水文
2 水文
2.1 水文及复核
2.1.1流域概况
也那沟水库属于小（1）型水库，水库大坝位于黔西县中建乡，距黔西县城北东约70km处，有公路直通水库，交通较为便利。水库所在流域在野济河左岸二级支流小河沟上，一级支流为马路河。小河沟发源于斗篷山，河流由南西向北东流，流经杨家湾转向北西，流经陶家垭口段转为西南流向，在化冲处汇入马路河，转向南流一直到汇入野济河。水库的地理位置坐标为东经106°18′，北纬27°17′。在1：1万地形图上复核得到坝址以上集水面积11.9km2（其中明流区7.5km2，闭流区4.4km2）。水库以防洪灌溉为主、兼顾供水，灌区范围为中建乡的红星、民主、以那三个村，灌溉面积3500亩。野那沟水库属于长江流域乌江水系。坝址以上主河道长4.2km，河床平均比降93.97‰，坝址处高程1177.20m。
本工程位于中亚热带季风湿润气候区，气候温和，流域内植被多为落叶乔木，森林覆盖率相对较低，水土流失较轻。查《贵州省地表水资源》等值线图，野那沟水库流域多年平均悬移质输沙模数为200～500t/k m2·a。
野那沟水库流域参数根据1:5万和1:1万地形图复核，其集雨面积、主河道长度、比降、几何特征值等参数复核值表2-1。
野那沟水库气象资料参照金沙县气象站实测资料, 所在流域属贵州省毕节地区勘测设计研究院1
中亚热带湿润季风气候区，具有冬无严寒、夏无酷暑、春迟夏短、秋旱冬长、水热同季、干湿分明等气候特点。流域多年平均降雨量1033.1mm，多年平均气温约15℃，最热的7月平均气温25℃左右，最冷的1月平均气温4℃左右，极端最高气温38.4℃，极端最低气温－6.8℃，全年平均无霜期287d，最多364d，最少241d，年平均日照1098h，占可照日数的24%，无霜期297d，年相对湿度82%，年出现最多的是偏东风，风力一般l～2级，最大为11级。由于降雨时受空分布影响，最大年(1984年)降雨量为1337.9mm，最小年(1990年)降雨量仅725.6mn，相差达1.84倍。多年平均风速1.6m/s，最大风速15m/s，风向以NE风居多。流域地处高原山区，昼夜温差大，常形成夜雨。主要灾害性天气有冰雹、干旱、暴雨等。
流域地处中亚热带，属中亚热带湿润季风气候，流域水汽主要来自印度洋孟加拉湾，由于地势较高，多年平均相对湿度较其它地区低。流域内地表径流主要来自降雨，但降雨时空上分布不均，大多集中在每年5～10月，降雨量占全年降雨总量的70～80%。暴雨一般出现在5～10月，日雨量大于100mm的暴雨主要出现在6～8月，暴雨天气类型主要是冷峰低槽型和两高切变型，汛期比其他地区出现晚。
2.1.3 水文参证站选择
一、测站选择
野那沟水库流域内无实测水文资料，也无雨量站资料。但邻近流域有野纪河石板桥雨量站、黔西气象站、金沙气象站，金沙气象站距野那沟水库30km，资料系列长，代表性好。经分析比较，本次复核采用资料代表性好的金沙气象站作为水文计算的参证站，采用资料系列为1957～2006年共50年年降雨资料、1952～2006年共55年年最大一日暴雨资料、1980～2006年共27年月蒸发量资料、及1980～2006贵州省毕节地区勘测设计研究院2
年共27年年最大1h 暴雨资料，并结合《贵州省暴雨洪水计算实用手册》有关等值线图，合理确定野那沟水库流域设计暴雨参数。
二、资料分析
1、可靠性
金沙气象站使用20cm雨量器观测雨量，每年观测资料都经贵州省气象局整编，符合《地面气象观测规范》，资料精度可靠。
2、一致性
金沙气象站自设立以来未作位置的调整，附近没有高的树木和建筑物影响雨量观测，降雨资料具有一致性。
3、代表性
金沙气象站在1957年到2006年的50年年降雨资料中，包含了1964、1984年等丰水年；1957年、1983年、2002年等平水年；1971年、1990年、2003年等枯水年。
