水文气象报告.doc

卷册检索号 30 F401905C W 芜湖发电厂五期芜湖发电厂五期 上大压小上大压小 工程工程 初步设计初步设计 水文气象报告水文气象报告 中 国 电 力 工 程 顾 问 集 团 华 东 电 力 设 计 院 工程设计甲级 090001 sj 工程勘察综合类甲级 090001 kj 2008 年 3 月 上海 ECEPDI 初步设计水文气象报告 工程检索号 30 F401905C第 1 版第 01 页 2020 年 1 月 11 日芜湖五期 芜湖发电厂五期芜湖发电厂五期 上大压小上大压小 工程工程 初步设计初步设计 水文气象报告水文气象报告 批 准 人 审 核 人 校 核 人 编 写 人 ECEPDI 初步设计水文气象报告 工程检索号 30 F401905C第 1 版第 02 页 2020 年 1 月 11 日芜湖五期 目目 录录 1 前言前言 3 2河段概况河段概况 3 3 水文特征水文特征 4 3 1 径流径流 4 3 2 潮汐潮汐 5 3 3 泥沙泥沙 5 3 4 水温水温 6 3 5 设计洪水位设计洪水位 6 4 设计内涝设计内涝 7 5 防洪防洪 7 6 河势演变分析河势演变分析 8 7 水源水源 9 8 工程气象工程气象 11 ECEPDI 初步设计水文气象报告 工程检索号 30 F401905C第 1 版第 03 页 2020 年 1 月 11 日芜湖五期 1 前言前言 芜湖市位于长江下游 处在长江三角洲的边缘 是皖江经济区域立体交通 网络的中心 芜湖发电厂自 1958 年建厂以来 先后经历了四次扩建 其中一 二期机组 已经于 1998 年 10 月份关停 三期 2 125MW 机组也已经关停 现电厂仅有 1993 年投产的四期 2 125MW 机组 根据华东电网内部资源优化配置方案 华 东地区内部以西电东送格局为宜 而芜湖电厂厂址条件优越 距离两淮煤源较 近 且不受跨江通道的限制 是安徽省较为理想的电源点 因此 芜湖发电厂 拟在关停三 四期机组的基础上进行五期 上大压小 工程建设 规划容量为 2 660MW 超临界机组 一次建成 补给水水源取自长江 取 排水采用差位式布置 上游深取 下游浅排 采用蘑菇型取水头 排水口布置在下游 最大冷却水量为 41 54m3 s 本节高程除注明外均采用黄海高程 2河段概况河段概况 长江芜裕河段上起三山河口 下至东梁山 干流长约 50km 大拐以上为上 段 称大拐弯道段 长约 25 3km 大拐以下为下段 河道逐渐展宽 形成分汊 称为裕溪分汊河段 芜湖电厂位于芜裕河道的下段 该段河势可参见图 1 裕溪分汊段的洲头以上干流段 自大拐至曹姑洲头 长约 10km 又称芜湖 段 该段河道顺直 河道自上而下由 1280m 逐渐展宽至 3000m 平均每公里河 道展宽 220m 芜湖段平均河宽 1956m 平均水深 14 6m 平均过水面积 28548m2 该段深槽偏靠右岸 芜湖段进口右岸桂花桥以下有大片抗冲性较强 的硬质泥边滩 0 5m 边滩最大宽度 630m 占该断面 0m 河宽的 45 左右 5m 边滩外缘河床坡度较陡 深槽逼近 数十年来河床微冲 青弋江出口以下山 前基座阶地紧靠江边 河岸组成为下蜀土 厚度 10 15m 沿岸有弋矶山 广 福矶临江而立 控制芜湖段河床的变化 曹姑洲头至东梁山 河道分汊 曹姑 洲 陈家洲顺列江中 水流分汊多变 汊道分流比变化较大 总的来说 左汊 为支汊 包括裕溪口水道和陈家洲北水道 左汊形态弯曲 长约 12 8km 目前 左汊上段 裕溪口水道 的平均河宽 1109m 平均水深 7 0m 平均过水面积 ECEPDI 初步设计水文气象报告 工程检索号 30 F401905C第 1 版第 04 页 2020 年 1 月 11 日芜湖五期 7719m2 下段 陈家洲北水道 的平均河宽 624m 平均水深 10 1m 平均过水 面积 6301m2 裕溪河口以上岸线较顺直 深泓靠右岸 过裕溪河口 深泓逐渐 向左岸过渡 进入弯道段 右汊 即西华水道 