普渡河.doc

水文分册 1径流1 流域概况1.1 流域自然地理概况普渡河系金沙江下段右岸一级支流，全河流域面积11751km2。河流发源于嵩明县海拔2600m的梁王山北麓，由北向南流经松华坝水库、经盘龙江注入滇池。其后本河流由海口出滇池，由南向北经安宁、富民、禄劝、东川，于禄劝县小海坪子村东北约一公里处汇入金沙江，汇入处高程746m。流域东邻金沙江左岸支流小江、牛栏江，南靠南盘江和元江流域，西面是金沙江支流勐卡河和元江流域。分水岭高程大多在2800m左右，流域最高点是下游右岸的火石梁子最高峰，高程达4344m。流域平均高程约2250m。滇池出口海口以上为普渡河上游区，亦称为滇池流域；海口至富民永定桥为河流的中游，称螳螂川；以下至金沙江汇口为河流的下游，始称普渡河。海口以下较大支流有中游段的鸣凤河，下游左岸有掌鸠河汇入，右岸有洗马河在三江口处汇入。 流域呈狭长形，南高北低，河流干流由南向北汇入金沙江；中游河段河道流经低山缓坡区或中山丘陵区，局部地区河道开阔，两侧阶地发育，河道比降小，水流平缓；下游河段水流经过高山峡谷区，河道狭窄，下切深，河道陡缓交错，水流较急。河流全长364km，落差约1850m，河道平均比降约4.5。铁索桥水电站坝址位于原三岔河水文站和三江口水文站之间的普渡河干流上，距上游正在施工的小蓬祖水电站约14.5km，坝址控制流域面积9209km2。流域上游水资源利用程度较高，尤其滇池流域为我省经济最为发达地区，已基本实现水利化，人类活动对径流的影响较为显著。中游地区农业经济比较发达，下游为较典型的山区性河流，人类活动的影响不大。因此，普渡河上、中、下游的径流、洪水特性存在着较大的差异。在铁索桥电站上游的一些水利水电工程，由于规模较小，对电站径流洪水特性无影响。普渡河流域图见图1。1.2 气候概况流域地处滇中，气候温和，属于夏无酷暑、冬无严寒、干湿季节分明、立体气候明显的北亚热带季风气候。由于流域内既有山原，又有盆地和丘陵地形，受此影响，流域内南北地区和同一位置但不同高程的地区存在较大的气候差异。流域内气温以滇池周围、富民及禄劝盆地、河谷地带最高，年平均气温在15左右，最高气温可达33.8。流域东北部分水岭一带气温最低，年平均气温仅有7左右，最低气温可达16以下。流域降水的水汽来源主要是西南暖湿气流和东南暖湿气流。流域多年平均降水量约990mm，受地形影响，降水分布不均。滇池流域多年平均降水量大于1000mm，然后顺河流北上，降水量由安宁一带的900 mm降至富民盆地约860 mm，然后降水量又开始增加，至禄劝可到950 mm，下游右岸与小江分水岭拱王山一带，年降水量可达到1800 mm，但左岸金沙江河谷一带，年降水量只有700 mm左右。降水的年内分配以5月10月最为集中，可占全年降水总量的90。铁索桥电站区域无气象观测资料，其气象特征可参照禄劝气象站多年观测资料统计值，见表1-1。表1-1 禄劝气象站多年平均气象要素统计表月份项目123456789101112年平均气温()7.910.213.417.220.621.221.120.519.116.311.88.115.6最高气温()24.526.229.631.833.333.132.131.431.229.326.122.833.3最低气温()-6.5-4.1-3.60.25.610.111.79.97.72.1-3.3-5.6-6.5降水量（mm）10.08.510.620.273.4188.2206.1175.9129.789.730.811.4954.5最大日降水量(mm)25.330.822.231.968.5101.6138.3107.267.061.431.428.7138.3蒸发量(mm)129.7166.2232.4251.4244.9165.1147.3144.1121.6113.8104.299.61920.5平均相对湿度(%)70646160657883848382807774平均风速(m/s)2.22.82.92.82.51.91.51.01.11.21.51.61.9最大风速(m/s)15.316.315.315.014.714.013.712.09.311.010.312.016.3同时风向SWSWSWSSWSSWSSWE3个SSWSSW2个SWSW最多风向SSWSSWSSWSSWSSWSWSWSWSWSWSWSSWSSW日照时数(hr)227.1220.2251.0234.7219.3147.8142.7159.5132.7148.1178.2200.12261.42 径流铁索桥电站集水面积是原三岔河水文站控制面积的1.13倍，占三江口水位站控制面积的95.8%，电站集水面积均不在各水文站控制面积的3%之内，另外在两水文站区间内的干流河段，还规划有其他梯级电站，为满足水文设计规范要求及保证各级电站径流系列之间的平衡，铁索桥电站径流计算不宜采用搬移单站径流的方法推求。