农业灌溉工程可行性研究报告

第 1 章 浙江省水利水电勘测设计院 1 1 综合说明 计基础和原则 1） 溉工程的可行性研究报告及更新报告，由斯里兰卡灌溉和水管理部提供； 2）项目区地形图及其他项目文件，由斯里兰卡当局提供 ; 3) 双方就项目技术问题讨论达成的一致； 目区所在地 项目区位于斯里兰卡东北部 区，坝址距首都科伦坡（ 300 游 70，紧邻 域地理坐标为：北纬 75500 85500、东经804127 81210。 文 项目区灌溉水源来自 ，其流域面积为 1500度为150目区位于热带海洋性气候区，具有明显的雨季和旱季，平均年降水量为 1644 毫米，从 10 月开始到次年 2 月为雨季。 程地质 项目区为一广阔的冲积平原，地面平坦。表部为冲积层，上层单元是软塑有机质粘土，下层单元为粘质粉土或粘土质砂或很细砂质粉土夹层及透镜体。山坡和坝肩附近地区覆盖着山麓堆积和岩屑组成的坡积物，可达 5 米厚。低平的山岗由残积土覆盖。包括残积土和 全风化岩层，覆盖层总厚度从 等。 目建设任务规模 项目任务为灌溉， 项目区灌溉面积为 6346 第 1 章 浙江省水利水电勘测设计院 2 目建设内容 在 上兴建一拦河引水坝，适当雍高 常水位 。本工程主要建筑物有土坝、 溢洪道、左右岸取水口 等。 目建设工期 根据本工程特点，本工程施工期从第一年 1 月开工，第四年 12 月完工，总工期 48 个月。 第 1 章 浙江省水利水电勘测设计院 3 工程特性表 序号及名称 单位 数量 备注 一、水文 1. 流域面积 全流域 500 坝址以 上 341 2. 多年平均径流量 亿 3. 代表性流量 多年平均流量 m3/s 洪峰流量（ P 1） m3/s 2344 洪峰流量（ P m3/s 3650 二、水库 校核洪水位（ P= m 设计洪水位（ P=1%） m 正常蓄水位 m 溉水位 灌溉最低水位 m 总库容 亿 三、工程效益指标 项目区灌溉 面积 346 四、主要建筑物 坝型 均质土坝 坝顶高程 m 上游边坡 - 1:下游边坡 - 1:主坝坝顶长度 m 2347 坝顶宽度 m 第 1 章 浙江省水利水电勘测设计院 4 工程特性表 序号及名称 单位 数量 备注 1#副坝长度 m 580 包括 长度 洪道 2#副坝长度 m 1912 3#副坝长度 m 1027 4#副坝长度 m 99 孔数 孔 5 单孔尺寸 （净宽） m 12 消能方式 底流消能 消力池 工作闸门型式 露顶式弧形钢闸门 尺寸（宽 高） 12m 高 数量 5 启闭机型号 容量 500 数量 台 5 进水口型式 塔式结构 输水隧洞直径 m 后直径 输水隧洞长度 m 82 包括进出口段 五、施工 1. 施工导流 方式 分期围堰导流 围堰型式 土石围堰结构型式 2. 施工期限 总工期 月 48 斯里兰卡民主社会主义共和国延河农业灌溉工程可行性研究报告 第 2 章 浙江省水利水电勘测设计院 5 2 水文 域概况 斯里兰卡是位于印度洋上的一个岛国，在南亚次大陆南端、西北隔保克海峡与印度半岛相望、东北临孟加拉湾，总面积 平方公里。境内主要水系有 ，其中 境内最大的河流。 域位于斯里兰卡东北部，北纬 75500 85500，东经804127 81210，在北部 南部的 流域西部为 部与 邻，地势西南高，北东低，流域全长 120均宽度 15面积约1500游地区社会经济大多发展较好，人类聚集区较多，尤其以区为典型；下游为低地平原区，大部分土地覆盖灌木，尚未开垦。流域内部现有 座水库和数量众多的水塘以及翻修后沿用的古代灌渠。水塘 是本地居民利用地形修建而成的重要水源，数量众多，方便可靠，当地村落多以水塘为中心而筑。 源于 山地丘陵地区，自西南流向东北方向，在中游纳入 条支流，在上游河段又被称为 在下游 处有支流入，最终于 部地区注入印度洋，主流总长 150道断面单一，比降大致 。 溉工程枢纽位于 游地区， 庄上游，坝址以上流域面积 1341 流域水系见附图 象 斯里兰卡民主社会主义共和国延河农业灌溉工程可行性研究报告 第 2 章 浙江省水利水电勘测设计院 6 斯里兰卡地处热带，属热带海洋性气候，受 海洋性季风 影响 强烈。 域处于斯里兰卡的干旱缺水地区，受热带季风影响较大，年内降水变化差异大，每年的 10 月到次年的 2 月，受产生于亚洲蒙古高原的西伯利亚冷高压控制，在压力梯度与地转偏向力的影响下，盛行东北季风 (干冷 )，经孟加拉湾携带大量水汽与形成于副热带低压的西南暖湿气流相遇，在斯里兰卡的东北地区 形成降雨，降水量大。