十三陵水库流域水文模拟及渗漏分析

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1、十三陵水库流域水文模拟及渗漏分析(申请清华大学工程硕士专业学位论文)培养单位：水利水电工程系工程领域：水利工程申请人：康晓军指导教师：倪广恒教授联合指导教师：杨启涛高工2015年11月HydrologicalSimulationandReservoirLeakageAnalysisofMingTombsReservoirWatershedThesisSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementfortheprofessionaldegreeofMast

2、erofEngineeringbyKangXiaojun(HydraulicEngineering)ThesisSupervisor:ProfessorNiGuanghengAssociateSupervisor:SeniorEngineerYangQitaoNovember,2015摘要建国后，我国的水利工程建设取得了很多重大进展，产生了巨大的社会、经济效益，但也存在着诸多问题，其中相当突出的即是水库渗漏问题。水库渗漏不仅会造成水量损失，影响水库效能的发挥，甚至导致严重的工程灾害，危害人民生命财产安全。因此，加强对水库流域水文、地质、

3、产流条件的研究，深入探讨水库的渗漏问题及其处理途径的任务，仍然相当紧迫。十三陵水库是北京市重要水库之一，在规划初期具备防洪抗涝、发电供水等多重效益，部分承担着北京市城市生活用水与工农业用水的任务，是一座综合利用的中型水库。但建成后凸显的库区渗漏问题及流域气象条件变化，水库来流减少，严重影响了水库效能的发挥。因此有必要对十三陵流域的径流情况进行模拟，并深入分析库区渗流情况。本文通过搜集十三陵水库流域气象等自然条件情况、流域土地利用等下垫面条件、水库水位记录、库区补水记录等资料，建立了十三陵水库流域的SWAT模型，并计算了1975年至201

4、0年36年间，流域的水循环状况。根据水量平衡关系，估算了水库渗漏情况，并对渗漏主要影响因素进行了探究。研究主要成果如下：（1）搜集并整理了十三陵水库流域的长系列气象资料（降水、气温、太阳净辐射、空气相对湿度等）、下垫面资料（DEM资料、土地利用类型、土壤类型），并基于ArcGIS平台建立了流域的SWAT模型。对36年间流域的产汇流情况进行3了模拟，并提取出日尺度的入库径流。模拟年平均入库径流为2740万m。（2）根据水量平衡关系：库区渗漏=入库径流+库区降水+补水量—库区蒸发—△水库上池蓄水，计算十三陵水库渗漏情况。36年来，年平均渗漏

5、量为3082万3m，大于水库年入库径流量。因此十三陵水库依靠补水工程的补给才得以维持水库水位。（3）对十三陵水库渗漏量主要影响因素进行了探究和量化。入库径流是决定水库渗漏量的最主要因素，通过渗漏流失的水量超过入库径流的92%，且即使没3有入库径流，也会产生约每月50万m左右的渗漏。水库水位与水库渗漏量密切相关，当水库水位高于86m时，大宫门古河道渗漏迅速增强，并成为重要渗漏途径，使得水库渗漏迅速增大。关键词：十三陵水库；SWAT模型；径流模拟；渗漏IAbstractTheMingTombsReservoirisoneofthemosti

6、mportantreservoirsofBeijing.Intheearlyplanningstage,thereservoirwasdesignedwiththemultiplefunctions,suchasfloodcontrol,powergeneration.Thereservoirhadalsobeendesignedasoneofthewatersourcesfordomestic,industrialandagriculturalwaterusesofBeijing.However,thewaterleakageprob

7、lemhasbeennoticedeversincethereservoirinservice;inadditiontotheleakageissue,thechangeofwatershedweatherconditionovertheyearshasgreatlyreducedthewaterinflowtothereservoir.Therefore,thefunctionalityandperformanceoftheMingTombsReservoirhasbeenimpaired.Hence,anin-depthinvest

8、igationandstudyoverthewatershedrunoffandreservoirleakageissueshasbecomeadirenecessity.Bygatheringmeteor