仁寿水库水文.docx

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仁寿水库水文

2水文

2.1基本资料

（1）基本资料收集情况

金马河属沱江水系，是沱江中游右岸六级小支流，其归属关系依次是：

金马河—杜家河—杨家河—龙水河—通江河—球溪河—沱江。

见“球溪河流域水系示意图”。

金马河河长17.0km，河源高程480m，河口高程382m，天然落差98m，平均比降5.8‰，流域面积43.7km2，河口多年平均流量约0.51m3/s，最枯月濒于断流状态。

四川省水文局在球溪河下游设有北斗水文站。

仁寿县水务局提供了该站1985～2010年“月平均流量及年最大流量统计表”、“高滩水库气象资料”（1991～2010年），以及“双马水库工程项目建议书”（2005年5月）、“仁寿县城区金马河防洪堤工程地质勘察报告”（2011年6月）、“仁寿县龙水河治理实施规划”（2011年9月）、“仁寿县城区防洪初设报告”（2011年12月）。

（2）基本资料复核情况

1）北斗水文站基本情况

北斗水文站始建于1958年，位于球溪河下游北斗镇先锋村（地理位置为东经104°26´、北纬30°01´），属省管水文站，径流资料翔实可靠。

该站控制流域面积1856km2，占球溪河流域面积（2482km2）的74.8%，但对于上游各级支流（尤其是河源区小支流）的控制作用却相对较差，不宜直接移睐用。

2）仁寿气象站基本情况

仁寿气象站位于仁寿县城（文林镇）东侧，紧邻高滩水库工程区。

仁寿县气象局提供的“高滩水库气象资料”（1991～2010年）虽然只有20年，但观测项目较齐全而且较翔实，主要项目有：

气温、湿度、降水、风向风速、地温及蒸发，其中，降水资料是从1981年开始观测，但，在1981～1990年的降水资料中，却只有各年年均而无各年月平均统计资料，即这10年降水观测资料只剩下了一项作用：

在多年年均降水量统计中，可使统计系列达到连续30年。

3）其它相关资料

在与本流域直接或间接相关的几项成果资料中，水利部四川水利水电勘测设计研究院（以下简称“省水利院”）提出的《仁寿县双马水库工程项目建议书》中的径流成果资料具有较突出的采信价值。

双马水库位于仁寿县东南一角，该库所在的白沙河属岷江下游右岸一级支流越溪河的右岸小支流，河长21km，流域面积57.0km2，河道平均比降3.44‰，河宽10～20m，洪、枯水位变幅较大。

流域内多年平均气温、多年平均蒸发量、多年平均降水量等气候资料皆为仁寿气象站于2005年提供；其它基本参数也与金马河流域的特征值基本相似。

据省“水文手冊”，白沙河与金马河的多年平均径流深皆在350～450mm两条等值线之间，可按“比拟法”移用。

由于北斗水文站对于上游各级支流（尤其是河源区小支流）控制作用相对较差，“仁寿县龙水河治理实施规划”（2011年9月）及“仁寿县城区防洪初设报告”（2011年12月）中的径流成果资料多以“水文手冊”为基础，只有一定的参考作用。

2.2金马河流域自然概况及特征值分析

（1）自然概况

金马河发源于龙泉山南麓东侧深丘地带，源流段称龙王沟，向东南流经一处以囤蓄为主的小（Ⅱ）型水库后，即抵仁寿县城西北侧（此段河长约1.56km），续绕城区南缘向东流至城东一侧后，即呈弓状转向东北，至油房沟复向东流，纳左岸赵家沟后即急转向北，再纳左岸梅家桥沟后，即向东迂回，与南来的伍家沟相汇，于两河口汇入杨家河。

金马河中下游河曲发育，水流不畅。

金马河流域地理位置介于东经104°07′21″～104°12′30″、北纬30°01′01″～30°01′33″之间，流域面积为43.7km2，河长17.0km，河源高程480m，河口高程382m，天然落差98m，平均比降5.8‰，河口多年平均流量约0.51m3/s。

