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        渾江梯級水電站設(shè)計洪水復(fù)核分析

        2016-08-31 08:12:14丹東市水利勘測設(shè)計研究院遼寧丹東8000中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司吉林長春300
        東北水利水電 2016年8期
        關(guān)鍵詞:桓仁洪量壩址

        劉 力,鄒 浩(.丹東市水利勘測設(shè)計研究院,遼寧丹東8000;.中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司,吉林 長春 300)

        渾江梯級水電站設(shè)計洪水復(fù)核分析

        劉 力1,鄒 浩2
        (1.丹東市水利勘測設(shè)計研究院,遼寧丹東118000;2.中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司,吉林 長春 130021)

        文中分析了洪水系列延長后對桓仁、回龍山、太平哨設(shè)計洪水參數(shù)的影響,并通過分析論證,得出桓仁、回龍山、太平哨水電站壩址洪水,仍可沿用原審定成果的結(jié)論。

        桓仁水電站;渾江;設(shè)計洪水

        桓仁、回龍山、太平哨水電站是渾江中下游的三座大、中型梯級水電站,其設(shè)計洪水分析工作在上世紀60年代的桓仁電站設(shè)計、70年代的回龍山和太平哨電站的各設(shè)計階段進行過多次。

        1972年太平哨初步設(shè)計時,對桓仁、回龍山站的設(shè)計洪水進行了全面系統(tǒng)的分析計算,重點對歷史洪水的考證、歷史洪水重現(xiàn)期的處理、以及實測資料的應(yīng)用進行了分析,其洪水資料系列用到1971年。1973年8月水電部會同遼寧省建委,對太平哨初設(shè)報告進行了審查,同意該水文計算成果,之后,各電站設(shè)計洪水一直沿用太平哨初設(shè)審定成果。

        桓仁、回龍山、太平哨水電站已于上世紀80年代初全部建成,距今已有30余年,電站建成后渾江流域又發(fā)生了1986年、1995年、2010年等大水,對設(shè)計洪水參數(shù)產(chǎn)生一定的影響,為完成各水電站大壩安全定檢工作,對大壩防洪安全評價提供科學(xué)合理的支撐,有必要對各水電站設(shè)計洪水進行復(fù)核分析。

        1 流域及工程概況

        1.1流域概況

        渾江是鴨綠江右側(cè)的一大支流,發(fā)源于龍崗山東南山麓,自東北流向西南,流經(jīng)吉林省白山市、通化市、遼寧省桓仁縣、寬甸縣,于遼寧省桓仁縣沙尖子鄉(xiāng)下游約50 km處注入鴨綠江。

        渾江全長435 km,流域面積15 414 km2,為山區(qū)性河流,沿程匯入的較大支流有十余條,桓仁水庫以下較大支流集中在右岸,桓仁水庫至回龍山水庫區(qū)間有大二河、大雅河;回龍山水庫至太平哨水庫壩址間有小雅河;太平哨水庫壩址以下有半拉江、漏河匯入。渾江蜿蜒曲折,河道多急灘哨口,坡度大,桓仁以上平均比降為0.0943%,全河平均比降為0.0630%。

        1.2工程概況

        渾江中下游于上世紀60年代至80年代初陸續(xù)建成了桓仁、回龍山、太平哨3座梯級水電站,各水電站以水能開發(fā)利用為主,其中桓仁水庫同時承擔有下游防洪任務(wù),對渾江下游洪水特性有一定的影響。

        1)桓仁水電站。桓仁水電站是渾江梯級電站的龍頭,位于遼寧省桓仁滿族自治縣桓仁鎮(zhèn)上游約4 km處。壩址控制流域面積10 364 km2,占渾江流域總面積的67.2%。電站于1958年施工,1972 年7月竣工,主要任務(wù)是發(fā)電,同時承擔有下游桓仁縣的防洪任務(wù)。桓仁水庫是渾江干流僅有的一座年調(diào)節(jié)水庫,總庫容34.6×108m3,調(diào)節(jié)庫容8.2×108m3,調(diào)洪庫容12.6×108m3。

        2)回龍山水電站?;佚埳剿娬緣沃肪嗌嫌位溉蕢沃?4 km,控制流域面積12 433 km2。電站于1969年開工,1977年竣工?;佚埳剿畮鞛槿照{(diào)節(jié)水庫,總庫容1.23×108m3,調(diào)節(jié)庫容0.18×108m3。

        3)太平哨水電站。太平哨水電站位于遼寧省寬甸縣太平哨鄉(xiāng)葫蘆頭村,壩址控制流域面積12 961 km2,距上游回龍山壩址36.5 km。電站于1976年開始施工,1982年1月竣工。太平哨水庫為日調(diào)節(jié)水庫,總庫容1.82×108m3,調(diào)節(jié)庫容0.19×108m3。