应根据上、下游水文站径流成果来计算。2.1 径流特性径流主要由降雨补给。受降雨的季节性影响，径流年内分配不均匀。以三岔河站为例，6月10月径流占全年径流量的73.0，其中8月份为最丰月份，水量平均可占全年水量的20.2%。最枯月份为4月，水量平均仅占全年水量的2.3%。在1954年1997年系列中，最大月平均流量出现在9月，为340m3/s，最小月平均流量出现在4月，为4.36m3/s，两者之比达78。径流的年际变化也比较大，最丰年份的平均流量为117m3/s，最枯年份的平均流量为21.8m3/s，两者之比为5.4。实测瞬时最小流量为2.10 m3/s。普渡河流域径流的沿程分配随流域面积增加呈递增趋势，查读云南省径流等值线，安宁小菜园至蔡家村区域为150 mm200 mm之间，蔡家村至掌鸠河汇入口区间约为200 mm250 mm，三岔河以下在300 mm350 mm左右，部分区域可达400 mm。在不包含滇池流域的情况下，铁索桥电站坝址以上单位面积产水量相当于34.9104m3/km2，在云南省基本上属于中偏少水区域。近年来由于坝址上游尤其滇池流域人类活动频繁，对径流会产生一定影响。要较可靠地定量掌握普渡河流域上游地区水资源受人类活动的影响的变化情况在目前是比较困难的。但上游地区集水面积及径流量在全流域中并未占主要部分，同时铁索桥电站水文设计的依据站三江口和三岔河站的水文观测资料中已反映出了上游来水量的历年变化，故对上游地区径流变化情况，本次设计不作深入分析。电站上游三岔河村有左岸支流掌鸠河加入，该河流域面积1934km2，按日历年统计多年平均径流量6.43亿m3。掌鸠河流域占三岔河站控制流域面积的23.8，三江口流域面积的20%，其水量占三岔河站年水量的38，三江口年水量的27，掌鸠河来水量对三岔河三江口河段径流有较大的贡献。掌鸠河引水工程建设将对电站来水造成一定影响，在电站径流调节计算中应给予考虑。2.2 径流系列的插补延长径流计算的主要依据站为三岔河水文站，以及有长系列实测水位资料的三江口水文站。三岔河和三江口水文站都无足够长度的实测流量资料来进行径流、洪水的分析计算。从六十年代中期以来，又只有三江口站在继续观测水位。分析三江口站实测水位流量关系，历年关系线不稳定，较难综合。由于三江口和三岔河站区间面积不大且径流特性一致，两站实测资料中具有很好的水位、流量的相关关系。基于上述分析，按下述步骤来插补三江口、三岔河站的月平均流量：1）建立三江口三岔河实测月平均水位关系由于三岔河与三江口同为干流上下游具有水力联系的测站，区间无大的支流加入，相关关系密切，相关系数为0.994，见图2。通过此关系用三江口实测水位插补出三岔河站1967年1997年月平均水位。2）通过三岔河站实测水位流量关系曲线来推求出三岔河站三岔河站流量首先对三岔河水文站的实测水位流量关系曲线进行综合并延长。点绘历年水位流量关系曲线，各年点据基本吻合，关系线的年际变幅不大而且趋势一致，低水部分的关系几乎重叠在一起，大水年1957年的水位流量关系线与其他年份的关系线差别均在5%以内。在1953年1960年历年实测关系线中，以1957年线的水位为最高，实测最高水位1562.20m，最大流量为908m3/s，可以以1957年关系线为主进行历年水位流量关系线综合，并对其进行延长计算。根据1957年实测的基本断面要素，分别用HV法、H1/nI0.5法、顺趋势延长等多种方法，三种方法所得结果基本一致，经综合考虑，最终确定采用顺趋势延长成果。（3）三岔河水文站有1954年1960年实测流量资料和1954年1966年实测水位资料其中1961年1966年采用本站综合的水位流量关系曲线根据实测水位推求流量成果。