大河底一級水電站工程水文設(shè)計方案

大河底一級水電站工程水文設(shè)計方案自然地理八布河流域位于云貴高原南緣斜坡地帶，地理坐標(biāo)介于東經(jīng)104°31′～105°07′，北緯23°07′～23°28′之間。八布河屬紅河流域系瀘江水系，河流發(fā)源于西疇縣境內(nèi)梅子箐，由西北向東南流經(jīng)麻栗坡縣八布鄉(xiāng)于達(dá)干村下游約1km處出境，注入越南后稱棉河。八布河在我國境內(nèi)全長59.1km，徑流面積1271km2，河彎系數(shù)1.36，主河道落差1160m，平均比降19.6%。主要支流有：洪哈河、林安沖河、東油河、江東河、八斗河、那馬河、南青河、銅廠河、江銃河九條。八布河流域水系分布見圖2-1。八布河流域地處云貴高原南斜坡帶，屬高中山構(gòu)造侵蝕地貌。流域地勢北高南低，河谷呈“V”字形，谷坡較陡。流域上游的南令河大部屬灰?guī)r地區(qū)，溶蝕作用強烈，分布有巖溶裂隙、漏斗、溶洞、豎井、溶槽、落水洞、溶溝等，區(qū)內(nèi)呈現(xiàn)一片巖溶地貌景觀。大河底梯級水電站位于八布河下游南青河左岸支流，壩址控制徑流面積10.67km2。氣象八布河流域地處低緯度地區(qū)，受西伯利亞冷氣團和孟加拉灣暖濕氣團及太平洋季風(fēng)環(huán)流控制，屬南亞熱帶高原季風(fēng)氣候類型，其明顯的氣候特征表現(xiàn)為：冬春干旱、夏秋濕潤、冬無嚴(yán)寒、夏無酷暑，地型海拔差異大，立體氣候明顯。由于水汽來源及海拔高度的影響，年降水從下游往上游呈遞減趨勢，降水的年內(nèi)分配不均勻，多集中在5～10月，占全年降水量的82.7%左右。11～4月為旱季，降水量約占全年的17.3%，降水年際變化不大，Cv值一般在0.20左右。流域蒸發(fā)量為850mm左右，最大蒸發(fā)出現(xiàn)在4～5月，最小為11～2月。流域內(nèi)多年平均相對濕度在86%左右，年內(nèi)各月平均相對濕度相差不大。流域內(nèi)多東風(fēng)、靜風(fēng)，多年平均風(fēng)速2.0m/s，最大風(fēng)速18m/s，風(fēng)向WNW。電站距麻栗坡縣城較近，根據(jù)麻栗坡縣氣象站資料統(tǒng)計，多年平均氣溫17.6℃，極端最高氣溫35.8℃，極端最低氣溫-3.0℃。麻栗坡氣象站氣象要素統(tǒng)計表見表2-1，供大河底水電站設(shè)計參考。麻栗坡氣象站氣象要素統(tǒng)計表表2-1月份項目123456789101112年氣溫(℃)平均10.011.515.418.921.922.623.022.621.318.414.511.617.6極端最高28.330.533.234.334.735.834.834.033.230.529.126.435.8極端最低-2.7-2.01.75.410.212.015.215.09.14.3-2.0-3.0-3.0降水(mm)平均15.817.929.673.0110.0157.9213.8225.9102.059.133.914.71054.0月分配(%)1.51.72.86.910.415.020.321.59.75.63.21.4100平均61.473.9118.4145.8173.0138.4141.9138.1124.4102.377.165.61360.0風(fēng)(m/s)平均風(fēng)速2.02.32.62.62.41.91.81.61.71.81.82.02.0最大風(fēng)速9101112101081218812918相應(yīng)風(fēng)向SE3個E3個NENWWSEWNW平均相對濕度(%)87878586848688878585858686基本水文資料大河底水電站上游約10km處的八布河干流上建有八布水文站，水文站控制流域面積867km2，觀測項目有水位、流量、降水。八布水文站屬國家基本站，水文資料的測驗與整編均按規(guī)范進行，資料可靠，成果精度高。設(shè)計中作為大河底水電站水文計算的參證站，其基本情況見表2-2。八布水文站基本資料一覽表表2-2河名站名控制徑流面積(km2)觀測項目起迄時間八布河八布站867水位、流量、降水1970～2010徑流徑流特性八布河徑流主要由大氣降水補給。流域?qū)俚途暷蟻喐咴撅L(fēng)氣候，受東南和西南暖濕季風(fēng)影響，5～10月為汛期。受亞洲干燥盛行的西風(fēng)影響，11～4月為枯期。區(qū)內(nèi)干濕兩季分明的特點，導(dǎo)致徑流年內(nèi)分配不均勻，汛期徑流量占年徑流量的83%左右，枯期徑流量占年徑流量的17%左右。徑流系列插補延長八布水文站有1970～2010年41年（水文年）的實測水文資料，滿足設(shè)計規(guī)范要求，不需進行資料插補延長。徑流系列三性分析1.可靠性：八布水文站屬國家基本站，水文資料的測驗與整編均按規(guī)范進行，資料可靠，成果精度高。水文站徑流系列具有一定的可靠性。2.一致性：經(jīng)分析，八布水文站徑流資料系列前后具有一致性。3.代表性：根據(jù)八布水文站實測的41年（水文年）的徑流資料，點繪年徑流累積均值過程線和差積曲線，見圖2-2、圖2-3。水文站徑流系列從后往前計至1978年趨于穩(wěn)定。系列中包含了一定數(shù)量的豐、平、枯水年份，所以，八布水文站1970～2010年41年（水文年）的徑流資料具有一定的代表性。水文站年徑流頻率計算根據(jù)八布水文站1970～2010年41年（水文年）徑流系列，進行頻率分析，按數(shù)學(xué)期望公式P=m/(n+1)×100%計算經(jīng)驗頻率，用矩法估算參數(shù)，以PⅢ型線擬合確定Cv、Cs值，成果見表2-3，頻率曲線見圖2-4。