从金沙气象站历年年降雨过程变化趋势看，系列值丰、平、枯交替，比较完整地反映了年际降雨规律的周期性。对金沙气象站1957～2006年降雨量分不同长度进行统计，金沙气象站不同年限统计参数见表2-2。
1033.1～1036.7mm，变化幅度为0.35%。变差系数为0.15～0.16，变化幅度为6.7%。根据统计结果分析，金沙气象站代表性较好。
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2.1.4 径流复核
本次设计以降雨径流频率相应法计算，根据金沙气象站参证站情况及计算结果，并结合《贵州省地表水资源》中相关等值线图，综合分析后选取合适的计算成果作为本次设计的径流计算成果。
一、设计年降雨量计算
据前所述，以金沙气象站作为野那沟水库水文计算的参证站，金沙气象站观测有1957年至今（本次收集到2006年）的降雨资料，对金沙气象站1957年～2006年逐年降雨量采用P-Ⅲ曲线适线（见图2-1）统计，金沙气象站多年平均降雨量P=1033.1mm，变差系数Cv=0.15。结合贵州省1956-2000同步期年降水量均值等值线图及贵州省1956-2000同步期年降水量变差系数Cv等值线图，金沙县所在流域多年平均降雨量为1000mm左右，变差系数介于0.15～0.20之间。以金沙气象站1957-2006年统计得多年平均降雨量及年降雨量变差系数与野那沟水库位于同一等值线区域内，因此，移用金沙气象站降雨量作为野那沟水库流域的降雨量。经计算得到野那沟水库不同频率年降雨量，计算成果见表2-3,降雨适线见图2-1。
表2-3 野那沟水库不同频率年降雨量计算成果
野那沟水库以灌溉为主，设计保证率为80%。流域内无实测流量及降雨量，采用金沙气象站降雨量作为野那沟水库流域内的降雨量，采用降雨径流频率相关法进行径流计算，水库多年平均径流量按公式W=0.1HF计算。查《贵州省地表水资源》上的贵州省多年平均径流系数等值线图，野那沟水库坝址以上流域多年平均径流系数α=0.42，根据前一节计算结果，野那沟水库多年平均降雨量P=1033.1mm，则贵州省毕节地区勘测设计研究院4
贵州省毕节地区勘测设计研究院 5 野那沟水库多年平均径流深H=P×α=1033.1mm×0.42=433.9mm 。根据公式W=0.1HF 计算，野那沟水库多年平均径流量W=0.1×433.9×11.9=516.3万m 3。再根据公式W=QT 可以求出野那沟水库流域多年平均流量Q=0.16m 3/s 。
径流Cv 值根据贵州省经验公式：
F
rCvx
C m vy lg βα+=
式中：Cvy —年径流量变差系数 Cvx —年降雨量变差系数 F —流域面积
α—多年平均径流系数
r 、n 、m —地区性经验系数，取 r=1.30、m=0.7、β=0.04 经计算得到野那沟水库年径流变差系数Cv=0.32。
结合《贵州省地表水资源》中贵州省年径流变差系数等值线图（集雨面积F<300km 2），野那沟水库径流变差系数为0.30～0.35之间，根据经验公式所计算的年径流变差系数等值线图上数据吻合，因此，认为野那沟水库年径流变差系数Cv=0.32是可靠的。
假定野那沟水库径流与降雨同频率，这样就可以按公式Xi=Kp×X 计算得到野那沟水库1957年到2006年共50个水文年理论径流系列，再通过降雨经验点距与适线点距的比值，对1957年到2006年共50个水文理论年径流系列进行修正，按降雨年内分配把年径流分配到各月。
另外，根据《贵州省河流枯水调查与统计分析》，野那沟水库所在流域最小日平均枯水模数为2.0L/s·km 2，则野那沟水库最枯日流量为23.8L/s 。以最枯日流量23.8L/s 作为月最枯流量（6.2万m 3）控制，
就得到野那沟水库1957～2006年逐月径流量。
