某水库水文资源概况
1 水文
1.1 流域概况
1.1.1 自然地理
老鹳河属于长江流域汉江水系丹江左岸较大的一条支流，位于河南省西南部，介于东经111°01′～111°46′、北纬33°05′～33°48′之间。发源于洛阳市栾川县冷水乡南泥湖村，经栾川县的冷水、三川、叫河、卢氏县的汤河、朱阳关等乡，于西峡县西北部的桑坪镇四道河西入西峡县境，经石界河、米坪、军马河、双龙、五里桥，到回车乡挡子岭村，在淅川县境内双河镇入丹江，鹳河全长254km，流域面积4219km2。鹳河在西峡县境内流长114.9km，河槽宽50～350m，比降1/300～1/200。
老鹳河在西峡县境内较大的支流，按流域面积计，500km2以上的河流有丁河、蛇尾河；200 km2以上的有烟镇河、军马河、古庄河。其中丁河流长55.2km，总流域面积563km2，其上游有重阳水库，控制流域面积80.5km2，主河道长21km，河道平均坡度0.0125。
1.1.2 水利工程情况
西峡县老鹳河城区段已建成三座梯级橡胶坝，详见表2.1-1。
表2.1-1 老鹳河梯级橡胶坝工程特性表
梯级
橡胶坝 坝址位置 坝高 挡水位 回水长度 水面宽度 坝前库容
建成时间
（m） （m） （km） （m） 万m3
第一级 建设西路与滨河路交叉口 3.0 216.0 3 280 106 2002年元月
第二级 老君店渠道上游 2.5 214.5 1.3 280 80 2003年5月 第三级 建设西路上游1.2km处 3.4 219.5 1.8 280 150 2005年5月
石门水库为鹳河上的中型水库，位于鹳河与丁河交叉口以上约10km处，距上游米坪水文站50 km，距下游西峡水文站15 km，石门水库坝址以上干流长度116km，控制流域面积2580km2，该水库2000年建成。
石门水库为中型水库，50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。石门水库规划兴利水位286m，死水位271.8m，防洪限制水位286m，设计洪水位291.56m，校核洪水位294.94m，兴利库容3400万m3，调洪库容3710万m3。总库容8910万m3。
根据老鹳河水电梯级开发规划，西峡境内老鹳河干流水电资源共分十七级开发，已建成的电站主要有：石门电站，装机9600kw，设计水头29.5m，设计流量39.3m3/s，多年平均发电量3680万kw.h；夫子岈电站，装机2000kw，设计水头29.5m，设计流量10.47 m3/s，多年平均发电量1000万kw.h；老君店电站，装机1600kw，设计水头14.5m，设计流量15.0 m3/s，多年平均发电量881万kw.h；小石门电站，装机600kw，设计水头6m，设计流量14.0 m3/s，多年平均发电量300万kw.h；莲花电站，装机800kw，设计水头14.5m，设计流量7.7m3/s，多年平均发电量543万kw.h；孙门电站，装机695kw，设计水头9.5m，设计流量10.0m3/s，多年平均发电量336万kw.h。
1.2 气象、水文
老鹳河流域位于河南省西南部，伏牛山北麓，介于东经111°01′～111°46′，北纬33°05′～33°48′之间，系丹江的一级支流。龙湾湖电站拦河坝以上流域面积3456km2，主河长254km，河道平均比降为0.52%。本区属北亚热带季风区大陆性气候，由于受北部天然屏障的阻挡，加之林木防护作用，年平均风速2.1m/s。但是受地形影响，山谷风明显，年内90%以上的时间是白天刮东南风，夜间多西北风，年均无霜期为236天，平均相对湿度为69%。
老鹳河流域平均气温在42℃～-14.2℃，多年平均气温15.1℃，多年平均降水量约925mm，降水量在时间和空间上的分布很不均匀，一般是深山多于浅山、丘陵区，南坡多于北坡；降水量的63%集中于6～9月，其中7～8月占降雨量的40%，流域内光照充足，年均日照为2019小时，占可照时数的46%。
1.3 水文基本资料
鹳河上设有国家二等水文站米坪水文站和西峡水文站，米坪水文站集水面积1404km2，从1956年5月开始有实测水文资料至今，西峡水文站距米坪65km，集水面积3418km2，自1954年1月开始有实测水文资料至今。流域内设有雨量站七个，另外还有西峡县气象台，均已有较长的观测资料。站点情况见表2.3-1。
表2.3-1 鹳河河流域水文、气象站表
1.4 径流
1.4.1 径流特性
老鹳河流域的径流主要来源是降水。影响河川径流的主要因素是降水和蒸发。根据西峡站45年（1954～1998年）径流系列统计，多年平均流量27.9m3/s，多年平均径流深258mm，多年平均年径流量8.806亿m3，多年平均年径流模数为8.17L/（S.km2）。
