樊明蘭，夏傳清，潘燕芳

(中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，四川 成都 610072)

1 前 言

黃金坪水電站系大渡河干流水電規(guī)劃調(diào)整推薦“三庫(kù)22級(jí)”開發(fā)方案的第11個(gè)梯級(jí)電站，位于四川省康定縣姑咱鎮(zhèn)上游約3.2km河段，上游與長(zhǎng)河壩水電站銜接，下游為瀘定梯級(jí)，壩址控制集水面積為56 942km2。水庫(kù)總庫(kù)容1.4億m3，具有日調(diào)節(jié)性能。樞紐工程由瀝青混凝土心墻堆石壩、左岸溢洪道、泄洪放空洞壩身泄洪，左岸地下引水發(fā)電系統(tǒng)及右岸生態(tài)機(jī)組電站等建筑物組成，最大壩高95.5m。大壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)500年一遇、校核標(biāo)準(zhǔn)5000年一遇。黃金坪水電站上游雙江口、長(zhǎng)河壩水電站正在興建中,對(duì)黃金坪水電站設(shè)計(jì)洪水有一定的影響。

2 流域概況

大渡河是岷江的最大支流，流域位于東經(jīng)99°42′～103°48′、北緯28°15′～33°33′之間。有東西兩源，東源為足木足河，為主流；西源為綽斯甲河。兩源在雙江口匯合，由北向南流至石棉折向東流，于樂山市注入岷江。干流河道全長(zhǎng)1 062km，流域集水面積為77 400km2。在黃金坪水電站下游有瀘定水文站，控制集水面積58 943km2；黃金坪水電站～瀘定水文站之間僅有較大支流瓦斯河，設(shè)有康定水文站，控制集水面積1 354km2。兩水文站資料已插補(bǔ)延長(zhǎng)和多次復(fù)核,水文系列為1952～2006年，可為黃金坪水電站的勘測(cè)設(shè)計(jì)提供翔實(shí)、可靠的水文資料。大渡河流域水系及黃金坪水電站位置見圖1。

3 暴雨洪水特性

大渡河流域暴雨最多發(fā)生在大渡河下游地區(qū)，其次是大渡河中游田灣河～松林河～南椏河中上游～尼日河上游一帶。大、暴雨一般發(fā)生在5～9月，暴雨量占全年的73%～85%。一次降雨過(guò)程為3d左右，兩次連續(xù)過(guò)程為5d左右或更長(zhǎng)，主雨段多在1～2d，且多夜雨。大渡河上游地區(qū)很少出現(xiàn)暴雨，最大日降水量在30～70mm，中、下游地區(qū)最大日降水量在100mm以上，下游的沙灣和初殿雨量站，最大日降水量分別為439.6mm和300mm。影響大渡河流域降雨最主要的天氣系統(tǒng)是西風(fēng)槽、切變線和低渦。大渡河流域的水汽源地主要在孟加拉灣，其次是南海北部灣和阿拉伯海。

大渡河洪水主要由降水形成，年最大洪峰流量出現(xiàn)在汛期6～9月，多出現(xiàn)在6、7月份，以7月份出現(xiàn)的機(jī)會(huì)最多，約占50%，8月份發(fā)生的機(jī)會(huì)較少，約占10%，9月份又相對(duì)較多，約占20%。由于流域面積較大，支流多沿干流對(duì)稱發(fā)育、匯流不集中、植被較好有利于下滲和滯流等，洪水過(guò)程多呈復(fù)峰型且漲落緩慢，具有峰低、量大、歷時(shí)長(zhǎng)的特點(diǎn)。

大渡河流域一次洪水過(guò)程約15d ,其中7d洪量占15d洪量的53%以上,3d洪量占7d洪量的48%以上,1d洪量占3d洪量的35%以上。

圖1 大渡河流域水系及水文站網(wǎng)分布

4 設(shè)計(jì)洪水

4.1 歷史洪水

自1956年以來(lái)，為滿足大渡河流域規(guī)劃及梯級(jí)電站設(shè)計(jì)需要,成都院在大渡河流域先后進(jìn)行過(guò)多次歷史洪水調(diào)查,并對(duì)重點(diǎn)年份進(jìn)行了多次復(fù)查和補(bǔ)充調(diào)查，大渡河流域各河段各次歷史洪水年份、量級(jí)和序位已基本查清。

黃金坪水電站所涉及的歷史洪水調(diào)查成果見表1。

黃金坪水電站1904年歷史洪水洪峰、各時(shí)段洪量采用大金、瀘定站區(qū)間面積比內(nèi)插法計(jì)算，計(jì)算成果見表2。歷史洪水重現(xiàn)期同瀘定水文站。

4.2 天然設(shè)計(jì)洪水

4.2.1 黃金坪水電站年最大洪水系列生成

黃金坪水電站年最大洪峰流量及各時(shí)段洪量采用瀘定站洪水過(guò)程減去區(qū)間相應(yīng)洪水過(guò)程的方法計(jì)算，區(qū)間洪水采用康定站相應(yīng)洪水模數(shù)放大而得，康定站至瀘定站洪峰傳播時(shí)間經(jīng)分析取3h。計(jì)算公式為：

