都柳江從江航電樞紐多年平均流量推求

唐建榮

（中國能源建設(shè)集團(tuán)廣西電力設(shè)計研究院有限公司，廣西 南寧 530007）

都柳江從江航電樞紐多年平均流量推求

唐建榮

（中國能源建設(shè)集團(tuán)廣西電力設(shè)計研究院有限公司，廣西 南寧 530007）

根據(jù)從江航電樞紐和上下游水文站位置特點，采用多種方法推求樞紐壩址多年平均流量，各種方法成果基本一致。經(jīng)分析比較后選用能反應(yīng)流域上下游多年平均流量變化規(guī)律且結(jié)果較為適中的中間插值法成果，并用流域上下游資料對成果的合理性進(jìn)行了分析。結(jié)論：多年平均流量成果符合流域降雨量地區(qū)分布規(guī)律，成果基本合理。

都柳江；從江航電樞紐；多年平均流量

1 概述

都柳江從江航電樞紐工程位于貴州省黔東南州從江縣丙妹鎮(zhèn)，處于柳江干流中上游都柳江河段，為都柳江干流梯級規(guī)劃中的第11級，樞紐壩址位于從江縣城上游約1.5 km處，壩址以上集水面積10 111 km2。根據(jù)柳江流域綜合規(guī)劃，結(jié)合都柳江經(jīng)濟(jì)腹地航運發(fā)展需求及壩址上下游綜合用水要求，確定從江航電樞紐的建設(shè)任務(wù)為以航運、發(fā)電為主，兼顧旅游等，其工程規(guī)模主要為：建設(shè)Ⅳ級標(biāo)準(zhǔn)船閘一座及相應(yīng)庫區(qū)航道整治工程，船閘閘室有效尺度為120 m×12 m×3 m（長×寬×門檻水深），年單向過閘能力為390萬t。水庫正常蓄水位193 m，水庫具有日調(diào)節(jié)性能，電站裝機容量45 MW，多年平均可發(fā)電量1.6 224/1.7 321（單獨/聯(lián)合）億kW·h，裝機利用小時為3 605/3 849 h，擬安裝2臺貫流式水輪發(fā)電機組，額定水頭12.6 m，額定流量198.6 m3/s。

目前都柳江水資源開發(fā)利用程度較低，干流上游已建的電站主要有紅巖電站（目前裝機2.5 MW，為徑流式電站）和永福電站（目前裝機7.5 MW，為徑流式電站），但電站規(guī)模較小，調(diào)節(jié)能力較小，對下游水文特性影響不大。從江航電樞紐流域水系見圖1。

圖1 從江航電樞紐流域水系圖

2 水文基本資料

都柳江流域水文測驗設(shè)立較早，自1951年開始，干支流先后設(shè)立了把本、石灰廠、涌尾、寨蒿等水文站，主要觀測項目有降雨、水位、流量及泥沙等，基本控制了都柳江的水情變化，都柳江干支流從江上下游要水文測站情況見表1。

表1 從江上下游主要水文控制站測驗情況表

從江航電樞紐壩址位于石灰廠與涌尾（二）水文站之間，這兩個水文站都屬于國家站網(wǎng)，且建站較早，實測資料年限較長，資料最完整，也是距壩址最近的干流水文站，可作為本工程水文計算的主要設(shè)計依據(jù)站。

自20世紀(jì)50年代以來，在柳江干流水資源的規(guī)劃及梯級設(shè)計研究中，多家省、部級水利電力設(shè)計研究院先后多次審查復(fù)核了相關(guān)站點水文資料，認(rèn)為各站水文測驗精度較高，資料系列較長，整編規(guī)范，資料可靠。本次在以往基礎(chǔ)上，再次對以上有關(guān)各站的歷年資料復(fù)核，未發(fā)現(xiàn)不合理的現(xiàn)象。

3 壩址多年平均流量

3.1 徑流特性

柳江流域徑流由降水形成，隨降水變化而變化。流域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū)，雨量充沛，其降水地區(qū)分布大體趨勢為中下游大，向上游貴州境內(nèi)逐漸減少，上游靠近桂北和大苗山、雷公山及更頂山為多雨區(qū)；降水年內(nèi)分配不均勻，4月～9月降水量約占全年水量的75%～80%。徑流時空變化特性與降水時空變化基本對應(yīng)。

據(jù)涌尾（二）水文站插補延長后的1953年4月～2011年3月共59年（水文年）徑流資料統(tǒng)計計算，多年平均流量296 m3/s，年徑流量93.35億m3，多年平均年徑流深715.6 mm，年徑流模數(shù)22.7l/（s km2），枯季徑流模數(shù)8.89l/（s km2）。汛期（4～9月）水量約占全年水量的80.4%，其中集中在5～8月，占全年水量的67.5%?？菁荆?0～翌年3月）水量占全年總水量的19.6%，其中最枯（12～翌年2月）僅占7.55%，歷年最小月平均流量為28.7 m3/s（1999年3月），最小日流量為23.1 m3/s（1999年3月26日）。最豐水年平均流量為503 m3/s（1954年4月～1955年3月），最枯水年為197 m3/s（1986年4月～1987年3月），兩者倍比為2.55倍，分別為多年平均流量的1.7及0.67倍。由此可見本站徑流具有年際變化不大，年內(nèi)分配不均的特點。

3.2 徑流系列插補延長及一致性、代表性

石灰廠水文站具有1953年4月～2011年連續(xù)實測徑流系列，而涌尾（二）站有1958年6月～2011年實測流量資料。因此根據(jù)上下游水文站資料對涌尾（二）站的徑流系列進(jìn)行插補延長，插補延長后涌尾（二）站有1953年4月～2011年流量資料。

