云南省勐乃河流域水文數(shù)據(jù)

1、云南省勐乃河流域水文數(shù)據(jù)流域概況勐乃河位于云南省德宏州盈江縣境內(nèi)，屬于伊洛瓦底江水系，為伊洛瓦底江一級(jí)支流、中緬界河穆雷江的上游河段。勐乃河發(fā)源于昔馬鄉(xiāng)以東尖峰山（海拔2685.5m），河流流向大體從東北向西南，流經(jīng)昔馬、那邦兩個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)后，在那邦鎮(zhèn)阿困附近與羯羊河匯合稱為穆雷江（匯口處高程為242m），而后出境流入伊洛瓦底江。整個(gè)流域呈四邊形，主要支流有棕包河、南傘河、黑泥塘河、灰河等。流域位于北緯24°40´24°50´和東經(jīng)97°34´97°50´之間。勐乃河匯口以上流域面積為258.1km2，從河源至匯口干流河

2、道長度46km，落差2138m，平均比降約為46.5。那邦水電站壩址集水面積195.9km2，廠址集水面積255.9 km2。流域內(nèi)森林資源豐富，植被覆蓋良好，覆蓋率達(dá)72%，多為深山森林區(qū)，枯枝落葉層厚。流域內(nèi)地表水、地下水豐富，河水終年長流不斷。人類活動(dòng)影響小，水土流失情況不嚴(yán)重。勐乃河流域圖見圖2-l。流域以北的勐典河，以東的大盈江均為伊洛瓦底江支流，見圖2-2所示。氣象勐乃河流域主要受孟加拉灣暖濕氣流影響，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，流域位于暖濕氣流的迎風(fēng)坡面，具有降雨集中，大暴雨多，干濕季節(jié)分明，冬春干旱，夏秋濕澇的特點(diǎn)。流域內(nèi)有昔馬氣象哨，僅進(jìn)行降雨量、氣溫觀測(cè)。昔馬氣象哨建于1976年

3、，至今有二十余年資料，其中1984年、1990年、1996年有部分月份缺測(cè)。根據(jù)對(duì)昔馬氣象哨實(shí)測(cè)資料的統(tǒng)計(jì)，多年平均降雨量為3960mm，一般情況下七月降雨量最大，其多年平均值為1115mm；一月降雨量最小，多年平均降雨量為21.4mm。降雨量集中，5月10月降雨量占年降雨量的92.4%。歷年實(shí)測(cè)降雨量均在3000mm以上，1998年為實(shí)測(cè)年降雨量最大的年份，降雨量達(dá)到5146mm。最大日降雨量為359mm，發(fā)生在1997年6月21日。該地區(qū)為云南省暴雨中心之一。昔馬氣象哨實(shí)測(cè)降雨量成果見表2-1。表2-1 昔馬氣象哨實(shí)測(cè)降雨量統(tǒng)計(jì)表單位：mm月份一二三四五六七八九十十一十二年平均21.4 3

4、4.7 48.8 104 418 857 1115 732 333 203 70.5 23.0 3960 %0.540.881.232.6310.621.628.218.58.405.121.780.58100昔馬氣象哨實(shí)測(cè)多年平均氣溫13.6，極端最高氣溫28.9，出現(xiàn)在1978年8月13日，極端最低氣溫-7.7，出現(xiàn)在1979年1月3日。自勐乃河河口至河源高差較大，隨著高程的增加，降雨量增加，氣溫降低，立體氣候特點(diǎn)明顯。根據(jù)盈江縣氣象站30年氣象資料統(tǒng)計(jì)，多年平均相對(duì)濕度80%，多年平均最多風(fēng)向?yàn)殪o風(fēng)，出現(xiàn)頻率為50%；其次為西南風(fēng)，出現(xiàn)頻率為13%；出現(xiàn)的最大風(fēng)速為15.3m/s，風(fēng)向?yàn)?/p>