表1 黃金坪水電站涉及的歷史洪水調(diào)查成果

注：丹巴水文站1904年歷史洪水洪峰流量根據(jù)大金、瀘定水文站該年歷史洪水成果按區(qū)間面積比內(nèi)插推算為6 990m3/s；歷史洪水重現(xiàn)期參照瀘定河段的調(diào)查情況確定，為201年。

表2 黃金坪電站歷史洪水成果

按上式將瀘定站實(shí)測(cè)洪水過(guò)程與以康定站為典型的區(qū)間洪水過(guò)程疊加，可得到壩址1952～2006年年最大洪峰及各時(shí)段洪量系列。

4.2.2 黃金坪水電站設(shè)計(jì)洪水計(jì)算

表3 黃金坪水電站設(shè)計(jì)洪水成果

圖2 黃金坪水電站年最大洪峰頻率曲線

圖3 黃金坪水電站各時(shí)段洪量頻率曲線

黃金坪水電站設(shè)計(jì)洪水隨統(tǒng)計(jì)時(shí)段的增長(zhǎng)Cv值減小,符合一般變化規(guī)律；上下游對(duì)比,Cv從上游丹巴至下游農(nóng)場(chǎng)逐漸變小，農(nóng)場(chǎng)以下逐漸受青衣江暴雨區(qū)波及影響，Cv開始回升，符合流域暴雨洪水特性。因此電站設(shè)計(jì)洪水統(tǒng)計(jì)參數(shù)是合理的。

4.3 受上游水庫(kù)影響黃金坪水電站設(shè)計(jì)洪水分析

黃金坪水電站為大渡河干流開發(fā)的第11個(gè)梯級(jí)，位于該電站上游雙江口、長(zhǎng)河壩水庫(kù)具有一定的洪水調(diào)節(jié)作用，應(yīng)分析兩者對(duì)黃金坪水電站設(shè)計(jì)洪水的影響。

根據(jù)對(duì)雙江口、長(zhǎng)河壩水電站1992年和1981年典型天然情況設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線水庫(kù)調(diào)洪結(jié)果，以1981年的對(duì)工程更為不利，故本文采用1981年典型調(diào)洪結(jié)果。

采用雙江口水電站PMF、1000年一遇的1981年典型洪水過(guò)程線，經(jīng)水庫(kù)調(diào)洪后的出庫(kù)流量過(guò)程演算到長(zhǎng)河壩壩址，與區(qū)間相應(yīng)洪水過(guò)程疊加，推算出受雙江口水庫(kù)影響的長(zhǎng)河壩水電站校核標(biāo)準(zhǔn)PMF、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1000年一遇的設(shè)計(jì)洪水過(guò)程(見表4)。

雙江口水庫(kù)調(diào)洪對(duì)長(zhǎng)河壩水電站校核標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)洪水有很小的削峰作用，削減幅度在3%以內(nèi)(見表4)。故長(zhǎng)河壩水電站采用天然設(shè)計(jì)洪水成果。

采用長(zhǎng)河壩水電站天然情況下5000年一遇、500年一遇的1981年典型設(shè)計(jì)洪水過(guò)程，經(jīng)長(zhǎng)河壩水庫(kù)調(diào)洪后的出庫(kù)流量過(guò)程演算到黃金坪壩址，與區(qū)間相應(yīng)洪水過(guò)程疊加，即推算出受長(zhǎng)河壩水庫(kù)影響的黃金坪水電站校核標(biāo)準(zhǔn)5000年一遇、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)500年一遇的設(shè)計(jì)洪水過(guò)程，成果見表5。

表4 受雙江口水庫(kù)影響的長(zhǎng)河壩水電站設(shè)計(jì)洪水成果 m3/s

表5 受長(zhǎng)河壩水庫(kù)影響的黃金坪電站設(shè)計(jì)洪水成果 m3/s

長(zhǎng)河壩水庫(kù)調(diào)洪僅對(duì)黃金坪水電站校核標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)洪水有較小的削峰作用，削減幅度5%以內(nèi)；對(duì)黃金坪水電站設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)洪水無(wú)削減作用(見表5)，因此，可以認(rèn)為雙江口和長(zhǎng)河壩水庫(kù)調(diào)洪對(duì)黃金坪水電站設(shè)計(jì)洪水皆無(wú)較大影響，故黃金坪水電站采用天然設(shè)計(jì)洪水是合適的。

5 結(jié)束語(yǔ)

黃金坪水電站為大渡河干流開發(fā)的第11個(gè)梯級(jí),上游在建的大型水庫(kù)有雙江口、長(zhǎng)河壩等水庫(kù),其設(shè)計(jì)洪水地區(qū)組成較為復(fù)雜。通過(guò)對(duì)大渡河流域暴雨洪水特性,定量分析了上游梯級(jí)水庫(kù)對(duì)黃金坪水電站設(shè)計(jì)洪水的影響，為工程優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)。