目前，柳江流域的水資源開發(fā)主要以水能資源開發(fā)為主，流域內(nèi)無大型引水、調(diào)水工程，都柳江干流上已建紅巖、永福均為低水頭徑流式電站，調(diào)節(jié)性能不大，流域內(nèi)受人類活動影響較小。因此，流域水文站實測徑流具有較好的一致性。

經(jīng)點繪分析石灰廠、涌尾（二）站年徑流柱狀圖、差積曲線及累積平均過程線進(jìn)行分析，可知石灰廠、涌尾（二）站徑流系列具有較好的代表性。

3.3 壩址多年平均流量推求

根據(jù)石灰廠站、涌尾（二）站和本工程的相對位置，采用多種方法對壩址徑流進(jìn)行推求。

3.3.1 中間插值法

采用中間插值法，由石灰廠站和涌尾（二）站徑流成果內(nèi)插得出從江壩址徑流，公式如下：

式中：F石、F涌、F從——分別為石灰廠站、涌尾（二）站和從江壩址集水面積，km2；

Q石、Q涌、Q從——分別為石灰廠站、涌尾（二）站和從江壩址多年平均年流量，m3/s。

3.3.2 面積比的n次法

由石灰廠站多年平均流量，按面積比的n次方推算得出壩址多年平均流量，公式如下：

式中：n——面積比指數(shù)，由石灰廠站與涌尾（二）同期年平均流量反推；

其它符號意義同前。

3.3.3 面積、面雨量比修正

根據(jù)水文比擬法采用面積、面雨量比推求從江壩址多年平均流量，按下式計算：

Q從＝k1×k2×Q涌

式中：k1——從江與涌尾（二）站集水面積的比值，取0.775；

k2——從江與涌尾（二）站面雨量的比值，取1.007；

其它符號意義同前。

3.3.4 區(qū)間面積、面雨量比修正

從江壩址至涌尾（二）站區(qū)間集雨面積為2 934 km2，涌尾（二）站至石灰廠站區(qū)間集雨面積為6 491 km2，兩者的比值為0.45；從江壩址至涌尾（二）站區(qū)間及涌尾（二）站至石灰廠站區(qū)間面雨量分別為1 325.9、1 341.2 mm，由此可以計算得出兩區(qū)間面雨量的比值為0.988。從江壩址多年平均流量按下式計算：

Q從＝Q涌-k1×k2×（Q涌-Q石）

式中：k1——區(qū)間集水面積的比值，取0.45；

k2——區(qū)間面雨量的比值，取0.988；

其它符號意義同前。

按上述方法計算的壩址徑流成果見表2。

表2 各方法推算的壩址多年平均流量成果表

從表2可以看出，各種方法計算出的成果相差不大，其中中間插值法、面積比的n次方、面積、雨量比修正的成果比較接近?？紤]到本次計算面雨量取值沒有實測資料驗證，故兩種用面雨量修正的結(jié)果均不采用。面積比的n次方和中間插值法結(jié)果基本一致，中間插值法反應(yīng)了流域上下游年平均流量的變化規(guī)律，且結(jié)果在各種方法中較為適中，故推薦采用中間插值法的成果。

3.4 合理性分析

從江樞紐壩址徑流成果合理性分析主要是通過對上、下游主要測站同期年徑流統(tǒng)計參數(shù)值進(jìn)行對比分析（見表3）。

表3 柳江流域主要水文站年徑流統(tǒng)計參數(shù)比較表

從表3中可以看出，年徑流均值隨集雨面積的增加而遞增，Cv值隨著集雨面積的增加而逐漸減小，年徑流模數(shù)在21.7～28.8之間。把本站比石灰廠站的年徑流模數(shù)大，是由于把本站位于更頂山多雨區(qū)；柳州（二）站比長安站的年徑流模數(shù)小，是由于匯入的支流龍江流域?qū)儆谙鄬ι儆陞^(qū)；可見年徑流成果符合流域降雨量地區(qū)分布規(guī)律，即上、下游各站的年徑流統(tǒng)計參數(shù)基本平衡。

4 結(jié)語

根據(jù)從江航電樞紐和上下游水文站位置特點采用多種方法推求樞紐壩址多年平均流量，各種方法成果基本一致，經(jīng)分析比較后選用了反應(yīng)流域上下游多年平均流量的變化規(guī)律且結(jié)果較為適中的中間插值法成果。從流域上下游資料進(jìn)行合理性分析后可知，多年平均流量成果符合流域降雨量地區(qū)分布規(guī)律，即成果基本合理。

（責(zé)任編輯：周 群）

Calculation of average annual flow for Congjiang Navigation and Power Project on Duliujiang River

TANG Jian-rong
(Guangxi Electric Power Design&Research Institute CO.,LTD.of China Energy Engineering Group,Nanning 530007,China)

According to the position characteristics of Congjiang Navigation and Power Project and the hydrological stations of upstream and downstream,multiple methods were used to calculate average annual flow at dam site,and the results are basically consistent.After analysis and comparison,the results out of interpolation method,which are moderate and is able to reflect the variation rule of average annual flow of upstream and downstream,were selected.The rationality of the results was also analyzed with the upstream and downstream data.The results of average annual flow conform to the distribution rule of rainfall in this area.

Duliujiang River;Congjiang Navigation and Power Project;average annual flow

TV121.7；P333

B

1003-1510（2016）06-0012-04

2016-10-11

唐建榮（1969），男，廣西南寧人，中國能源建設(shè)集團(tuán)廣西電力設(shè)計研究院有限公司工程師，學(xué)士，主要從事水文泥沙設(shè)計工作。