5、東北東。多年平均蒸發(fā)量為1943mm（20蒸發(fā)皿觀測(cè)）。水文基本資料為進(jìn)行那邦水電站設(shè)計(jì)工作，在勐乃河流域昔馬鎮(zhèn)附近新建了勐乃河專用水文站，該水文站于2006年4月開始簡易測(cè)流及測(cè)站建設(shè)，6月完成建站工作，資料較少。鄰近流域的主要水文、氣象站見表2-2。表2-2 鄰近流域的主要水文、氣象站一覽表河名站名站別坐標(biāo)集水面積（km2）觀測(cè)項(xiàng)目資料年限東經(jīng)北緯戶宋河瓦焦人渡橋水文97°4024°34162水位、流量、降水1981.7.2211.20戶宋河芒線斷面水文220水位流量1975.101976.9戶宋河銅壁關(guān)入庫站97°3924°37110水位、流量、降

6、水、泥沙、蒸發(fā)1994迄今大盈江盞西水文98°0925°041548水位、流量、降水1958.1迄今大盈江盈江氣象97°5724°42溫度、氣壓、濕度、風(fēng)速降水等1955迄今在戶宋河上設(shè)有戶宋河水電站入庫水文專用站銅壁關(guān)站，有幾年實(shí)測(cè)資料，但其流量資料未整編，設(shè)計(jì)時(shí)無法使用。戶宋河瓦蕉人渡橋、芒線斷面由于資料年限較短，無法作為設(shè)計(jì)參證站。故此次設(shè)計(jì)采用流域下墊面相似的盞西站為設(shè)計(jì)參證站。盞西站位于大盈江上游檳榔江，于1958年1月設(shè)立。該站測(cè)驗(yàn)河段長約800m，河底為卵石，微有沖淤，兩岸為砂石。中水以下逐漸產(chǎn)生偏右斜流?；緮嗝嫔嫌渭s1km處有一彎道急流

7、，上游約100m處左岸有一小山溪，山洪爆發(fā)時(shí)挾帶泥沙匯入主流?；緮嗝嫦掠渭s700m處有一小支流匯入。采用臨時(shí)曲線法推求流量。盞西站屬國家基本水文站，觀測(cè)精度可靠，水文資料均按規(guī)范要求對(duì)上、下游合理性進(jìn)行分析并整編，由云南省水文水資源局審查批準(zhǔn)并刊印，資料精度能滿足設(shè)計(jì)要求。徑流2.1.1 徑流特性勐乃河流域徑流補(bǔ)給來源于降水。由于降雨集中，徑流年內(nèi)分配不均。流域內(nèi)植被覆蓋良好，因此地表水、地下水豐富，河水終年長流不斷。參證站盞西站所在的檳榔江流域徑流來源于降水與少量融雪。流域內(nèi)降水充沛，植被良好，地下水豐富，產(chǎn)水量較穩(wěn)定，為云南省多水地區(qū)，流域內(nèi)降水一般上游大于下游。據(jù)流域內(nèi)盞西站1959年

8、2004年實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)，水文年多年平均流量89.8m3/s，多年平均徑流深1829mm，多年平均徑流模數(shù)183萬m3/km2，年徑流變差系數(shù)Cv=0.20，Cs=2Cv；實(shí)測(cè)最大年平均流量124m3/s（1966年），最小年平均流量63.6m3/s（1994年），年徑流豐枯比1.95倍；實(shí)測(cè)多年最大月平均流量378m3/s（1974年7月），多年最小月平均流量16.3m3/s（2004年3月）。勐乃河和檳榔江流域均位于西南暖濕氣流入侵我省的通道上，產(chǎn)生降雨的水汽條件極為充分，是云南省降雨量最為充沛的區(qū)域之一，由于下墊面條件優(yōu)良，徑流深也位于我省各河流前列。2.1.2 壩址天然徑流計(jì)算2.1.2