径流的年内分配与降雨的年内分配基本一致，每年4月起径流随降雨的增大而增大，7、8两月水量最丰，9月份次丰，11月后由于降水量的减少，地下水补给的比重渐渐增大，径流逐渐以地下水补给为主，稳定退水至翌年3月。径流在年内的分配不均匀，丰水期（5～10月）多年平均流量为46m3/s，占年径流量的81%，其中7～9月占年径流的58.5%，枯水期（11～4月）多年平均流量为10.6m3/s，占年径流量的19%，最枯段（1～3月）三个月多年平均流量为7.1m3/s，只占年径流的6.2%。径流在年际间的变化较大，最大年平均流量为93.8m3/s（1964年），最小年平均流量为8.0m3/s（1978年），分别为多年平均流量的3.4和0.3倍。年最小流量一般出现在1、2月份，多数出现于2月。
1.4.2 径流系列分析
对西峡站径流系列（1954～1998年）进行代表性分析。从西峡站年平均流量过程、累积平均过程和模比系数差积曲线图来看，包含有丰水段、中水段和枯水段，见图2.4-1～2.4-2），说明径流系列（1954～1998年）作为径流总体的随机样本能反映出本河流径流的总体分布规律，系列具有较好的代表性。
图2.4-1 西峡年径流累积平均过程线
西峡水文站以上建有莲花、小石门电站，莲花电站设计流量为7.7m3/s，为径流式电站，小石门电站设计流量为14.0m3/s，也为径流式电站，仅是枯水季节具有部分日调节能力，对年、月径流影响很小，2000年石门水库建成后，对径流具有调节作用，故西峡水文站2000年以后实测的径流资料是经过石门水库调节后的径流过程，由于石门水库运行水位流量等观测资料精度较低，无法还原，影响了西峡水文站径流系列的一致性，因此，西峡水文站1998年以前径流系列具有一致性。1998年以后径流分配非天然过程，与前期资料没有一致性，本次采用1954～1998年资料分析径流系列。
图2.4-2 西峡年径流差积曲线
1.4.3 径流计算
石门水库位于西峡水文站上游16km处，龙湾湖水库坝址位于西峡水文站下游7km处，坝址处均无实测水文资料，但在两坝址之间及上游有西峡和米坪水文站，米坪水文站从1956年5月开始有水文资料至今，西峡水文站字1954年元月开始有水文资料至今。两水文站的观测项目有水位、流量、输沙率等，观测次数、方法符合水文测验要求，资料精度较高，已整编成册，可用于工程规划设计。
分区径流拟采用西峡径流系列通过水文比拟法推求，即按集水面积和径流深比计算。
石门水库的年径流序列为： W石=（F石/F西）×（R石/R西）×W西=β W西
式中： W石、W西分别为石门水库坝址和西峡水文站年径流量；
R石、R西分别为石门水库坝址和西峡水文站以上流域多年平均径流深；
F石、F西分别为石门水库坝址和西峡水文站的集水面积。
用1956～1998年同步系列计算，米坪、西峡站以上流域多年平均径流深为：R米=249mm、R西=258mm，由石门坝址集水面积内插求得石门水库多年平均径流深R石=253mm，计算β=0.74。
龙湾湖水库位于西峡水文站下游，集水面积相差不大，径流深采用西峡站的径流深。
W陡=（F陡/F西）×W西
区间径流用龙湾湖水库坝址径流减去石门水库径流求得。
W区间= W陡-W石
根据西峡站实测径流系列（1954～1998年），计算的分区径流系列见表2.4-1。
表2.4-1 龙湾湖坝址以上分区年径流统计成果表（106m3）
石门水库以上多年平均径流量6.52亿m3，龙湾湖水库坝址以上多年平均径流量8.9亿m3，年径流量的年际变化较大，1964年29.9亿m3，1978年2.56亿m3，最大年径流量约为最小年径流量的12倍，年内分配也呈明显的丰枯季节变化。
对龙湾湖水库年径流系列（1954～1998）进行频率计算。用数学期望公式计算系列各项的经验频率，以矩法计算统计参数的初值，采用P－Ⅲ型理论频率曲线适线，确定出统计参数及设计值，石门水库年径流频率曲线见图2-4.3。龙湾湖水库年径流频率曲线见图2-4.4。计算成果见表2-4.2。
图2.4-3 石门水库年径流频率曲线
图2.4-4 龙湾湖水库年径流频率曲线 表2-4.2 石门、龙湾湖水库年径流分析计算成果表
分区 年径流参数 不同保证率设计年径流
均值 Cv Cs/Cv 50% 75% 90% 95%
石门 6.52 0.61 2 5.770 3.619 2.249 1.630
龙湾湖 8.9 0.61 2 7.877 4.940 3.071 2.225
计算得到分区历年逐旬的径流过程。
1.4.4 径流成果合理性分析
与2007年《河南省水资源》刊布的全省多年平均径流深等值线成果比较，龙湾湖坝址以上径流深在200～300之间，1956～2000年西峡以上流域径流深约为247.7mm，本次计算1954～1998年多年平均径流深为西峡站258 mm，龙湾湖258mm，石门253 mm，区间272 mm，从西峡站径流深看，1998年以后径流偏小约4％，分析其原因，主要是1998～2000年为一偏枯时段。这种变化在附近其他流域同样存在，主要是受整个大区域气候变化的影响，总体来说龙湾湖水库的径流成果是合理的，可供工程使用。
1.5 洪水
1.5.1 暴雨洪水特性
本流域暴雨多发生在每年的7～8月份，其中7月上旬至8月上旬发生的次数占总数的37%，次雨量大于300mm的大暴雨均发生在7月上旬至8月上旬，暴雨持续时间一般为12～36小时，最长为4天。
老鹳河流域的暴雨大多是由东西向切变线带低涡形成，暴雨中心在北部山区的黒烟镇、朱阳镇一带。