为主汊 长约 10 5km 平均河 宽 1339m 平均水深 18 2m 平均过水面积 24423m2 四褐山以上深泓居右岸 由于四褐山的挑流作用 深泓过四褐山后逐渐偏至左岸 贴近陈家洲右缘 曹 姑洲上游右侧的新谈近期发展较快 曹姑洲与新滩之间的水道过流增长较快 分流比已大于 10 曹姑洲与陈家洲之间的横向水道 曹捷水道冲淤变化频 繁 近期处于淤积阶段 目前分流比不到干流流量的 10 裕溪汊道的汇流段又是下游马鞍山河段江心洲汊道的分流段 该段受东梁 山节点的控制 宏观河势变化不大 3 水文特征水文特征 3 1径流径流 电厂位于长江右岸边 以长江为供水水源 长江水量充沛 年际年内变化 较小 是本项目可靠的水源 长江干流河口段无水文站 以长江干流最下游的 大通水文站为代表 大通站径流年内分配不均匀 汛期 5 10 月份水量占全年 的 70 7 其中 7 月份水量最大 枯季 12 月 次年 3 月份水量最小 4 月份和 11 月份为中水期 根据大通水文站 1950 年至 2006 测系列资料统计分析 其特 征流量为 表表 3 1 13 1 1 大通水文站多年月平均流量年内分配及特征值统计表大通水文站多年月平均流量年内分配及特征值统计表 时 间一月二月三月四月五月六月 月平均流量 m3 s 111001190016100239003380040300 占年径流量百分比 3 243 484 706 989 8711 77 时 间七月八月九月十月十一月十二月 流量 m3 s 503004400040400333002310014200 占年径流量百分比 14 6912 8511 809 726 754 15 ECEPDI 初步设计水文气象报告 工程检索号 30 F401905C第 1 版第 05 页 2020 年 1 月 11 日芜湖五期 特征值 最大流量 92600 m3 s 1954 8 1 最小流量 4620 m3 s 1979 1 31 洪季平均流量 40400 m3 s 枯季平均流量 17000 m3 s 多年平均流量 28500 m3 s 多年平均径流量 9052 亿 m3 上世纪 90 年代后期 长江中下游连续几年出现大洪水 1995 年洪峰流量为 75500 m3 s 1996 年洪峰流量为 75100 m3 s 1998 年洪峰流量为 82300 m3 s 1999 年洪峰流量为 83900 m3 s 洪水对拟建工程河段河床演变产生了 一定的影响 3 2潮汐潮汐 河段属感潮河段 受潮汐影响 水位一日内有二涨二落的周期性变化 但 无双向流 潮差大小主要受径流影响 枯季径流量小 潮差大 夏季径流量大 潮差小 年最大潮差 1 1m 平均涨潮历时 3 小时左右 平均落潮历时 9 小时左 右 3 3泥沙泥沙 电厂断面距上游大通水文站约 156Km 大通至电厂工程处区间入流量较 小 约占大通径流量的 1 2 因此工程河段的来水来沙量可用大通水文站资料 代表 根据大通站多年月平均输沙量统计分析 大通站输沙量 7 月最大 为 1 02 亿 t 占全年输沙量 4 30 亿 t 的 23 4 1 月至 7 月输沙量逐月增大 7 月至 12 月逐月减小 汛期 5 10 月输沙量总和为 3 82 亿 t 占全年输沙量的 87 3 1 2 月份来沙量最小 仅为 0 03 亿 t 大通站多年月平均输沙率及含 沙量见表 3 3 1 份为 1951 年 1953 2006 年 表表 3 33 3 1 1 大通站多年月平均输沙量统计表大通站多年月平均输沙量统计表 时间一月二月三月四月五月六月 多年平均含 沙量 kg m3 0 1030 1020 1520 2400 3430 403 ECEPDI 初步设计水文气象报告 工程检索号 30 F401905C第 1 版第 06 页 2020 年 1 月 11 日芜湖五期 多年平均输 沙率 kg s 11301200245057301150016300 时间七月八月九月十月十一月十二月 多年平均含 沙量 kg m3 