9、.1 年降雨量隨高程變化分析勐乃河流域高程從河源2380m至匯口242m，高程變化劇烈，因此有必要對(duì)降雨量隨高程變化的影響進(jìn)行分析。1977年1978年在那邦曾經(jīng)建立過臨時(shí)氣象站，進(jìn)行過氣象觀測(cè)。此次設(shè)計(jì)收集到戶宋河入庫水文站觀測(cè)的1999年2001年降雨量資料。各站降雨量資料情況見表2-3。表2-3 氣象資料情況一覽表站 名高程（m）多年平均降雨量（mm）備 注昔馬170039601976年2001年實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)戶宋河入庫站140026001999年2001年實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)盞西站100016161957年2004年實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)盈江縣氣象站826.714771961年1990年那邦臨時(shí)氣象站27

10、028291977年1978實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)通過對(duì)以上資料的分析，認(rèn)為本流域及鄰近的檳榔江流域，年降雨量隨高程變化的規(guī)律十分明顯?？紤]到在相同高程情況下，勐乃河流域年降雨量大于檳榔江流域，而那邦臨時(shí)氣象站與昔馬同處一個(gè)流域，降雨特性相同，同時(shí)昔馬實(shí)測(cè)多年降雨量均值與1977年1978年實(shí)測(cè)資料均值比較接近，因此，用昔馬、那邦臨時(shí)氣象站年降雨量資料建立的高程降雨量關(guān)系式能夠反映勐乃河流域內(nèi)年降雨量隨高程變化的趨勢(shì)。電站壩址以上流域平均高程根據(jù)1:5萬地形圖量算，以面積加權(quán)平均后確定。根據(jù)高程降雨量關(guān)系式及壩址以上流域平均高程計(jì)算出電站壩址以上流域多年面平均降雨量見表2-4。表2-4 那邦電站壩址年平

11、均降雨量表梯級(jí)面積（km2）年平均降雨量（mm）那邦電站195.935462.1.2.2 壩址徑流計(jì)算那邦壩址月徑流系列，采用盞西站1959年2004年月徑流系列，按流域面積和多年平均降雨量修正的方法計(jì)算，計(jì)算公式如下：式中：壩址月平均流量（m3/s）；盞西站月平均流量（m3/s）；壩址流域面積（km2）；盞西站流域面積（km2）；壩址以上流域面平均雨量（mm）；盞西站以上流域面平均雨量（mm）。盞西站以上流域面平均雨量采用云南省降雨等值線圖量算確定。通過以上方法計(jì)算，可得1958年2003年壩址月徑流系列。根據(jù)盞西站年、枯期（12月5月）頻率計(jì)算成果，按流域面積和多年平均降雨量修正的方法得到

12、壩址代表年的年、枯期設(shè)計(jì)值。根據(jù)年水量、枯期水量進(jìn)行控制的原則，經(jīng)過對(duì)壩址年、枯期徑流及本電站設(shè)計(jì)保證率要求的分析，最后選定以下三個(gè)代表年為典型年。豐水年（P=10%）：選用1991年6月1992年5月為典型年。平水年（P=50%）：選用1967年6月1968年5月為典型年?？菟辏≒=90%）：選用1969年6月1970年5月為典型年。由于三個(gè)典型年的年、枯期徑流與設(shè)計(jì)值有差異，故分別求出K1(125月)和K2（611月）兩個(gè)修正系數(shù)，對(duì)典型年進(jìn)行修正之后，可得壩址豐、平、枯三個(gè)代表年日平均流量。即按下式計(jì)算：K1=Qp枯/Qd枯K2=（Qp年-Qd枯）/（Qd年-Qd枯）Qd汛日= K2&

