仪测流，测次在时间变幅和过程上分布较为均匀，基本上控制了流量的变化过程。
从历年的整编成果上看，资料尚属合理。
另外，该站测验河段比较顺直，高水控制良好，测次分布合理。
该站流量测验及资料整编的精度也较高，因此，该站流量资料可靠。
2）一致性
流域内与外流域无水量交换情况，无大型引水、调水工程，流域内无重大的人类活动影响，流域内气候条件和下垫面条件基本稳定，水文站实测资料是在一致条件下产生的，资料的一致性较好。
石阡水文站的水文测验和资料整编按规范要求进行。
经复核，测站基本资料可靠，整编成果合理，资料精度能满足本阶段规划要求，可直接采用刊印成果。
图4.1.3-1石阡水文站逐月年平均流量分析线
3）代表性
对石阡水文站径流资料进行不同系列长度统计参数比较分析，成果见表4.1.3-3。
表4.1.3-3石阡水文站各长短系列统计参数分析表
资料系列
统计参数
年份
长度
（水文年）
时段
均值（m3/s）
Cv
Cs/Cv
1973-1998
25
年值
13.7
0.27
2
11-4月
7.38
0.40
2
最小月
3.57
0.32
2.5
1963-1998
35
年值
13.9
0.27
2
11-4月
7.77
0.42
2
最小月
3.45
0.32
2.5
对选用的石阡水文站1963～1998年共35年（水文年）的实测径流资料点绘差积曲线，可见，丰水年为12年，平水年为10年，枯水年为13年，而且包含了1967～1970、1994～1998年连续丰水年，1991～1994年连续平水年，1973～1975、1984～1990年连续枯水年。
从历年年径流过程变化趋势看，该系列丰、平、枯交替，丰、平、枯年份比例恰当，系列中具有连续丰、平、枯水年份，资料系列较长且比较完整地反映了水文规律的周期性，所有资料均经贵州省水文水资源局整编刊印，质量精度较高，系列较长，代表性较好。
石阡水文站年径流累计曲线及差积曲线图见图4.1.3-2及图4.1.3-3。
图4.1.3-2石阡水文站年径流累计曲线
图4.1.3-3石阡水文站历年年均流量差积曲线图
石阡水文站资料系列较长，代表性、一致性较好，且所有资料均经贵州省水文水资源局整编刊印，资料精度较高，完全能够满足本阶段水文计算的精度，而且满足水文水利规范的要求，所以石阡水文站（老）作为本次规划的参证站是合适的。
（2）石阡气象站
1）可靠性
石阡气象站属国家基本站，汛期进行四段制、八段制观测，枯季采用二段制观测。
该站降水观测均按规范要求进行，资料整编的精度也较高，降水资料可靠。
2）一致性
石阡气象站自建站自今，站点未发生改变，观测的资料均在一致的条件下产生，所处流域内气候条件及下垫面条件基本稳定地，观测场不受高大建筑物及树木的影响，根据1959～2007年降水资料分析线，说明了系列具有一致性。
图4.1.3-4石阡县年降水量分析线
3）代表性
对石阡气象站径流资料进行不同系列长度统计参数比较分析，成果见下表。
表4.1.3-4石阡气象站长短系列统计参数分析表
资料系列
统计参数
年份
长度
均值
Cv
Cs/Cv
1972～2007
35
1095.7
0.16
2
1959～2007
48
1103.3
0.16
2
从表中可见，径流系列虽然相差13年，但系列的Cv一致，年降水量均值也仅相差2.4%，说明其统计参数稳定，资料具有代表性。
从长系列看，丰、平、枯年份比例恰当。
石阡气象站资料系列较长，代表性、一致性较好，且所有资料均经贵州省气象局整编刊印，资料精度较高，完全能够满足本阶段水文计算的精度。
4.1.4石阡水文站径流计算
石阡水文站集水面积F=719km2，多年平均径流深Y=610mm，由于1999～2002年无测流，且还原困难，故本次规划采用该站1963～1998年系列，将石阡水文站1963～1998年历年逐月平均流量按水文年、10～次年3月、最小月进行频率分析计算，并以P-
型曲线适线，由此得其年径流系列的统计参数，成果见表4.1.4-1。
表4.1.4-1石阡水文站径流频率分析计算成果表
时段
统计参数
设计值（m3/s）
Q（m3/s）
Cv
Cs/Cv
P=5%
P=20%
P=50%
P=80%
P=95%
水文年
13.9
0.27
2
20.6
16.9
13.6
10.7
8.35
10～3月
7.03
0.4
2
12.2
9.22
6.66
4.62
3.12
最小月
3.42
0.3
2.5
5.3
4.23
3.29
2.54
1.98
图4.1.4-1石阡水文站年平均流量频率曲线
图4.1.4-1石阡水文站10~3月平均流量频率曲线
4.1.5境内其它雨量站观测资料分析
石阡县境内除石阡气象站有降雨观测外，还设有石阡水文站、石固雨量站、坪山雨量站、聚凤雨量站、本庄雨量站、白沙雨量站、扶堰雨量站、甘溪雨量站、中坝雨量站、尧寨雨量站等站。
石阡气象站观测资料从1959年至2007年，石阡水文站实测降雨系列为1959～2005年（缺1994～1995年实测资料），其他各站观测资料年限见表4.1.3-2，由于资料年限较短，根据规范要求，本次分析，以石阡气象站为参站，将其它各站降雨资料延长，各站延长后资料系列长度为1978年至2008年。