        2 暴雨洪水特性

        2.1暴雨特性

        受水汽來源、氣團活動和地形條件的制約,渾江流域暴雨走向多為南北向和西南東北向,雨量分布長軸與流域長軸平行。由于流域面積不大,上、下游暴雨起迄時間幾乎相同,整個流域能同時落在雨區(qū)之中。形成渾江流域暴雨的天氣系統(tǒng)有臺風(fēng)、氣旋、副熱帶高壓邊緣的幅合擾動和高空槽等,特大暴雨多由兩種以上天氣過程遭遇所造成,暴雨中心主要集中在下游右側(cè)半拉江的上游、中游左側(cè)的東明、橫路和上游通化一帶。

        渾江流域內(nèi)暴雨多發(fā)生在6月至9月間,大暴雨集中在7,8月份。一次暴雨一般歷時3 d左右,其中強度最大的暴雨量又集中在一天內(nèi),最大一日暴雨占一次暴雨的50%以上。多年平均3 d暴雨超過120 mm。1960年桓仁以上三天面雨量達178.7 mm,1958年渾江下游右側(cè)支流半拉江上大柞樹溝站3天雨量達415.9 mm。

        2.2洪水特性

        渾江流域洪水由暴雨造成,洪水與暴雨相應(yīng),發(fā)生在6月至9月,全年最大洪水多發(fā)生在7月至8月,尤以8月最多。

        渾江屬山區(qū)性河流,土壤被覆薄、地形起伏大,河道坡降陡,河槽調(diào)蓄作用小,故急驟強烈的暴雨形成陡漲陡落的洪水。由于一次天氣過程造成的暴雨歷時較短,而且主要集中在1 d時間內(nèi),致使較大洪水多呈單峰型。一次洪水歷時7 d左右,漲洪歷時較短,從起漲到峰頂一般1 d左右,洪峰滯時約為6 h,退水歷時較長,一般6左右。一次洪水總量多數(shù)集中于3 d時間內(nèi)。下游沙尖子水文站3 d洪量占7 d洪量的63%以上,1960年特大洪水3 d洪量占7 d洪量的80%,可見洪量非常集中。

        3 設(shè)計依據(jù)站及洪水系列采用

        桓仁、回龍山、太平哨水電站壩址洪水設(shè)計的依據(jù)站為桓仁水文站和回龍山水文站,因此,這次重點對桓仁、回龍山水文站設(shè)計洪水進行復(fù)核。

        桓仁、回龍山水文站的水文測驗工作始于1936年,在1942—1945年期間陸續(xù)停測,解放后五十年代初又恢復(fù)觀測,各水文站1971年以前的資料系列在太平哨初設(shè)時已進行了還原和插補,這次主要對1972—2012年洪水資料系列進行了還原。其中,桓仁站已受桓仁水庫調(diào)蓄影響,通過桓仁入庫流量過程采用馬斯京根法演進至桓仁站,還原成桓仁站天然洪水過程;回龍山站由桓仁站天然洪水過程演進到回龍山站,與桓仁~回龍山區(qū)間洪水過程相加求得,桓仁~回龍山區(qū)間洪水過程由回龍山入庫洪水過程減桓仁水庫出庫洪水過程推求。

        通過這次還原計算,將桓仁、回龍山水文站洪峰、洪量系列延長到2012年,洪水系列為1936—2012年計77年。

        4 歷史洪水及重現(xiàn)期的確定

        桓仁、回龍山水文站站的歷史洪水在渾江各梯級電站設(shè)計時做過多次調(diào)查和分析,各站歷史洪水洪峰流量成果見表1。

        表1 桓仁、回龍山站歷史洪水成果表

        歷史洪水的定位根據(jù)流域洪水調(diào)查情況及實測資料綜合分析確定:將1888年洪水作為1755年以來第1位,重現(xiàn)期為258年;將1960,1935,1923三年洪水的重現(xiàn)期作為1888年以來的第2,3,4位。

        5 設(shè)計洪水計算

        5.1洪水參數(shù)計算

        桓仁、回龍山站洪峰流量采用1936—2012年計77年系列,并計入1888,1810,1960,1935年和1923年歷史洪水組成不連序系列計算;設(shè)計洪量采用1936—2012年計77年連序系列計算。經(jīng)驗頻率采用數(shù)學(xué)期望公式計算,線型采用P-Ⅲ型曲線,參數(shù)用矩法初估并進行均值、Cv優(yōu)選,Cs/Cv按地區(qū)規(guī)律取2.5,最后根據(jù)適線及上、下游參數(shù)平衡分析確定采用的Cv值。

        桓仁、回龍山壩址與桓仁、回龍山水文站的集水面積相差很小,桓仁壩址、回龍山壩址洪水直接采用桓仁站、回龍山站洪水。太平哨壩址洪峰、洪量參數(shù)用回龍山水文站參數(shù)按面積比轉(zhuǎn)換,其中洪峰用面積比的2/3次方、洪量用一次方。

        5.2成果合理性分析

        將桓仁、回龍山、太平哨壩址設(shè)計洪水成果及

        TV122+.3

        B

        1002-0624(2016)08-0032-03

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