13、#215;Qp汛日Qd枯日= K1×Qp枯日式中：K1為枯期125月修正系數(shù) K2為汛期611月修正系數(shù) Qp枯為設(shè)計(jì)枯期流量（m3/s） Qd枯為典型枯期流量（m3/s） Qp年為設(shè)計(jì)年流量（m3/s） Qd年為典型年流量（m3/s） Qd汛日為典型年汛期日流量（m3/s） Qd枯日為典型年枯期期日流量（m3/s） Qp汛日為設(shè)計(jì)年汛期日流量（m3/s） Qp枯日為設(shè)計(jì)年枯期期日流量（m3/s）盞西站年、枯期（12月5月）頻率曲線圖見圖2-3、2-4。那邦水電站壩址豐、平、枯三個(gè)代表年及多年平均月流量成果見表2-5。表2-5 壩址代表年及多年月平均流量成果表單位：m3/s月份流量豐

14、水年（10%）平水年（50%）枯水年（90%）多年平均6月32.428.022.427.37月52.646.229.843.38月57.129.332.535.69月29.124.017.025.910月20.024.614.321.411月17.911.58.5012.712月12.76.795.768.371月9.845.614.946.422月7.944.874.205.743月7.54.993.805.594月5.556.655.075.715月8.6412.48.149.46年平均21.817.113.017.32.1.3 徑流成果代表性、合理性分析盞西站長達(dá)46年的月徑流系列均為實(shí)

15、測(cè)值，從盞西站年徑流差積曲線圖看，系列中基本包含了豐、平、枯水段，并具有一定的周期變化，其徑流系列具有代表性。年徑流差積曲線見圖2-5?？梢哉J(rèn)為盞西站的徑流系列已較充分地反映了盞西站以上流域徑流的變化規(guī)律及其特性。盞西以上流域在氣候條件、徑流補(bǔ)給條件、降雨徑流特性等方面與勐乃河流域有較多相似的地方。用盞西站與昔馬年降雨量建立相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.83，說明兩者有一定的相關(guān)關(guān)系，表明兩者所在的流域降水有相似性，采用盞西站作為徑流設(shè)計(jì)參證站是可行的。盞西站與昔馬年降雨量相關(guān)圖見圖2-6。根據(jù)云南省降雨等值線圖，那邦電站壩址以上面平均雨量約為3700mm，與采用的面平均雨量成果3546mm相差約4

16、%，非常接近。從云南省徑流等值線圖看，壩址流域徑流深約為3100mm，大于計(jì)算成果（2785mm），但從鄰近流域徑流系數(shù)看（見表2-6），在0.700.73之間，若徑流系數(shù)在此范圍考慮，壩址以上徑流深為2590mm2701mm，與設(shè)計(jì)采用的徑流成果是基本一致的。區(qū)域內(nèi)各流域降雨充沛、植被良好、人類活動(dòng)影響很小，是我省徑流系數(shù)較大的區(qū)域。綜上所述，可以認(rèn)為采用的徑流成果是合理的。表2-6 鄰近流域徑流成果比較表 項(xiàng)目站名年面雨量（mm）年徑流深（mm）年徑流系數(shù)等值線計(jì)算多年平均流量（m3/s）實(shí)測(cè)或設(shè)計(jì)多年平均流量（m3/s）那邦電站壩址354627850.7319.317.3勐典河30002

17、1000.7022.924.7人渡橋300022000.7311.310.8盞西257518830.7389.989.82.2 洪水2.2.1 洪水特性流域洪水由暴雨形成，流域地處高黎貢山西側(cè)，位于孟加拉灣暖濕氣流的迎風(fēng)坡面，河谷深切，河流走向與水汽入流方向一致，故形成流域內(nèi)暴雨次數(shù)多，暴雨量級(jí)大的特點(diǎn)。根據(jù)昔馬氣象哨資料統(tǒng)計(jì)，歷年最大一日降雨量最大值達(dá)359mm，多年均值為199mm，均為到目前為止云南省有據(jù)可查的降雨量之冠。加以山勢(shì)陡峻，河道坡陡，洪水陡漲陡落，流域洪峰模數(shù)較大，具有山區(qū)河流洪水的特點(diǎn)。對(duì)照鄰近有洪水資料的流域，勐乃河洪水過程歷時(shí)一般在一天左右，多為單峰型。通過分析昔馬氣象