0 6980 6660 6500 4900 2900 173 多年平均输 沙率 kg s 3540029300261001600066002460 自上世纪 90 年代以来 长江上游来沙量总体上是减少的 据 1951 2006 年长江下游大通水文站观测资料 平均输沙量为 4 08 亿 t a 其中上世纪 50 80 年代平均输沙量为 4 68 亿 t a 而 90 年代年均值为 3 52 亿 t a 减 少了约 25 本河段的泥沙主要由上游径流挟带而来 含沙量在年内变化的大 趋势和上游大通站相似 多年平均含沙量为 0 455 kg m3 历年最大含沙量为 3 24 kg m3 1959 年 8 月 6 日 历年最小含沙量为 0 016 kg m3 1999 年 3 月 3 日 历年最大输沙量为 6 78 亿吨 1964 年 多年平均输沙量为 4 08 亿吨 3 4水温水温 芜湖市无水温观测资料 根据南京下关水位站 1964 1999 年资料统计 累年平均水温为 17 8 累年最高日平均水温为 32 2 1966 08 08 1967 08 12 累年最低日平均水温为 2 2 1964 02 24 另据 1995 1999 年最热月 6 8 月 日平均水温统计 累积频率 10 的设计 水温为 30 0 累年各月水温特征值统计如下表 月 份一二三四五六七八九十十一十二年 平均水温 6 97 210 0 15 6 21 4 25 1 27 4 28 5 25 4 20 615 810 217 8 ECEPDI 初步设计水文气象报告 工程检索号 30 F401905C第 1 版第 07 页 2020 年 1 月 11 日芜湖五期 最高水温 11 011 0 15 4 22 3 25 7 28 0 31 7 32 2 30 0 26 020 616 232 2 最低水温 2 82 23 410 0 17 2 19 8 22 8 25 4 21 4 16 29 64 22 2 3 5设计洪水位设计洪水位 大通 芜湖水位特征值见下表 长江下游比降较平缓 但洪枯水期比降相 差较大 大通至芜湖高水比降 0 190 10 4 0 296 10 4 低水比降 0 037 10 4 0 082 10 4 多年平均比降 0 152 10 4 表表 2 大通 芜湖水位特征值表大通 芜湖水位特征值表 大通水文站芜湖水位站 项 目 水位发生日期水位发生日期 历史最高水位 m 14 791954 08 0110 961954 8 25 历史最低水位 m 1 291961 02 030 201959 1 22 多年平均水位 m 6 881951 19994 781946 1987 根据芜湖水位站与大通水位站的水位资料分析 电厂工程段水位受上游径 流控制与潮汐影响 属感潮区 年内水位变幅较大 汛枯期分明 每年 11 月至 次年 4 月为枯季 5 月 10 月为汛期 历年水位特征值见下表 P 0 1 设计高潮位为 12 40m P 1 设计高潮位为 11 44m P 2 设计高潮位为 10 98m P 5 设计高潮位为 10 48m P 99 校核低潮位为 0 12m P 97 设计低潮位为 0 25m 多年平均低潮位为 2 60m 4 设计内涝设计内涝 由于拟建电厂南面为铁路 北面为长江大堤 东面为灰堤 西面为四褐山 山体 四周汇水均无法进入厂区范围 厂区自建暴雨排水系统可不考虑区域内 涝 电厂已委托当地水利部门进行截洪沟的设计 5 防洪防洪 芜湖段右岸为芜当江堤 此段江堤范围自戈江铁路桥至横埂头 长约 ECEPDI 初步设计水文气象报告 工程检索号 30 F401905C第 1 版第 08 页 2020 年 1 月 11 日芜湖五期 25 8km 堤防级别为 1 级 目前堤顶高程在 12 9m 14 08m 顶宽 7 10m 内 坡 1 3 5 外坡 1 2 戈江桥 弋矶山 5 7km 一段为钢筋砼防洪墙 墙顶高程 13 59m 江堤加上与之成圈的河堤保护面积达 