对1967年以后的月径流系列，根据图2的水位相关关系插补延长后得到的三岔河站1967年2001年月平均水位，查算本站综合水位流量关系线，求得相应的月平均流量，从而组成三岔河站1954年2001年共48年径流系列。（4）三江口月径流系列的插补延长三江口站1962年以后仅有水位观测资料，为满足径流分析需要，根据1954年至1961年三岔河和三江口同期实测月平均流量资料建立相关关系（见图3），相关关系良好，相关系数达0.991。根据此关系及三岔河月平均流量系列可插补出三江口站1962年2001年月平均流量，与实测段资料一起组成三江口站1954年2001年共48年径流系列。以插补延长后的三江口、三岔河径流系列作为径流代表性分析和设计年径流计算的基础。2.3 径流系列代表性分析三岔河仅有1954年1960年有7年实测流量资料，加上用水位资料推求的1961年1966年流量，共有13年为实测成果；而三江口水文站实测径流也仅有1954年1961年完整的8年实测流量资料。在不能满足径流计算需要的情况下，对两站的径流系列进行了插补延长。至2001年止，用三江口水位相关及本站水位流量关系插补得到的三岔河月径流系列长达35年，将近实测段资料长度的3倍；用三岔河实测和插补的资料展延的三江口径流更长达40年。在此情况下应对径流系列进行较深入的代表性分析。由于三岔河、三江口站径流插补互为倚赖，同时两站存在较好的水位相关和流量相关，故主要用三岔河站径流系列来进行代表性分析。表3-1中列出了三岔河站不同时段的多年平均流量来进行比较。表3-1 不同时段的多年平均流量比较表单位：m3/s时段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1954196624.219.915.411.811.142.288.813399.683.254.432.851.41954198421.917.814.112.214.846.387.212910272.745.729.349.51954199723.520.115.914.418.349.393.412810881.548.932.052.81954200130.426.522.021.227.462.211114412189.861.040.163.21998200110696.790.096.8127205308329268180194129177表3-1中，1954年1966年为实测段，1954年1984年相当于普渡河规划阶段。在最长的1954年2001年径流系列中可发现，从1998年开始，部分月份的月平均流量明显大于其他年份同月流量，尤其是10月12月和1月4月枯水期。其基本原因是近年来三江口河段整体淤积严重，并有滑坡发生，致使水位抬高，通过实测资料建立的三江口三岔河站水位相关关系使得插补的三岔河站水位也偏高，导致流量变大，同时在用三岔河三江口站月平均流量相关关系来插补延长三江口流量时，也会导致三江口流量偏大。点绘禄劝气象站年降水与三岔河站年径流对照图，见图3-4，19982001年明显偏离其他年份的点群，同时期的降水资料并不能反映流量增大这种变化。而1954年1997年系列，多年平均值仅比1954年1966大2.7%，比规划阶段大6.7%，这三段月径流系列的年际变化相差不大。基于上述原因，本次推荐采用三岔河、三江口水文站1954年1997年系列作为径流频率分析及代表年计算的依据。2.4 坝址径流计算铁索桥电站坝址位于三岔河水文站和三江口水文站之间，坝址月平均流量按下式计算：Q坝Q三岔河(Q三江口Q三岔河)(F坝F三岔河)(F三江口F三岔河）上式中：Q坝、Q三岔河、Q三江口分别表示铁索桥、三岔河和三江口月平均流量；F坝、F三岔河、F三江口分别表示铁索桥、三岔河和三江口集水面积，以km2计。根据上述计算式计算得到铁索桥电站坝址1954年1997年月平均流量系列，系列的多年月平均流量成果见表3-2。表3-2 铁索桥电站坝址多年平均流量成果表（1954年1997年系列）单位：m3/s项目1月 2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12日历年水文年流量30.926.321.119.324.464.112116614010563.941.868.767.0分配比(%)3.753.192.562.342.967.8014.720.117.012.87.85.11002.5 代表年日流量计算根