18、哨實(shí)測(cè)降雨資料，最大一日降雨量發(fā)生在5月9月。由于流域集水面積小，可以認(rèn)為流域的洪水也多發(fā)生在5月9月。昔馬氣象哨年最大一日降雨出現(xiàn)時(shí)間統(tǒng)計(jì)見表2-7。表2-7 昔馬氣象哨年最大一日降雨出現(xiàn)時(shí)間統(tǒng)計(jì)月份五月六月七月八月九月總計(jì)出現(xiàn)次數(shù)23123121頻率（%）9.5214.357.114.34.76100參證流域檳榔江流域洪水主要由暴雨形成。由于暴雨多，暴雨量大，以及地形影響，洪水陡漲陡落。盞西站洪水漲洪歷時(shí)約2至4天，退水歷時(shí)約3至5天，洪水多屬單峰型。據(jù)盞西站1958年2004年實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)，年最大洪峰流量均值952m3/s，年洪峰平均模數(shù)為0.615m3/s/km2。該站實(shí)測(cè)年最大洪峰流

19、量1700m3/s（2004年7月19日），最小洪峰流量544 m3/s（1994年7月2日），二者之比為3.13。盞西站年最大洪峰在5月10月均有發(fā)生，其中6月8月占77.8%；而以7月最多，占44.5%，下游大盈江上的拉賀練站也出現(xiàn)類似情況，檳榔江盞西流域年洪水發(fā)生頻次統(tǒng)計(jì)見表2-8。表2-8 盞西站年洪水發(fā)生頻次統(tǒng)計(jì)表站名項(xiàng)目5月6月7月8月9月10月合計(jì)盞西頻次3102051645（%）6.722.244.511.12.213.31002.2.2 壩、廠址設(shè)計(jì)洪水2.2.2.1 計(jì)算方法本流域附近的勐典河、戶宋河等采用了以盞西站為參證站的多因子水文比擬法計(jì)算洪水，本階段采用此方法進(jìn)行洪

20、水計(jì)算。多因子水文比擬法公式：式中：Q壩壩址流量（m3/s）；K比擬系數(shù)；Q盞盞西流量（m3/s）；F壩壩址流域面積（km2）；F盞盞西流域面積（km2）；J壩壩址河道比降（）；J盞盞西河道比降（）；L壩壩址河長（km）；L盞盞西河長（km）；壩壩址面平均一日暴雨均值（mm）；盞盞西面平均一日暴雨均值（mm）。廠址設(shè)計(jì)洪水采用壩址洪水按面積比的2/3次方移用至廠址。計(jì)算公式為：式中：Q廠廠址流量（m3/s）；Q壩壩址流量（m3/s）；F廠廠址流域面積（km2）；F壩壩址流域面積（km2）。2.2.2.2 參數(shù)確定本次設(shè)計(jì)根據(jù)地形圖對(duì)盞西站流域特征值進(jìn)行了復(fù)核。盞西站面平均一日暴雨均值根據(jù)云南省

21、暴雨徑流查算圖表24小時(shí)最大降雨量均值等值線圖確定。盞西站洪水根據(jù)實(shí)測(cè)及歷史調(diào)查洪水分析、計(jì)算后確定。2.2.2.3 盞西站洪水計(jì)算1974年4月，昆明院對(duì)盞西壩子檳榔江兩岸的大部份村寨，包括舊城、滿能等四個(gè)村寨進(jìn)行了歷史洪水調(diào)查，調(diào)查河段長約1630m，共訪問老人14人，調(diào)查到的歷史洪水有1788年、1907年、1946年。其中以1788年（乾隆53年）洪水最大，但僅罕庭戶一人提到，且無確切的洪痕位置，無法定量，故僅供參考；1907年洪水是當(dāng)?shù)乩先斯J(rèn)“水淹白馬塘石洞的大水”，調(diào)查到洪痕點(diǎn)4個(gè)，洪痕可靠，但年份不夠確切，根據(jù)云南天氣災(zāi)害史料稱1907年“騰越（騰沖）干崖土司地方江堤沖缺，淹田