这是该流域的主要降水期，全年 70%的降水集中在这一时期，其余时间干旱少雨。 流域气温年较差较小，多年平均气温 20 33， 3 月、 4 月温度最高，最低气温则出现在 1 月、 2 月。多年平均相对湿度 77%，东北季风季节湿度最大，平均 80%， 3 月 9 月湿度最低，平均 65%。 最高风速出现在 8、9 月份，最低风速出现 11 月份，全年月平均风速 4 14km/h。年平均蒸发量 2000发最高月份为 7 9 月 ,月平均蒸发量达 20011 月 次年 1 月 ,月平均蒸发量 100全年最低。 文基本资 料 设计流域周围有雨量测站 15 个、水文站 6 个，蒸发测站 2 个 。具体位置见附图 量测站、水文测站情况分别见表 2 2 流域周围雨量站大部分从 1944 年开始陆续观测，降水系列为1944共 48 年可供设计使用。其中 站虽然在流域外部，但是 域边界分水岭多平缓，且自身资料系列最长，所以该四站数据可作为数据分析的参考站。 站由于在区域周围控制条件较好，且观测资料长度相对较长，是本次工程暴雨、径流分析的主要依据站。 蒸发测站有 站，其中最具代表性的为 料长度为 1974 1977 年，农业部门设立的 则具有较斯里兰卡民主社会主义共和国延河农业灌溉工程可行性研究报告 第 2 章 浙江省水利水电勘测设计院 7 长的观测资料，与 可以形成较好的互补。 上述各站的观测资料均已通过整编审查、陆续刊布，其精度能够满足 工程设计的要求。 表 2 雨量测站一览表 站号 名称 位置 记录时段 观测长度 纬度 经度 年 137 4023N 805708E 19443 162 2203N 804500E 19647 198 3244N 804916E 19446 222 2531N 804106E 19440 247 2112N 805836E 19448 261 3820N 804007E 19442 323 3228N 802914E 19445 355 0749N 803333E 19448 374 2116N 803025E 19448 382 0222N 805335E 19448 445 4922N 804524E 19648 448 3326N 810345E 19442 455 4412N 805331E 19579 473 5412N 804030E 19446 529 5705N 804501E 19441 斯里兰卡民主社会主义共和国延河农业灌溉工程可行性研究报告 第 2 章 浙江省水利水电勘测设计院 8 表 2 水文测站一览表 站名 流域水系 位置 记录时间 观测项目 纬度 经度 年月 1335N 804340E 量 2010N 804405E 位、流速 3436N 805242E 水位、流速 4455N 805245E 位、流速 4336N 805105E 位、流速 4325N 804050E 位、流速 流 流特征 流域径流主要由降水形成，同时受到流域 游区间两岸3867田的灌溉回归水影响，径流量与降水的时空变化基本同步。据分析流域多年平均径流深 丰年 984 年 )，988 年 )，丰、枯水年径流之比为 。由于降水受季风影响，故年内水量分配，呈现明显的峰谷变化，带有明显的季节性。其中，峰现时间发生于 12 月份，该月径流量约占年径流量的 35%，成因主要为东北季风。枯水期一般在 3 月至 9 月之间 ，其中 6 月 四个月径流总量仅占年总量的 5%，最枯月发生在 6、 7 月份，径流量占年径流总量的比例不足 库坝址流域多年平均径流月分配见表 2图 2于主要受东北季风作用，从空间上判断降水自西南向东北逐渐增大与河流走向一致，径流空间变化也遵循这一规律，从附图 降水量等值线，可以明显看出来。 斯里兰卡民主社会主义共和国延河农业灌溉工程可行性研究报告 第 2 章 浙江省水利水电勘测设计院 9 表 2 域坝址处多年平均径流月分配表 项目 单位 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 年统计 平均流量 m3/s 流量 万 222 1723 1041 783 545 204 179 384 269 1260 3479 8170 23260 径流深 分配比例 % 22 7 4 3 2 1 1 2 1 5 15 35 100 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12月份径流深( 2库流域多年平均月径流直方图 流计算 库坝址控制集水面积 1341址以上流域分为三块：上流域、 间、 间，其中 上流域由于 为该流域仅仅通过水库下游两岸农田灌溉回归水间接地对 址处径流产生影响，因此，主要采用其余两个区间的径流来计算该地区径流量。 