各站降雨系列统计参数见表4.1.2-1。
4.1.6地表水资源量
4.1.6.1水文比拟法推求
各分区的地表水资源量依据石阡水文站的径流分析计算成果，采用各分区的面降雨量和径流系数修正的水文比拟法计算。
即：
Wa=W×（Fa/F）×（Pa/P）×（αa/α）
式中：
Wa为各区多年平均径流量（万m3）；
W为参证站多年平均径流量（万m3）；
Fa、F为各区、参证站的集雨面积（km2）；
Pa、P为各区、参证站的多年平均面降水量（mm）；
αa、α为各区、参证站的径流系数。
根据石阡县境内雨量站分布，各区面降雨量结合年降水量等值线图确定。
见表4.1.6-1。
表4.1.6-1 各水资源区面雨量
分区
集雨面积
（km2）
代表站
降雨量统计参数
年均值（mm）
Cv
Cs/Cv
直汇乌江区
36.84
本庄雨量站
1145.6
0.17
2
余庆河区
336.11
聚凤雨量站
1069.0
0.18
2
本庄河区
171.23
本庄雨量站
1145.6
0.17
2
黑滩河区
79.24
白沙雨量站
1141.2
0.18
2
石阡河区
1447.09
石阡雨量站
1093.4
0.16
2
汇入沅江流域区
94.98
石固雨量站
1016.9
0.19
2
石阡县合计
2165.49
1093.0
0.17
2
结合贵州省水文水资源局的有关等值线图和石阡河流域规划报告分析径流系数，石阡河水文站径流系数为0.54，石阡县境内径流系数取0.54。
水文比拟法推求的各区水资源量见表4.1.6-2。
表4.1.6-2水文比拟法推求的各区水资源量
分区
多年平均
（万m3）
不同频率设计值（万m3）
5%
20%
50%
80%
95%
直汇乌江区
2276.4
3372.6
2771.1
2221.3
1749.7
1368.1
余庆河区
19380.2
28712.6
23591.7
18911.3
14896.4
11647.6
本庄河区
10580.6
15675.6
12879.9
10324.6
8132.7
6359
黑滩河区
4877.6
7226.4
5937.6
4759.6
3749.2
2931.5
石阡河区
85344.1
126441
103890.4
83279.4
65599
51292.4
汇入沅江流域区
5209.7
7718.4
6341.8
5083.7
4004.4
3131.1
石阡县合计
127668.6
189147
155412.5
124579.9
98131.4
76729.7
4.1.6.2降雨径流频率相应法推求
各水资源区的地表水资源量，采用降雨径流频率相应法推求。
径流Cv计算根据贵州省经验公式，径流Cv值可由以下公式计算：
式中：
Cv—年径流量变差系数；
Cvx—年降水量变差系数；
F—流域面积，不足100km2按100km2算；
—多年平均径流系数；
r、m、β—地区性经验系数，根据《贵州省地表水资源》辅图2，r取1.30、m取0.7、β取0.04。
查贵州省水文水资源相关等值线图，石阡县多年平均径流系数取0.54，由上式可得各水资源区年径流变差系数Cv值，取Cs=2Cv，可得各水资源分区径流统计参数及不同频率水资源量，见表4.1.6-3和表4.1.6-4。
表4.1.6-3 石阡县水资源区径流统计参数
分区
多年平均降雨量
（mm）
年
降雨
Cv
多年平均径流
系数
年径流统计参数
多年平均
径流量
（万m3）
径流模数
（万m3/km2）
多年
平均
径流深
（mm）
Cv
Cs/Cv
直汇乌江区
1145.6
0.17
0.54
618.6
0.30
2
2279.0
61.86
余庆河区
1069.0
0.18
0.54
577.3
0.31
2
19402.3
57.73
本庄河区
1145.6
0.17
0.54
618.6
0.30
2
10592.7
61.86
黑滩河区
1141.2
0.18
0.54
616.2
0.32
2
4883.1
61.62
石阡河区
1093.4
0.16
0.54
590.4
0.27
2
85441.4
59.04
沅江流域区
1016.9
0.19
0.54
549.1
0.34
2
5215.6
54.91
石阡县合计
1093.0
0.17
0.54
590.2
0.28
2
127814.1
59.02
表4.1.6-4 石阡县水资源区不同频率水资源量
分区
统计参数
不同频率年径流量（万m3）
年均值
（万m3）
Cv
Cs/Cv
20%
50%
80%
90%
95%
直汇乌江区
2279.0
0.30
2
2825.6
2211
1692.9
1458.4
1282.4
余庆河区
19402.3
0.31
2
24200.0
18784.4
14246
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