表2-3八布水文站設(shè)計年徑流成果表單位：m3/s徑流面積(km2)多年平均流量(m3/s)CvCs/CV設(shè)計頻率P（%）102050809086721.70.202.027.425.221.418.016.3成果的合理性檢查八布站屬國家基本水文站，水文站的觀測設(shè)施符合要求，其資料的收集與整編均按國家的有關(guān)規(guī)范進行，資料可靠；從八布水文站頻率曲線圖2-4分析，點線配合較好；經(jīng)分析，八布水文站的徑流統(tǒng)計參數(shù)符合地區(qū)分布規(guī)律?？v上所述，八布水文站的年徑流計算成果是合理的。大河底水電站壩址年徑流計算大河底水電站位于八布水文站下游約10.0km處，電站的設(shè)計年徑流根據(jù)八布水文站的年徑流計算成果，用水文比擬法進行計算并用降雨量進行修正。八布水文站以上多年平均降雨量為1500mm，大河底電站取水口以上多年平均降雨量為1650mm，修正系數(shù)為1.10。成果見表2-4。大河底水電站壩址設(shè)計年徑流成果表表2-4單位：m3/s站名徑流面積(km2)多年平均流量(m3/s)CvCs/CV設(shè)計頻率P（%）1020508090大河底水電站10.670.330.202.00.420.390.330.280.25八布水文站86721.70.202.027.425.221.418.016.3設(shè)計代表年徑流年內(nèi)分配根據(jù)八布水文站徑流資料系列，按年水量相近，月分配不特殊并大致協(xié)調(diào)的原則選擇三個典型年。經(jīng)分析對比，豐水年（P=10%）為1979～1980年；平水年（P=50%）為1973～1974年；枯水年（P=90%）為1980～1981年。電站壩址各設(shè)計代表年逐日平均流量用壩址設(shè)計年徑流量與所選典型年年徑流量之比值為放大系數(shù)，再乘以典型年逐日平均流量而得。設(shè)計代表年年內(nèi)分配見表2-5。大河底水電站代表年逐月平均流量成果表表2-5位：m3/s月份代表年567891011121234年豐水年（P=10%）比例（%）0.090.160.180.250.170.060.030.020.010.010.010.011.00流量0.440.800.931.240.850.320.140.080.070.060.060.050.42平水年（P=50%）比例（%）0.080.140.170.240.190.070.030.020.020.020.010.011.00流量0.320.560.680.950.740.290.130.070.070.060.050.040.33枯水年（P=90%）比例（%）0.100.120.200.280.140.050.030.020.020.020.010.011.00流量0.290.370.610.850.410.140.080.070.060.060.030.030.25大河底一級水電站設(shè)計代表年逐日平均流量見表2-6、2-7、2-8。

大河底水電站P=10%設(shè)計代表年逐日平均流量表表2-6單位：m3/s月日5月6月7月8月9月10月11月12月1月2月3月4月10.080.194.550.551.630.290.140.100.070.060.050.0620.080.193.030.641.460.290.130.090.070.060.050.0430.060.382.610.561.330.270.130.110.070.060.050.0440.060.992.380.871.140.260.130.090.070.060.050.0450.061.021.920.900.970.250.130.090.070.060.050.0460.051.182.150.740.850.250.120.090.070.060.050.0470.050.972.080.630.850.240.120.090.070.060.050.0480.050.831.790.560.990.240.120.090.070.060.050.0490.050.621.620.451.100.230.120.090.070.060.050.06100.050.531.520.371.170.220.120.090.070.060.050.13110.050.501.230.321.160.210.120.090.070.060.050.07120.050.361.010.291.160.200.120.090.070.060.050.05130.050.280.840.321.200.190.110.090.070.060.050.05140.050.210.660.361.210.190.110.090.070.060.050.04150.370.180.540.501.160.190.110.090.060.060.050.04160.120.170.490.581.100.180.110.080.070.070.050.04170.100.150.420.581.180.180.110.080.070.060.050.04180.080.700.410.601.010.170.110.080.070.070.040.04190.070.970.371.700.890.170.110.080.070.070.040.04200.071.310.351.400.790.170.110.080.070.060.040.04210.071.870.311.490.630.170.100.080.070.060.040.04220.061.780.281.480.540.160.100.080.070.060.040.04