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user: 3. 松华坝水源区来水量分析 3.1. 分析方法 根据资料条件，因松华坝水库主要入流上有小河(中和)、甸尾(白邑)水文站，且小河与甸尾站控制的径流面积(493 km 2 )占松华坝水库坝址以上流域总径流面积(593 km 2 )的83.1%，故松华坝水库坝址以上流域来水量根据 图1. 河流水系及水文站点分布示意图 小河(中和)、甸尾(白邑)水文站实测径流系列，首先计算小河、甸尾水文站以上流域多年平均来水量；然后，考虑降雨和面积不均匀性影响因素，采用水文比拟法计算小河、甸尾~松华坝水库区间(以下简称区间)多年平均来水量 [ 3 ] ；最后，将小河、甸尾以上来水与区间来水直接叠加，即得松华坝水库以上流域多年平均来水量。 3.2. 松华坝水库设计年径流量分析 1) 小河、甸尾站年径流量分析 小河、甸尾水文站均有1954~1992年共39年实测径流资料，1993年均上迁，分别更名为中和、白邑水文站，小河站径流面积由原来的373 km 2 减小到357 km 2 (两者相差4%)，甸尾站径流面积由原来的120 km 2 减小到46.9 km 2 (两者相差61%)。根据水文行业相关规范之规定，因中和与小河径流面积相差不超过10%，故可将中和1993~2017年径流资料直接按面积比(1.045)修正至小河站，而白邑与甸尾站径流面积相关较大，应同时考虑面积和降雨因素，将白邑站1993~2017年径流资料订正至甸尾站。 经如上处理后，即可得小河、甸尾站1954~2017年径流系列。经绘制小河、甸尾1654~2017年降雨径流过程对照，各站过程彼此基本相应，表明两站经订正和实测组成后的径流系列基本合理，可作为频率计算的经验样本。故将两站样本进行经验频率计算，采用矩法估计参数初值，用概率论中的P-III线型按离差平方和最小原则及适当照顾点线配合最佳的准则适线确定统计参数 [ 4 ] ，结果见表1。为便于分析比较，也将邻近的完家村、双龙湾两站的统计参数汇列于表1中。 Table 1 Results of annual runoff statistical parameters for each statio 站名 径流面积/km 2 均值/万m 3 Cv Cs 产水模数/(万m 3 ∙km −2 ) 年降雨量/mm 年径流深/mm 径流系数 小河 373 8670 0.48 2Cv 23.2 963.3 232.4 0.241 甸尾 120 8070 0.38 2Cv 67.3 958.6 672.5 0.702 完家村 189 3993 0.44 2Cv 21.1 926.5 211.3 0.228 双龙湾 58.4 1284 0.42 2Cv 22.0 899.1 219.9 0.245 表1. 各站年径流量统计参数成果表 经比较，表1中各站统计参数具有如下特征：第一，在地区分布上，径流量随面积增大而增大，符合一般地区规律；第二，Cv值随岩溶地貌的发育程度而递减，符合径流量Cv值的一般变化规律；第三，产水模数及年径流深符合降雨量空间分布规律。如甸尾站流域内岩溶地貌发育，有黑龙潭等泉点出露，地下水补给丰富，年内变化小，所以其Cv值小于、产水模数大于小河、完家村、双龙湾站是符合实际的。再如，小河站流域雨量大于完家村和双龙湾，其产水模数也大于完家村和双龙湾站，符合降雨空间分布规律。 同时，通过查《云南省水资源综合规划水资源调查评价专题报告》 (2007年6月)径流深等值线图，在盘龙江松华坝水库坝址以上流域年径流深介于200~700 mm之间，产水模数在20~70万m 3 /km 2 之间 [ 5 ] 。而本次分析的小河、甸尾站年径流深和产水模数均在其范围内，表明两站年径流量及其统计参数基本合理。 由表1可见，小河、甸尾站多年平均径流量分别为8670、8070万m 3 ，故小河和甸尾站以上流域多年平均径流总量为16740万m 3 。 2) 小河、甸尾~松华坝区间年径流量计算 因小河、甸尾~松华坝区间流域下垫面与小河站流域相似，且同属盘龙江流域上游区，水文气象条件基本一致，故其年径流量以小河站为参证站，考虑面积和雨量影响因素，采用水文比拟法推求。表达式如下： W 区 间 = F 区 间 F 小 河 ⋅ P 区 间 P 小 河 ⋅ W 小 河 (1) 式中：W 区间 —小河、甸尾～松华坝区间年径流量(万m 3 )；W 小河 —小河站年径流量(万m 3 )；F 区间 —小河、甸尾~松华坝区间径流面积(km 2 )；F 小河 —小河站径流面积(km 2 )；P 区间 —小河、甸尾～松华坝区间流域多年平均面雨量(mm)；P 小河 —小河站流域多年平均降雨量(mm)。 根据如上公式，即可计算得小河、甸尾～松华坝区间年径流量，结果见表2。 Table 2 Calculated results of annual runoff of Xiaohe， Dianwei-Songhuaba interva 名称 径流面积/km 2 均值/万m 3 产水模数/(万m 3 ∙km −2 ) 年降雨量/mm 年径流深/mm 径流系数 小河站 373 8670 23.2 963.3 232.4 0.241 小河、甸尾~松华坝区间 100 2320 23.2 962.1 232.0 0.241 表2. 