22、2600余畝”，定為1907年。1946年歷史洪水有多人提到，在當(dāng)?shù)厝罕娭斜娝苤?，年份敘述清楚，指認(rèn)洪痕十處，年份及洪痕均較可靠。根據(jù)調(diào)查到的盞西河段各年歷史洪水可靠和較可靠洪痕點(diǎn)，通過其點(diǎn)群中心定出各年洪水水面線，從而確定各年洪水在盞西站基本斷面的歷史洪水位，采用法延長盞西站水位流量關(guān)系線進(jìn)行歷史洪水定量計(jì)算，定量成果較可靠。各歷史洪水重現(xiàn)期采用分段排隊(duì)的方法確定。1788年洪水，按發(fā)生至2004年考慮，其調(diào)查考證期N=217年。1907年洪水，按發(fā)生至2004年首位洪水考慮和按1788年以來第二大洪水考慮，調(diào)查考證期N=98109年，取N=100年。1946年歷史洪水，量級(jí)不大，因不能確

23、定1907年1946年間是否遺漏大于該年的洪水，故1946年洪水按1946年以來排隊(duì)。對(duì)于大于1946年歷史洪水洪峰流量和時(shí)段洪量的實(shí)測(cè)洪水則提作特大值處理。盞西站2004年以及1983年洪峰流量均大于1946年歷史洪水，提出來作特大值處理，其重現(xiàn)期按1946年以來排列，N=59年，其經(jīng)驗(yàn)頻率分別為P=1.67%、P=3.33%，依次推算。盞西站歷史、特大洪水成果表2-9。表2-9 盞西站歷史、特大洪水成果表歷史洪水洪峰流量（m3/s）重現(xiàn)期（年）經(jīng)驗(yàn)頻率（%）190723301000.992004170059/11.671983169059/23.331946167059/35.00對(duì)盞西站

24、年洪峰流量進(jìn)行實(shí)測(cè)段和實(shí)測(cè)段加歷史洪水兩種方案的頻率計(jì)算。實(shí)測(cè)段頻率計(jì)算成果用于分析比較。由于1788年洪水未能定量，不參加頻率計(jì)算。由19592004年實(shí)測(cè)系列加1907年以來的歷史洪水組成不連序系列進(jìn)行頻率計(jì)算。頻率曲線線型采用P-型，統(tǒng)計(jì)參數(shù)用矩法初估，目估適線。適線時(shí)，統(tǒng)籌兼顧各歷史洪水，同時(shí)注意上下游水文站以及與鄰近流域水文站洪水統(tǒng)計(jì)參數(shù)之間的協(xié)調(diào)。盞西站頻率洪水成果見表2-10。盞西站洪峰流量頻率曲線見圖2-7。表2-10 盞西站洪水頻率成果表單位:Qm-m3/s項(xiàng)目實(shí)測(cè)段實(shí)測(cè)段+歷史洪水均值CVCS/CVP=0.01%均值CVCS/CVP=0.01%Qm9400.32531409

25、520.36536102.2.2.4 壩、廠址設(shè)計(jì)洪水計(jì)算采用多因子水文比擬法計(jì)算的壩址洪水成果見表2-11。表2-11 壩、廠址頻率洪水成果表洪水頻率（%）重現(xiàn)期（年）壩址流量（m3/s）廠址流量（m3/s）0.11000258030800.2500238028400.520021202530110019202290250172020603.33301570188052014601740101012501500表2-11中廠址設(shè)計(jì)洪峰流量按面積比的2/3次方移用壩址洪水成果。2.2.3 設(shè)計(jì)洪水的合理性分析2.2.3.1 盞西站洪水合理性分析從盞西站洪水頻率成果可看出：實(shí)測(cè)段加歷史洪水計(jì)算的均值、Cv值都大于實(shí)測(cè)段成果，符合一般的水文規(guī)律； Cs/Cv倍比均為5，適