据此可以计算出野那沟水库不同保证率的径流量，成果见表2-4、表2-5及图2-2、图2-3、图2-4及图2-5。
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表2-5 野那沟水库逐月径流成果表（枯水控制后）单位：万m3
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图2-1 野那沟水库多年平均降雨量适线图
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图2-2 野那沟水库多年平均径流量适线图
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图2-3 野那沟水库丰水期径流量适线图
图2-4 野那沟水库枯水期径流量适线图
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图2-5 野那沟水库最小月径流量适线图
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2.1.5 水库库容曲线复核
野那沟水库的库容曲线复核根据原设计水位～面积～库容关系曲线进行复核。具体复核结果见表2-6及图2-6。
2.1.6 水利调节计算
一、径流基本资料
根据金沙气象站雨量资料，结合《贵州省地表水资源》成果，初步分
析后确定，工程所在流域多年平均降水量1033.1mm，多年平均径流系数0.42，多年平均径流深433.9mm，变差系数0.32。由此可确定坝址以上流域多年平均年径流总量516.3万m3，P=80%年径流总量374.7万m3。本阶段兴利调节采用长系列调节计算，所采用为金沙气象站1980～2006年共27年蒸发资料，为与蒸发资料系列相统一，来水量资料年限也统一到1980～2006年共27年（来水量1980～2006年共27年多年平均径流量为510.7万m3，与516.3万m3误差仅为1.1%）。
二、用水量计算
野那沟水库灌区主要种植水稻、油菜等大小季农作物，设计灌溉面积3500亩（水稻复种油菜，复种指数1.8），灌溉水综合利用系数0.7。
1、水稻灌溉制度及灌溉定额
水稻灌溉模式结合贵州省实际情况，采用“薄、浅、湿、晒”灌溉模式，能够充分满足水稻个体生理和群体生态需水特性的要求，改善土壤中水、气、热状况，调节田间小气候，促进肥料分解，提高肥效，创造一个良好的环境条件，利于水稻的生长发育，使禾苗转青快，分蘖提早、集中，有效分蘖增多，抽穗开花整齐，穗大粒多，谷粒饱满，且不易倒伏，从而提高单产量，促进高产。“薄、浅、湿、晒”灌溉模式的技术要求是：薄水插秧，浅水返青；分蘖前期田间湿润管理，分蘖后期晒田；拔节孕穗期、抽穗扬花期灌薄水；乳熟期灌跑马水；黄熟期湿润落干，穗部勾头前，田间保持湿润，勾头后自行落干，详见表2-7。
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表2-7 水稻“薄、浅、湿、晒”灌溉制度技术要求表
验，结合黔西县的实地调查和试验数据，泡田定额取75m3/亩。生长期灌溉定额计算模式采用规范相关公式，逐旬田间水量平衡法推求。
泡田(打田)期水稻灌溉定额计算式(仅“浅-深-浅”制度使用）：
Mp=Mb+H+0.6×E20+f-R
式中：Mb—水层达到饱和程度的需水量，Mb =73.3mm；
H—自由水面水层深度，mm；
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R—有效降水，有效降水量Rm上限为100mm，若旬降水Ri>Rm时R=Rm，否则R=Ri；
f—田间下渗量，mm；
E20—φ20蒸发皿蒸发量；
水稻灌溉定额修正系数=0.792。
生长期水稻灌溉定额计算式：