流资料经过校核修正后系列为 1951。根据域 区与相邻 域斯里兰卡民主社会主义共和国延河农业灌溉工程可行性研究报告 第 2 章 浙江省水利水电勘测设计院 10 与在气候与地理条件的相似性，该地区径流使用 区的降水径流相关模型求的。由此可以求得坝址处 1951共 41 年逐年各月平均流量，见表 2年平均流量、径流总量、径流深分别为 s、 对 址 1951 年 1991 年共 41 年平均流量进行频率计算后，并采用皮尔逊 曲线拟合适线，采用参数为： Q =s， s/P=10%、 P=50%、 P=90%设计年平均流量分别为 s、s 和 s。 斯里兰卡民主社会主义共和国延河农业灌溉工程可行性研究报告 第 2 章 浙江省水利水电勘测设计院 11 表 2 库逐年各月平均流量表 单位： m3/s 年 月 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 年均 水量 （万 1951 33480 1952 30280 1953 9760 1954 30000 1955 14960 1956 7730 1957 66550 1958 21300 1959 12970 1960 16360 1961 38520 1962 16520 1963 66240 1964 12070 1965 28070 1966 35500 1967 29380 1968 11810 1969 29410 1970 28240 1971 32270 1972 21270 1973 27730 1974 8500 1975 6020 1976 6920 1977 33560 1978 31550 1979 31670 1980 9620 1981 11150 1982 23230 1983 18840 1984 76520 1985 15620 1986 18190 1987 14260 1988 3350 1989 5390 1990 12200 1991 6990 平均 23260 斯里兰卡民主社会主义共和国延河农业灌溉工程可行性研究报告 第 2 章 浙江省水利水电勘测设计院 12 水 本次洪水计算使用两种不同的方法： （ 1）洪水频率分析 （ 2）河道洪水演算法 水频率分析法 个水文站的年最大水量实测资料可用，见表 2者的资料长度分别为： 1952 32 年、 19474 年。 斯里兰卡民主社会主义共和国延河农业灌溉工程可行性研究报告 第 2 章 浙江省水利水电勘测设计院 13 表 2 实测最大观测洪峰 单位： m3/s 年份 份 份 份 946 - 1946 283 1966 - 1966 1133 1947 - 1947 263 1967 - 1967 1699 1948 - 1948 2407 1968 107 1968 708 1949 - 1949 1133 1969 136 1969 1090 1950 - 1950 736 1970 105 1970 396 1951 165 1951 488 1971 162 1971 991 1952 103 1952 232 1972 - 1972 320 1953 127 1953 396 1973 560 1973 204 1954 158 1954 200 1974 101 1974 170 1955 8 1955 33 1975 38 1975 62 1956 80 1956 183 1976 91 1976 227 1957 2254 1957 6031 1977 165 1977 - 1958 158 1958 147 1978 338 1978 85 1959 121 1959 195 1979 89 1979 61 1960 104 1960 566 1980 40 1980 - 1961 264 1961 1472 1981 63 1981 - 1962 212 1962 566 1982 141 1982 - 1963 203 1963 566 1983 310 1983 - 1964 95 1964 142 1984 64 1984 - 1965 318 1965 949 较 ， 水资料由于缺少斯里兰卡有关部门的的校核与检验，相对来说，可靠性较差。