230.211.490.272.270.490.160.100.080.070.060.040.04240.231.310.242.860.450.160.100.080.070.060.040.04250.201.190.242.720.420.160.100.070.070.060.040.04260.141.030.242.450.380.160.100.070.070.060.040.04270.110.760.252.720.340.150.100.070.070.060.040.04280.090.620.252.370.330.150.100.080.060.060.040.04290.091.000.242.220.320.150.100.080.060.050.040.04300.211.150.271.830.300.150.100.070.060.040.04310.220.281.520.140.070.060.04大河底水電站P=50%設(shè)計代表年逐日平均流量過程表表2-7位：m3/s月日5月6月7月8月9月10月11月12月1月2月3月4月10.080.490.250.770.540.880.190.110.080.070.060.0720.080.400.370.580.480.790.180.110.080.070.060.0730.080.340.350.550.460.620.180.110.080.070.060.0740.090.560.290.630.640.510.170.100.080.080.060.0750.090.870.261.731.370.440.170.100.080.070.060.0660.080.760.251.681.560.380.160.100.080.080.060.0670.080.570.241.461.440.350.160.100.080.070.060.0680.080.420.211.271.290.330.160.100.080.070.050.0690.080.450.251.101.410.300.150.100.080.070.050.06100.350.860.360.931.630.280.150.100.080.070.050.08110.541.090.400.761.470.270.160.100.080.070.050.08120.421.800.450.551.630.250.150.110.080.070.060.08130.331.520.410.451.430.240.150.100.080.070.060.07140.231.210.400.421.050.240.140.100.080.070.060.07150.270.980.450.370.770.230.140.100.080.070.060.07160.240.750.560.370.710.220.140.100.080.070.060.06170.190.660.580.450.770.220.130.100.080.070.060.10180.170.610.580.450.650.200.130.100.080.070.060.17190.180.540.510.830.560.200.130.090.080.060.060.13200.160.460.661.130.500.190.120.090.080.060.060.12210.130.390.531.100.460.190.130.090.080.070.060.15220.340.330.451.070.610.180.120.090.080.060.050.16230.530.290.791.550.650.240.120.090.070.060.050.13240.630.250.581.510.520.200.120.090.070.060.050.11250.660.290.551.320.410.190.110.090.070.060.050.09260.590.260.761.110.390.250.110.090.070.060.060.09270.520.220.800.880.480.260.110.090.080.060.080.08280.740.220.940.740.550.240.110.090.080.060.070.10290.650.250.930.640.710.220.110.090.070.060.09300.660.260.900.570.790.200.110.090.070.060.09310.600.930.530.210.080.070.06

大河底水電站P=90%設(shè)計代表年逐日平均流量過程表表2-8單位：m3/s月日5月6月7月8月9月10月11月12月1月2月3月4月10.210.150.230.570.330.190.110.070.070.060.050.0320.270.150.240.550.300.190.100.060.070.060.050.0330.350.130.180.510.410.170.110.060.070.060.050.0340.320.110.170.470.640.170.100.060.070.060.050.0550.230.101.110.600.690.160.090.060.070.060.050.0960.180.090.930.630.620.160.090.060.080.060.050.0870.150.090.870.520.570.160.090.060.090.060.050.0880.120.100.770.580.730.160.080.060.080.060.050.1690.110