Ms=Y-R+ΔH [Y=f+α×E20]
式中：Ms—水稻生长期需水量，mm；
Y—田间下渗量与蒸发量之和，mm；
ΔH—水面深度变化量，mm；
有效降水量最大值Rm(mm)=(Y+ΔH)/2，(若旬降水Ri>Rm时R=Rm，否则R=Ri)。
灌溉期起始旬五月中旬S Q=5.1，灌溉期总旬数X S=11。水稻灌溉制度见表2-9。
根据大方县气象站逐月降雨量和蒸发量按以上公式计算，得到野那沟水库灌区水稻灌溉定额均值为271m3/亩，变差系数为0.221，计算成果见表2-10及图2-7。
表2-9 水稻灌溉制度表
生长期日期天数水层深度灌水定额灌水
起止mm m3/亩次泡田期5月21日6月5日16 0 75
移植返青6月6日6月20日15 20～40 28 2 分蘖盛期6月21日7月20日30 20～0 16.5 1 分蘖末期7月21日7月31日11 0
拔节孕穗8月1日8月20日20 30～20 13.5 5 抽穗扬花8月21日9月5日16 20～10 12 1 乳熟9月6日9月20日15 10～5 22 2 黄熟9月21日10月10日20 0
合计6月1日9月30日143 271 11 贵州省毕节地区勘测设计研究院17
表2-10 水稻设计灌溉定额频率分析计算成果表
野那沟水库灌区旱作物为油菜，根据我省一些地区的旱作物灌溉试验资料，参考邻近省份经验，结合本灌区的实际情况，拟定各种旱作物的灌溉期和总需水量，见表2-11。
旱作物灌溉定额采用需水量扣除有效雨量法推求，而有效雨量又是降水量与降水利用系数的乘积，不同雨量级雨量的利用系数见表2-12 表2-12 不同量级雨量利用系数表
根据金沙县气象站1980-2006年逐月降水蒸发资料，应用我省分析拟定的灌溉定额计算公式，求得油菜历年逐月灌溉定额。将历年灌溉定额从小到大排队，并以P—Ⅲ型曲线适线，进行频率分析计算，得到过野那沟水库灌区油菜灌溉定额均值为93.7m3/亩，变差系数为0.11，计算成果见表2-13及图2-8。
表2-13 油菜设计灌溉定额频率分析计算成果表
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野那沟水库设计灌溉面积3500亩水稻，复种油菜2800亩。根据节水灌溉技术规范（SLT207-98），拟定野那沟水库渠系水利用系数为0.76，田间水利用系数为0.95，综合确定本项目灌溉水利用系数为0.72。则不同保证率灌溉用水量计算成果见表2-14。
3
野那沟水库是一座以灌溉为主的水库，兴利调节计算采用长系列法计算，生态用水按照多年平均径流量的10%下放（即0.016m3/s），蒸发渗漏损失量按水库月末蓄水库容的2%计算（具体见下表2-15，均值为0.005m3/s），根据相关规范规定，灌溉设计保证率取80%。
按“供需结合”的原则进行来、用水供需平衡计算，第i月时段的计算公式为：
V i+1=V i+W来-W用-W损-W生态
式中：V i、V i+1—分别水库第i月月初及月末的需水量
W来—水库第i月来水量
W用—水库第i月用水量
W损—水库第i月渗漏、蒸发损失量
W生态—水库第i月下放生态环境用水量
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根据野那沟水库坝址处1980～2006年来水量过程，灌溉用水量、水库耗损、下游生态用水过程进行水量平衡计算，按水库盈亏水量，统计历年库容值，并按年最大库容大小进行经验频率计算，从而求得设计保证率的兴利库容。根据长系列调节计算结果，野那沟水库兴利调节库容为49.47万m3（内插所得），本阶段野那沟水库兴利库容为60.6万m3，兴利调节满足灌区作物灌溉要求。兴利调节计算成果见表2-15及表2-16。
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