小河、甸尾~松华坝区间年径流量计算成果表 由表2可见，小河、甸尾~松华坝区间多年平均径流量为2320万m 3 。该结果经与《云南省水资源综合规划水资源调查评价专题报告》 (2007年6月)径流深等值线图对照，在其合理范围内 [ 5 ] 。故小河、甸尾~松华坝区间年径流量计算结果基本合理。 3) 松华坝水库设计年径流量分析 松华坝水库坝址以上流域多年平均径流量由小河、甸尾、区间三部分叠加组成。根据表1、表2中结果，计算得其值为19060万m 3 。其Cv值则根据小河、甸尾站取值，并结合《云南省水资源综合规划水资源调查评价专题报告》 (2007年6月) Cv等值线 [ 5 ] ，综合确定为0.48；而Cs取2Cv。根据如上确定的松华坝水库年径流量的均值、Cv、Cs，即可计算得松华坝水库的设计年径流量，结果见表3。 Table 3 Design annual runoff at Songhuaba reservoi 水源点名称 径流面积/km 2 年降雨量/mm 均值/万m 3 Cv Cs 设计值/万m 3 10% 50% 90% 松华坝水库 593 962.1 19，060 0.48 2Cv 31，319 17，618 8674 表3. 松华坝水库设计年径流量成果表 4) 松华坝水库设计年径流量年内分配 根据上述求得的松华坝水库丰(10%)、平(50%)、枯(90%)的年径流量，选择合适的典型过程，将设计年径流量分配到月。其典型年的选择原则为：按照年水量与设计值相近，其来水过程对工程最不利，且尽量选择参证站实测或还原过程，并符合本地区降雨径流特性。 根据以上典型年选择原则，松华坝水库设计年径流量的月典型分配过程，分别选择小河站1966~1967年作为丰(10%)、1980~1981年作为平(50%)、1972~1973年作为枯(90%)水年的典型过程。根据选取的典型过程，以年总量不变作控制，按同倍比法将设计年径流量分配到月，结果见表4。 Table 4 Design annual runoff year distribution at Songhuaba reservoi 频率/% 月份 年值 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 10 3467 11，433 8009 2106 1119 1071 752 1045 491 361 248 1217 31，319 50 1456 2834 6619 2038 1083 914 650 554 408 265 233 566 17，618 90 817 1540 1981 1075 799 855 650 318 182 182 132 143 8674 表4. 松华坝水库设计年径流量年内分配表(单位：万m 3 ) 3.3. 松华坝水源区可利用水量分析 松华坝水库的可利用水量，主要根据其坝址以上流域丰(10%)、平(50%)、枯(90%)水年的来水过程，结合松华坝水库的用水过程和现有工程规模，采用水量平衡原理调节计算后确定 [ 6 ] 。 调节计算的边界条件：考虑到松华坝水库原来的主要水库功能为城市防洪、城市供水和农田灌溉，但随着昆明城市的快速发展，原来的农田已被现在的城市建筑物所代替，水库已不再具有农灌功能。故在调节计算时，不再考虑松华坝水库的农灌用水 [ 7 ] 。下游生态用水量参照《建设项目水资源论证导则》 (GB/T35580-2017)的规定，按水库坝址多年平均来水量的10%计 [ 8 ] ，为1906万m 3 。水库水面的蒸发增损过程按松华坝水文站实测水面蒸发量、降雨量计算。考虑松华坝水库扩建时已做了防渗工程处理，故其渗漏量按月平均库容的1%计。水位~库容~面积曲线采用扩建后的现有水库规模成果。起调最低水位以1928.80 m控制，最高水位主汛期以汛限水位1964.00 m控制、枯季以正常蓄水位1965.50 m控制 [ 9 ] 。 根据以上确定的边界条件，采用水量平衡原理进行调节计算，即可得松华坝水库丰(10%)、平(50%)、枯(90%)的可利用水量，结果见表5。 由表5可见，松华坝水库坝址以上在丰(10%)、平(50%)、枯(90%)水年的来水分别为31，319、17，618、8674万m 3 ，在扣除水面蒸发量、水库渗漏量、生态水量后，相应的可利用水量分别为20，300、15，100、6400万m 3 ，弃水量分别为8306、0、0万m 3 。 3.4. 松华坝水源区供水可靠度分析 供水可靠性主要从水库自身的工程稳定性、水质状况两方面进行分析。 首先，从水源点自身工程上分析其供水可靠性。