243km2 耕地 15 19 万亩 保护 人口 54 8 万 其中包括了芜湖市大型企业 宁铜铁路 沿江公路等 建国以来 党和政府十分重视防洪工程的建设 根据国务院关于长江流域 规划的部署 按照 蓄泄兼筹 以泄为主 的方针 经过几十年的大规模改造 和加固 已初步建成了以长江堤防工程为骨干的防洪体系 使防洪标准过低的 局面得到了明显的改善 1998 年大水以后已开始规划和实施长江堤防隐蔽工程 江堤的防洪标准以防御长江 1954 年型修正洪水为设计标准 工程主要措施包括 堤身 堤基加固 涵闸加固 崩岸治理 工程实施后 堤防的防洪标准可达防 御 1954 年型洪水标准 厂址防洪主要依靠长江大堤和山体 厂区段长江江堤顶高 13 6m 根据 长流域综合利用规划报告 1990 年修订 长江中下游以 1954 年洪水作 为防御标准 目前 该防洪大堤目前按 1954 年型设计洪水加高加固 已通过达 标验收 根据 DL5000 2000 的有关规定 受风 浪 潮影响较大的电厂防洪堤堤 顶超高应按 重现期为 50 年累积频率 1 的浪爬高和 0 5m 的安全超高 确定 因此尚应按照电力工程设计要求 推算设计波浪爬高 经计算 厂址范围前沿水域平均波高 H 0 37m 50 年一遇累积频率 1 的 浪爬高为 1 26m 由此确定的堤顶高为 11 44 1 26 0 5 13 2m 现状条件厂址段 长江大堤堤防顶高 13 6m 满足火力发电设计规范要求 6 河势演变分析河势演变分析 电厂五期扩建新建取水口及泵房一座 取水量约为 42m3 s 取排水口布置 方式采用差位式 即上游深取 下游浅排 取水口头部河床高程约在 10 12m 之间 两个取水头直径 12m 进水窗高 3m 结合长江委下游水文水资源勘测局进行的五期扩建工程河势可行性分析研 究 电厂河势及稳定性分析结论如下 ECEPDI 初步设计水文气象报告 工程检索号 30 F401905C第 1 版第 09 页 2020 年 1 月 11 日芜湖五期 近期芜裕河段受不同边界条件 水力泥沙条件的影响 芜湖段深泓傍靠的 右岸河床边界控制条件较好 多年来基本稳定的河势能继续维持 陈家洲头滩 地及曹姑洲冲淤变化频繁 左汊 裕溪口水道 北水道 近期变化较大 曹姑洲 左汊 陈家洲左汊都经历了由衰退转为发展的过程 右汊的右岸上段受边界控 制 岸线的冲淤变化不大 下段受四褐山挑流掩护 右岸远离深泓 岸线表现 为淤积 右汊断面冲淤的总趋势是水面展宽 泥沙形成堆积体淤积长大 上段 左岸新沙洲淤积 下段右岸黄泥滩边滩淤积 近几年来曹姑洲与新沙洲之间的 夹槽发展较快 曹姑洲头新槽的切开且不断冲刷 陈家洲头至曹姑洲头仍是大 片易冲易淤的开阔水域泥沙易于淤积 这些因素若不能得到及时有效的控制 裕溪汊道河势难以稳定 通过分析也发现 这些不稳定因素主要影响洲 滩 槽及左汊的变化 对两岸岸线的影响特别是右汊上段的右岸相对较小 两汊汇 流后东梁山节点控制着东西梁山段的河势 汇流段的宏观河势长期以来基本稳 定 目前 裕溪汊道的控制工程措施尚未全面规划实施 但经过多年的局部河 道整治 加之近几年堤防隐蔽工程的建设 芜裕河段左右两岸岸线的基本形势 已经得到控制 右岸厂址段深槽傍岸 水深条件良好 虽然裕溪汊道段的洲 滩 汊的变化较大 但对右岸近岸河床的变化影响不大 因此 芜湖电厂五期 扩建工程河势条件基本可行 近几年来曹姑洲上游的新生洲淤高扩大 曹姑洲与新生洲之间的夹槽发展 较为明显 其过流已占到干流的 10 以上 曹姑洲右缘由于没有护岸工程的保 护在不断崩塌 局部河势存在不稳定因素 虽然其变化目前还未反映到右岸河 床冲淤变化上来 但应引起高度的重视 要加强监测 以利及时进行必要的抛 石维护 另根据南京水利科学研究院水工模型试验 1 淤积主要分布于洲头 洲尾 弯道凸岸边滩 回流缓流取等部 位 一般淤积厚度在 4 米以内 工程区河段右岸年际间保持相 对平衡 年内得泥沙冲淤也较小 河势稳定 2 目前河道满足电厂扩建所需的取水要求 一般无需疏浚维护 3 