金马河流域形状类似一叶银杏，属四川东部盆地侏罗纪红层丘陵区，地势走向西高东低，蛇行于深丘——浅丘——平坝过渡带，谷、坝相间，河槽宽度多有变化，一般在10m左右，最窄处约6m，最宽处约30m，河床质多属耕地表层及裸地表层流失物质（在城区河段间有污水沉澱质）。

就总体而言，金马河流域垦殖程度相对较高，地表多呈沟沖与岗峦相间的复合地貌景观，下垫面产流、汇流条件一般。

由于河源区缺乏水源涵养能力，金马河在枯水期基本断流，同时蜕为城市生活污水的输送通道。

金马河流域的最大特点是：

年际年内降雨时间分配极度不均，6、7、8三月多年平均降水量（513.7mm）约占全年多年平均降水量的56.8%，即盛夏三个月的降水量超过其余九个月的半数有余，以致旱洪交替，灾害频繁。

这也是盆地丘陵区共同面临的症结问题，尤以河源区各級小支流为甚，其中，与城市关系密切的金马河更是不堪重负——雨季洪水成灾，无雨污水汇流。

位于金马河中游的高滩水库坝址区控制集雨面积为15.50km2（占全流域面积的35.47%），河长8.5km，河道平均比降约5.6‰，多年平均流量0.177m3/s、径流量558.2万m3，可利用水资源较为贫乏（径流系数仅0.4左右），与陆上环境容量，尤其与人居强度，显得极不相称。

（2）流域特征值分析

从水资源角度看，金马河流域的河川径流主要来自大汽降水，无融雪及浅层地下水补充。

尽管多年平均降水量达905.0mm（最大达1195.1mm），但因丰水时段的地表径流多以雨洪出境，难以有效利用，除非加以有效拦蓄。

发生在2010年7月25日特大暴雨（以下简称“7.25暴雨”）达271mm，其中，凌晨4:

00～6:

00三小时雨量竟高达250mm（不仅占当日雨量的92.3%，而且占当年雨量的21%以上），瞬时汇流洶涌，洪峰尖瘦，县城被淹过半。

像这种久旱不雨、一雨成洪的天象乃集中凸显了盆地红层丘陵区旱洪交替的最大特点。

它与人类活动导致的某些负面影响（诸如垦殖过度等等），并没有十分显著的因果关系，主要还是暴雨笼罩面的不确定性造成的。

据北斗水文站统计资料，2010年属平水偏枯年，在面上并无特大暴雨同时发生。

而这种点、面关系的随机性却具有潜在威胁，在布置挡水建筑物时，值得特别注意。

按四川省水文区划、水利区划及其它有关区划成果判别，金马河流域为盆中红层丘陵“枯、平水区”中的春季少水地带，属于地表径流相对低值区，多年平均径流深介于350～450mm之间。

2.3气象资料

（1）流域气象条件

金马河流域属于四川盆地亚热带季风气候区，四季气候鲜明，具有春早气温多变化，夏无酷热雨集中，秋多绵雨湿度大，冬无严寒霜雪少的特点。

工程区年均气温为17.5°C，极端最高气温39.9°C，极端最低气温－2.9°C；年均蒸发量为1285.8mm、最高达1451.4mm、最低为1118.1mm；年均地温为20.1°C，极端最高为67.7°C，极端最低为－6.0°C；年均相对湿度为76%、极端最低为13%；历年多北风（N），次为北北东风（NNE），一般风速在0.7～2.1m/s之间，最大风速为11.0m/s（NNE），极大风速可达18.2m/s（SSE）。

2010年7月平均风速为1.3m/s，最大为8.9m/s（NNE）。

工程区多年平均降水量为905.0mm（主要集中在6、7、8三月），最大为1195.1mm（1981年），最小为539.5mm（2003年），二者相差2.2倍；多年平均降水量≥0.1mm的天数达136.5日、≥5mm的天数为38.3日、≥10mm的天数为22.1日、≥25mm的天数为8.0日、≥50mm的天数为2.6日，而≥100mm的天数仅0.6日，即暴雨发生在金马河流域的机率甚小，而“7.25”特大暴雨发生在该流域的机率就更小，其或然性极大；在广袤丘陵地区的背景条件下，对局部点位而言，此次特大暴雨的发生，对于金马河流域不具备必然性及其相关规律方面的前提条件。