使用 率分析洪水， 列资料可以直接使用。控制面积 1341 1957 年的洪峰流量 6031m3/s 相比较控制面积 955 观测到同时期洪峰流 2254m3/s，数值明显偏大。斯里兰卡民主社会主义共和国延河农业灌溉工程可行性研究报告 第 2 章 浙江省水利水电勘测设计院 14 因此在使用 列进行频率分析时，剔除这一时段值。频率分析成果见表 2 表 2 频率分析成果表 重现期 (年 ) 洪峰流量（ m3/s） 5 1160 1785 100 1770 2603 1000 2633 3760 2000 3060 4200 10000 3493 4915 道洪水演算法 站缺少完整、连续的逐时的洪水实测记录。经过筛选，选择 1984 年 2 月和 1977 年 12 月两组连续逐时观测资料的 洪水资料，校正 库到 河道洪水演算法采用的模型主要参数为m ，其中m 为表示河段槽蓄量与流量之间非线性关系的参数，一般取值 个河段均由该河段汇流系数所代表，该系数则根据河段长度与流域水网平均河长的比值来确定。对于上次的两次洪水，采用该模型模拟，成果见表 2 表 2 流量演进模型模拟成果 洪水 m 模拟洪峰流量 (m3/s) 实测断面洪峰流量 （ m3/s） 1977 年 12 月 122 984 年 02 月 122 01 斯里兰卡民主社会主义共和国延河农业灌溉工程可行性研究报告 第 2 章 浙江省水利水电勘测设计院 15 两次洪水的初损为 10损按 1mm/h。由表 2以看出该模型在模拟洪水方面具有较好的精度。 根据以上的模拟，选定 上流域 m 计初损为 10损 1mm/h。 设计降雨以及暴雨模式沿用 1994 年该工程可行性研究报告中的数据，见表 2 表 2 不同频率下设计降水 单位： m3/s 重现期 (年 ) 25 100 1000 10000 24 小时降水量 注： 频率分析法所得。 模型运算结果见表 2 表 2 设计洪水计算成果表 单位： m3/s 重现期 (年 ) 5 160 638 1068 100 422 1388 2284 1000 649 2080 3373 2000 700 2190 3500 10000 819 2478 3939 果比较及采用成果 河道洪水演算法计算结果基础上，根据重现期分别加上 40m3/s、60m3/s、 80m3/s、 85m3/s、 100m3/s 基流；根据 研究相应地减少由频率分析法所求得的洪峰流量 10%（ 1994 年该工程的可行性研究报斯里兰卡民主社会主义共和国延河农业灌溉工程可行性研究报告 第 2 章 浙江省水利水电勘测设计院 16 告）。结果比较见表 2 表 2 计算成果 单位： m3/s 重现期 (年 ) 频率分析法 流量演算 差值 25 1044 678 366 100 1593 1448 145 1000 2370 2160 210 2000 2650 2240 410 10000 3145 2578 567 由表 2以推断在纳入 1957 年洪峰（表 2率分析情况下，该次洪水中将会导致 游的 库溃坝，因此认为频率分析法所得结果偏高。 ，将表 2 据加上 面积比调整频率分析值，减去 影响。调整后的成果见表 2率分析法与流量演进模型结果较为吻合。 表 2 成果比较表 单位： m3/s 重现期 (年 ) 频率分析法 流量演算 差值 25 1631 1108 523 100 2397 2344 53 1000 3482 3453 29 2000 3860 3650 210 10000 4564 4039 525 斯里兰卡民主社会主义共和国延河农业灌溉工程可行性研究报告 第 2 章 浙江省水利水电勘测设计院 17 用设计洪水成果 本次推荐采用设计洪水成果见表 2 表 2 库设计洪水成果表 单位： m3/s 重现期（年） 洪峰流量 25 1108 100 2344 1000 3453 2000 3650 10000 4039 不同设计频率洪水过程见表 2 斯里兰卡民主社会主义共和国延河农业灌溉工程可行性研究报告 第 2 章 浙江省水利水电勘测设计院 18 表 2 库各频率设计洪水过程线 单位： m3/s 时段 不同频率的流量 时段 不同频率的流量 4% 1% 4% 1% 1 18 43 50 6 45 1090 2344 3453 039 2 5 7 46 1100 2320 7 1100 22