取水口局部冲刷坑深度约 1 2m 其他位置冲刷一般小于 1m ECEPDI 初步设计水文气象报告 工程检索号 30 F401905C第 1 版第 010 页 2020 年 1 月 11 日芜湖五期 横向冲刷宽度约 300 米 取水口局部需要采取必要的防护措施 裕溪汊道段洲 滩 汊变化复杂左汊近期变化较大 曹捷 陈捷水道冲淤 频繁 目前 控制裕溪汊道变化的工程措施尚未全面规划实施 随着国民经济 的持续发展 对长江岸线的稳定以及综合利用的要求越来越高 建议关注裕溪 汊道的全面规划整治 7 水源水源 本工程循环水水源为长江水 长江是我国第一大河 水量充沛 历年最大 洪峰流量达 92600m3 s 历年最小枯季流量也有 4620 m3 s 对大通站逐月平均流量进行频率计算 其拟合的逐月不同频率流量见表 6 1 特枯年份的年内分配柱状图见 99 频率逐月枯水年流量图 表 7 1 大通站不同保证率枯水年流量年内分配表 单位 m3 s 年别 1 月2 月3 月4 月5 月6 月7 月8 月9 月10月 11月 12月 全年 P 50 10100 10500 15150 23800 32700 39300 49100 42400 39200 33000 22600 13800 27638 P 75 8525 8875 12108 20333 28117 34467 42767 35900 32783 27833 19017 11633 23530 P 95 8050 8070 9030 16000 23300 29200 36000 30200 25400 21400 15100 9280 19253 P 99 7090 7420 7580 13200 21000 26400 32400 26400 21200 17300 13000 7980 16748 ECEPDI 初步设计水文气象报告 工程检索号 30 F401905C第 1 版第 011 页 2020 年 1 月 11 日芜湖五期 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 流量 m3 s 12345678910 11 12 月份 99 频率逐月枯水年流量图 对历年最小流量进行频率分析 拟合的设计保证率 P 99 时年最小流量 4900m3 s 详见 大通站年最小流量频率曲线 图 大通站各种保证率年最小 流量见表 6 2 表 6 2 大通站各种保证率年最小流量见表 保证率 5060708090959799 流量 m3 s 80507690 730068606260 5780 5520 4900 可见 水源是有保障的 且保证率高 本工程已委托长江水利委员会进行水资源论证工作 并取得有关取水协议 ECEPDI 初步设计水文气象报告 工程检索号 30 F401905C第 1 版第 012 页 2020 年 1 月 11 日芜湖五期 8 工程气象工程气象 厂址均属北亚热带湿润性季风气候 其特点是季风明显 四季分明 气候 温暖湿润 雨热同季 一般冬季偏北风 气温低 晴天多 夏季气压低 温度 高 湿度大 盛行东南风 3 5 月因受南北气流冲突影响 天气变化大 阴晴 不定 6 7 月由于冷暖气团经常交汇 出现静止锋 即连续降雨的梅雨天气 7 9 月受台风影响 夏季除雷阵雨外以晴热天气为主 9 月有秋雨和台风雨 9 月后雨水显著减少 电厂气象特征值如下 根据芜湖市气象局 1952 2002 年资料统计 历年平均气压 1014 2 hPa 历年平均气温 16 3 历年极端最高气温 39 5 历年极端最低气温 13 1 历年平均绝对湿度 16 4 hPa 历年最大绝对湿度 42 6 hPa 历年最小绝对湿度 1 0 hPa 历年平均相对湿度 77 历年最小相对湿度 6 历年平均降雨量 1179 9mm 历年最多年降雨量 1924 3 mm 历年最小年降雨量 565 7 mm 历年最大一日降雨量 233 2 mm 历年平均蒸发量 1262 6 mm