（2）降水量统计分析

仁寿气象站降水观测是从1981年开始，共有30年连续资料，其中，对于1981～1990年只提供了年平均资料，详见本章附表1。

年均及月均简明统计见表2.3-1

表2.3-1“7.25暴雨”发生年份及其它特征年型降水量简明汇总表（1981～2010）单位：

mm

月

年

1月

2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

年均

2010年

1.1

2.7

17.2

44.6

67.1

140.2

463

257

128.9

36.1

16.6

13.5

1188.3

多年平均

10.8

13.2

28.8

60.7

80.5

142.9

171

200

91.8

41.2

18.7

7.8

905

最大值

23

49

75

155

171

278.2

463

370.5

236.9

68.9

39.7

21.3

1195.1

最小值

1.1

0.2

4.2

25.9

23.9

43.8

34

56.9

16.2

15.1

0.2

0

539.5

仅据20年较完整的年、月降水资料统计，金马河流域全年≥0.1mm～≥10mm的天数达196.9日，占全年的53.95%，主要发生在10月～翌年3月“冬半年”，此时段基本不会形成地表径流，因“冬半年”地温也在7.6～16°C左右，降水只可满足裸地吸收，从而致使全流域频于冬干春旱状态。

年内≥25mm的天数为8.0日，主要发生在6、7、8三月，可逐渐形成地表径流；≥50mm的天数2.6日，主要发生在7、8两月，可形成较大地表径流；≥100mm的天数0.6日，主要发生在6月～8月，可形成不同量级的瞬时洪水，一般多在3小时左右。

（3）蒸发量分析

从气象要素特征值可知，仁寿县气候条件中的某些要素条件本来相对较好，但因年均蒸发能力（1285.8mm）为年均降水量（905.0mm）的1.42倍，以及年内降水时空分配严重不均，再加之地温较高（年均地温为20.1℃、夏季可达67.7℃），在陆地蒸发能力及汽化蒸腾的持续作用下，必然造成水因子严重失调，表现为陆面干燥，水面蒸发剧烈，致使光热资源变成致旱因素。

这有盆地丘陵区众多小型蓄水工程与农田同步干涸为证，民谚称之为“白天装太阳、晚上装月亮”。

上述情势对于工程区集水面积甚小，下垫面产流条件及涵养条件且又不佳的情况而言，显得更为严峻。

2.4径流分析计算

（1）北斗站年、月平均流量统计分析

北斗水文站始建于1958年，位于球溪河下游北斗镇先锋村，属省管水文站，径流资料可靠。

根据仁寿县水务局提供的26年（1985～2010年）系列资料分析，由于北斗站控制流域面积（1856km2）占球溪河流域面积（2482km2）的74.8%，这对于上游各级支流（尤其是小支流）的控制作用相对较差。

金马河为球溪河的4级支流，其流域面积（43.7km2）仅占北斗站控制面积的2.35%；高滩水库坝段集水面积只有15.5km2，仅占北斗站的0.84%，趋于点、面关系，而面上的单位面积降水量与产水量并不是平均值。

在这种背景条件下，对北斗站的径流资料则不能按“比拟法”之类的方法移用。

北斗站径流量测验情况见本章附表2；简明情况见表2.4-1：

表2.4-1球溪河北斗站2010年及其它特征年型月均及洪峰流量简明汇总表

单位：

m3/s

月年

1月

2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

洪峰流量

发生月日

2010

5.28

6.63

8.39

10.6

25.2

33.2

89.5

112

68.7

14.6

10.3

6.3

780

8月3日

多年年均

3.27

3.71

7.75

10.5

19.8

36.4

49.14

66.05

44.24

12.35

7.86

3.98

1087

最大

12

14.8

16.7

19.5

40.4

94.9

149

128

163

29.1

33.1