.170.580.720.680.150.080.060.070.060.050.17100.110.200.370.690.830.150.080.060.070.060.050.14110.100.160.450.540.710.150.080.060.070.060.060.11120.090.130.280.490.440.140.080.060.070.070.060.09130.100.120.460.970.380.140.080.060.070.130.050.07140.090.100.441.140.330.130.070.060.060.110.050.06150.080.120.431.340.310.120.080.060.060.090.050.06160.080.180.371.400.290.120.070.060.060.070.050.06170.080.240.451.230.270.120.070.060.070.070.050.12180.080.270.641.130.250.120.070.060.070.060.050.24190.090.520.700.930.230.120.070.060.070.060.060.26200.080.580.570.760.220.120.070.060.060.060.060.23210.160.460.580.860.210.110.070.060.060.060.050.19220.470.300.580.900.260.110.070.060.060.060.050.15230.680.220.511.170.370.120.060.060.060.060.050.13240.630.190.660.840.440.130.070.060.060.050.050.13250.580.170.770.760.320.130.070.060.060.050.050.17260.740.160.740.590.260.130.070.060.060.050.050.38270.620.160.600.500.230.110.070.060.060.050.120.52280.380.150.460.470.220.110.070.060.060.050.360.42290.270.150.370.430.200.110.070.060.060.440.28300.280.200.320.400.200.100.070.070.060.360.21310.170.450.320.110.060.060.26。設(shè)計洪水暴雨洪水成因及特性八布河流域產(chǎn)生暴雨的天氣系統(tǒng)主要為低槽、切變、低渦、副高邊緣，南海臺風(fēng)和赤道輻合帶等。而大暴雨多數(shù)是低渦與低槽類天氣系統(tǒng)所造成。本流域水汽主要來源于孟加拉灣和南海北部灣一帶。前者影響面積大，往往形成大面積的降雨，后者常以臺風(fēng)或熱帶風(fēng)暴出現(xiàn)，因受地形和海拔高度影響，水汽由南向北逐漸減弱，暴雨量亦隨之減小。據(jù)資料統(tǒng)計，暴雨多發(fā)生在6～9月，一次暴雨集中在1～3天內(nèi)。八布河流域洪水由暴雨形成，洪水多發(fā)生在6～9月，與暴雨時間相應(yīng)。其它月份雖有出現(xiàn)，但量級不大，次數(shù)不多。一次洪水主要由3天降雨形成。因流域上部發(fā)育有大片巖溶區(qū)，暴雨洪水經(jīng)洼地、巖溶地下空間調(diào)滯后從泉口、龍?zhí)读鞒?，所以，洪水漲落變化緩慢，大水年洪水過程多為復(fù)式峰，一次洪水歷時長達(dá)7天左右。歷史洪水調(diào)查排位文山州水文分局在八布河八布水文站河段調(diào)查得1913年歷史洪水，洪峰流量Qm=908m3/s；1938年歷史洪水，洪峰流量Qm=726m3/s。據(jù)考證，自調(diào)查期1913年以來，八布河以1913年洪水為最大，重現(xiàn)期為90～100年一遇洪水；1938年洪水次之，重現(xiàn)期為30～50年一遇洪水。1913、1938年洪水情況在《文山州水利電力志》上曾有記載。洪峰流量系列插補展延八布水文站有1970～2010年41年實測洪峰流量系列，其資料可靠，成果精度高，已滿足設(shè)計需要，無需插補延長。洪峰流量系列代表性分析經(jīng)分析，八布水文站實測的1970～2010年41年洪峰流量資料系列中包含了一定數(shù)量的大、中、小洪峰流量，且加入了1913、1938年特大洪水，所以，八布水文站1970～2010年的洪峰流量系列具有一定的代表性。洪水參數(shù)計算八布水文站站計入1913、1938年歷史洪水按不連序系列計算，1913、1938年洪水按1913年以來第一、二位計算,1970～2007年按連序系列計算。連續(xù)點據(jù)的頻率用數(shù)學(xué)期望公式：Pm=a/(N+1)+〔1-a/(N+1)〕×（m-l）/（n-l+1）計算，參數(shù)用矩法估算，Cs按定倍比計算，八布站取Cs=4.0Cv，用PⅢ型線型適線確定參數(shù)。八布水文站洪峰流量頻率計算成果見表2-9，頻率曲線見圖2-5。表2-9八布水文站設(shè)計洪峰流量成果表站名F(km2)Q(m3/s)CvCs/Cv各種頻率洪峰流量（m3/s）1.02.03.35.01020八布8672700.624.0912779702607480357。設(shè)計洪水成果合理性分析八布水文站設(shè)計洪水成果是推求大河底水電站壩址、廠址設(shè)計洪水的基本依據(jù)，因此，該站設(shè)計洪水成果是否合理、可靠至關(guān)重要。八布水文站為國家基本站，水文資料的收據(jù)與整編均按有