第一节　径流调节概述

一、径流调节的涵义

我国汛期4个月集中全年雨量的60%～80%。年内各月径流量相差更大，浙江省乌溪江湖南镇站1968年6月径流量为11月径流量的66.8倍；1969年7月径流量为12月径流量的25.6倍。如从短历时暴雨量看，则变化更为悬殊，黄河三门峡建库前最小流量小于200m3/s，而最大实测洪峰流量可达23500m3/s，相差达120倍；1960年7月内蒙古商都一次暴雨，4h降水量600mm，相当于当地常年全年降水量的1.5倍；1977年8月内蒙古乌审旗的一次暴雨，10h降水量达1400mm，相当于当地常年全年降水量的3.5倍。

降水量和径流量的年际变化也很大，北京1959年降水量（1406mm）是1891年（168.5mm）的8.34倍。淮河蚌埠站1921年年径流（719亿m3）是1978年（26.9亿m3）的26.7倍。此外，从实际资料看，我国主要江河都出现过连续枯水年和连续丰水年。松花江哈尔滨站，出现过连续11年（1898—1908年）和连续13年（1916—1928年）的枯水期，13年枯水期平均年径流量比正常年份减小达40%；哈尔滨站也出现过连续7年（1960—1966年）的丰水期，平均年径流量比正常年份多32%，并且在1956年、1957年连续发生了该站自1898年有记录以来最大的两次洪水。黄河陕县站出现过连续11年（1922—1932年）的枯水期，其平均年径流量比正常年份减少24%；长江、闽江、珠江也都出现过连续六七年的少水期。

降雨径流除上述时间上分配不均外，空间上的分布也极不均匀，我国水资源分布情况见表2－1。就大范围说，我国华北和西北地区雨量较少，而耕地较多；长江以南地区水量丰沛，而耕地面积相对较少；西南边疆水资源相当丰富，但人口和耕地却很少，需水量不大。全国水土资源很不平衡，长江流域及其以南地区的耕地占全国耕地面积的38%，而河川径流量占全国83%；黄河、淮河、海河、辽河4河流域内耕地面积占全国42%，但河川年径流量只占全国8%。全国600多个城市中有300多个城市缺水，114个城市严重缺水，其中北方地区和沿海城市尤为突出，农村仍有几千万人饮用水问题尚未解决。有些地方水源不足已成为影响人民生活和社会经济发展的严重问题。

河川径流在时间上分布不均匀，往往难以满足用水部门的需要，使总水量不能充分利用。大多数用水部门（例如灌溉、发电、航运等）都有特定的过程要求，天然径流过程往往与需水过程不能吻合。例如，我国很多流域在水稻插秧期需水较多，而这时河川径流量却往往很少；冬季发电需水量较多，而一般河流都处于枯水期。为充分利用河川径流，就需要兴建水利工程，人为地将天然径流在时间方面重新进行分配，以满足各水利部门对水量的需要。从防灾的角度考虑，由于河川径流年内大部分水量往往集中于汛期几个月，而河槽宣泄能力有限，常造成洪水泛滥，为了减轻洪涝灾害，也需要对河川径流进行控制和调节。除在时间上进行径流调节外，还需要通过跨流域调水工程在地区上进行径流调节，例如南水北调、引江济黄、引松济辽、引滦入津等。

狭义的径流调节涵义：通过建造水利工程（闸坝和水库等），控制和重新分配河川径流，人为地增减某一时期或某一地区的水量，以适应各用水部门的需要。更简洁地说，就是通过兴建蓄水和调节工程，调节和改变径流的天然状态，解决供需矛盾，达到兴利除害的目的。

广义的径流调节涵义：人类对整个流域面上（包括地面及地下）径流自然过程的一切有意识的干涉。例如流域上众多的群众性水利工程的蓄水、拦水、引水措施，各种农林措施和水土保持工程等，其目的都在于拦蓄地表径流，增加流域入渗，以防止水土流失，有利于防洪和兴利。这种广义的径流调节情况多样，对广义的径流情况分析计算需要大量调查对比资料和采用特定的综合估算方法。一般可把它归为水文分析中人类活动对径流影响的估算问题。

本章主要阐述以水库为中心的狭义的径流调节。

二、径流调节的分类

建造水库调节河川径流，是解决来水与需水之间矛盾的一种常用的、有效的方法。根据不同的自然条件和要求，从不同角度对径流调节进行分类，有助于了解水库设计与运行中的不同特点。

1.按调节周期分类

调节周期是指水库一次蓄泄循环经历的时间，即水库从库空到库满再到库空所经历的时间。根据调节周期，水库可分为无调节、日调节、周调节、年（季）调节和多年调节等。

（1）无调节、日调节和周调节。

无调节、日调节、周调节等短期调节，通常用于发电、供水水库。枯水期河川径流在一天或一周内的变化一般是不大的，而用电负荷和生产生活用水在白天和夜晚，或工作日和休息日之间，差异甚大。有了水库，就可把夜间或休息日用水少时的多余水量，蓄存起来用以增加白天和工作日的正常供水。这种调节称日调节和周调节（图2－1和图2－2）。

（2）年调节或季调节。

我国一般河川径流季节变化很大。洪水期和枯水期水量相差悬殊，而多数用水部门如发电、航运、供水等，则一年内需水量变化不大。因此往往感到枯水期水量不足，洪水期过剩。这就要求在一年范围内进行天然径流的重新分配，将汛期多余水量调剂到枯期使用，称为年调节或季调节，其调节周期为一年（图2－3）。

（3）多年调节。

如果水库很大可将丰水年多余的水量蓄入库内，以补枯水年水量的不足，就称为多年调节。这种水库的有效库容一般并非年年蓄满或放空，它的调节周期要经过若干年（图2－4）。

在特定的位置上修建水库，库容愈大，其调节径流的周期（即蓄满─放空─蓄满的循环时间）就愈长，调节和利用径流的程度也愈高。多年调节水库一般可同时进行年、周和日的调节。年调节水库可同时进行周和日的调节。

2.按服务目标分类

径流调节可分为灌溉、发电、供水、航运及防洪除涝等。它们在调节要求和特点上各有不同。但目前水库已较少为单目标开发，一般都是以一两个目标为主进行综合利用径流调节。

3.按调节的对象和重点分

按调节的对象和重点分，有洪水调节和枯水调节。前者重点在于削减洪峰和调蓄洪量，后者则是为了增加枯水期的供水量，以满足各用水部门的要求。

4.其他形式的调节

其他形式的调节包括补偿调节、反调节、库群调节等。当水库与下游用水部门的取水口间有区间入流时，因区间来水不能控制，故水库调度要视区间来水多少，进行补偿调节；日调节的水电站下游，若有灌溉取水或航运要求时，往往需要对水电站的放水过程进行一次再调节，以适应灌溉或航运的需要，称为反调节；库群调节则是河流上有多个水库时，如何研究它们的联合运行，以最有效地满足各用水部门的要求，库群调节是更复杂的径流调节，也是开发和治理河流的发展方向。