松华坝水库大坝经1995年鉴定，其大坝经构筑砼防渗墙、振冲加固、扩建及三年蓄水考验，主付坝渗漏量、沉降量、位移量都在设计允许范围内，未发现异常，运行安 Table 5 Calculated results of available water regulation at Songhuaba reservoi 频率 月份 项目 来水量/万m 3 蒸损过程/mm 蒸损量/万m 3 渗漏量/万m 3 生态水量/万m 3 可利用水量/万m 3 湖容/万m 3 月末水位/m 弃水/万m 3 湖容变量/万m 3 10% 5 446 1928.80 6 3467 35.9 5.27 10.78 157 1668 2072 1940.80 0 1625.9 7 11，433 32.7 9.07 47.3 162 1724 9425 1964.00 2138 7353 8 8009 36.1 25.61 94.3 162 1724 9425 1964.00 6003 0 9 2106 30.4 21.6 94.3 157 1668 9425 1964.00 165 0 10 1119 26.5 16.2 89.7 162 1724 8552 1962.61 0 −873 11 1071 25.2 12.49 81 157 1668 7704 1960.97 0 −848 12 752 22.1 8.37 70.6 162 1724 6491 1958.04 0 −1213 1 1045 27.2 9.27 60 162 1724 5581 1955.27 0 −910 2 491 33.5 9.6 49.2 146 1557 4311 1950.87 0 −1271 3 361 48.9 10.9 34.8 162 1724 2740 1944.14 0 −1571 4 248 55.3 10.2 18.6 157 1668 1134 1935.20 0 −1605 5 1217 51.4 5.97 7.33 162 1724 451 1928.87 0 −682.7 年值 31，319 425.1 144.5 658 1906 20，300 8306 5.2 50% 5 446 1928.80 6 1456 35.9 2.73 4.69 157 1241 497 1929.43 0 50.6 7 2834 32.7 4.73 10.5 162 1282 1871 1939.73 0 1374 8 6619 36.1 8.53 39.6 162 1282 6998 1959.35 0 5126 9 2038 30.4 11.7 72.7 157 1241 7553 1960.63 0 556 10 1083 26.5 10.4 73.2 162 1282 7109 1959.61 0 −445 11 914 25.2 9.35 68.1 157 1241 6548 1958.19 0 −561 12 650 22.1 7.59 60.8 162 1282 5685 1955.61 0 −863 1 554 27.2 8.19 52 162 1282 4734 1952.41 0 −951 2 408 33.5 8.36 42.4 146 1158 3786 1948.79 0 −948 3 265 48.9 10.4 31.4 162 1282 2565 1943.30 0 −1221 4 233 55.3 10.2 19.3 157 1241 1370 1936.80 0 −1194 5 566 51.4 6.52 8.44 162 1282 477 1929.19 0 −894 年值 17，618 425.1 98.7 483 1906 15，100 0 30.2 90% 5 446 1928.80 6 817 35.9 3.05 5.07 157 526 573 1930.30 0 126 7 1540 32.7 4.38 9.23 162 544 1393 1936.95 0 821 8 1981 36.1 6.68 19.8 162 544 2643 1943.68 0 1250 9 1075 30.4 6.15 28.2 157 526 3001 1945.38 0 358 10 799 26.5 5.52 30.3 162 544 3059 1945.66 0 57.8 11 855 25.2 5.33 31.2 157 526 3195 1946.27 0 136 12 650 22.1 4.69 31.4 162 544 3103 1945.86 0 −91.9 1 318 27.2 5.54 28.9 162 544 2681 1943.86 0 −422 2 182 33.5 6.51 24.3 146 491 2195 1941.43 0 −486 3 181.9 48.9 9.03 19.1 162 544 1643 1938.47 0 −552 4 132 55.3 8.96 13.4 157 526 1070 1934.74 0 −573 5 143 51.4 6 7.38 162 544 494 1929.40 0 −576 年值 8674 425.1 71.8 248 1906 6400 0 48.1 表5. 松华坝水库可利用水量调节计算成果表 全可靠，其安全类别鉴定为一类。1995年至今，水库运行也安全可靠。可见，松华坝水库从自身工程稳定性来看，供水可靠性高。 其次，从现状水质来看，近年来，松华坝水库现状水质稳定在III~IV类之间，超III类水标准的项目为总磷、总氮，稍加处理后即可满足城市供水要求，供水可靠性较高 [ 10 ] 。