南桠河栗子坪水电站设计洪水计算

朱　祯，　侯 小 波

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川 成都　610072)

南桠河栗子坪水电站设计洪水计算

朱祯，侯 小 波

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川 成都610072)

摘要：在水电站设计洪水地区组成研究中常采用频率组合法，即分析计算上游与设计断面同频率(区间相应)或区间与设计断面同频率(上游相应)等情况下设计断面的设计洪水成果。在南桠河栗子坪水电站设计洪水计算中，采用常规方法计算受上游水库影响的设计洪水比较复杂。针对这种情况，提出了适用于较小流域受上游水库影响的设计洪水计算的简易方法，可供相关技术人员参考和借鉴。

关键词：设计洪水；设计洪水地区组成；栗子坪水电站；计算

1概述

南桠河系大渡河右岸一级支流，发源于四川省甘孜藏族自治州九龙县牦牛山东麓，分南、北两源，北源为勒丫河，南源为石灰窑河，两源于两岔河汇合后始称南桠河。南桠河干流大致自西南向东北流，在栗子坪乡先后从右岸纳入孟获城河和阿鲁伦底河，在回隆乡凉桥右岸处有竹马河加入，于石棉县城注入大渡河。河道全长78km，集水面积1 200km2。

栗子坪水电站闸址位于石棉县栗子坪乡南桠村，集水面积为387km2，厂址位于石棉县栗子坪乡，集水面积为754km2。该电站于上游冶勒水电站建成后修建。

该电站水文分析计算涉及的站点有南桠河、南瓜桥、冶勒及安宁河上的安宁桥。

2设计洪水

2.1暴雨洪水特性

南桠河冶勒以上流域属安宁河上游暴雨区的波及地带，洪水由降雨形成。6～9月受西南季风控制，来自南海和孟加拉湾的水汽与北部高原南下的冷空气在本流域上空遭遇，产生降雨。由于地势较高，暴雨强度不大，一般笼罩范围也较小，加之岩石风化严重，裂隙发育，植被较好，降雨时截流及下渗水量增加，致使洪峰流量相对不大；但因山高坡陡，汇流快，洪水过程呈陡涨陡落。

一次降雨过程一般在24h以内，主要集中在6h左右，形成历时约1d的单峰洪水过程，两次连续降雨形成约3d的双峰洪水过程。根据南瓜桥站35a资料的统计，年最大流量一般发生在6～9月且集中在7、8、9 3个月，最早出现在5月28日(1970年)，最晚出现在9月23日(1963年)。

图1　楠桠河流域水系示意图

2.2南瓜桥站的设计洪水

2.2.1历史洪水

南瓜桥水文站河段的历史洪水按大小序位计有1863年、1909年、1919年、1934年四次。1863年首大历史洪水的重现期无法合理确定，该年至1909年间无法确定是否发生大于或与1909年同级的洪水，故1909年的洪水只能作为1909年以来的首大历史洪水，重现期为88a(1909年至1996年)；1919年、1986年、1934年分别为1909年以来的二大、三大、四大历史洪水，重现期为44、29、22a。因1986年实测大洪水的洪量在实测系列中不属于首大，故在计算时不提出实测系列，将1934年洪水相应各时段洪量排位于1919年之后，重现期为29a。1954年洪水的最大24h、3d、5d、7d洪量在实测系列中为首大，且与1934年洪量接近，故提出作特大值处理，排位于1934年之后，重现期为22a。

2.2.2洪水系列还原计算

笔者对受大洪沟排洪及南桠河三级电站发电影响的南桠河洪水系列进行还原。

2.2.3洪水系列插补延长

南瓜桥站缺测的1961年、1962年、1979～1984年年最大洪峰流量无插补条件。据调查，这些年的洪水属一般量级，故不再插补。分别按照面积比的2/3和1次方并根据南桠河站1954～1959年年最大洪峰流量、年最大24h、3d、5d、7d洪量推算南瓜桥站1954～1959年年最大洪峰流量、年最大24h、3d、5d、7d洪量。

2.2.4频率计算

2.3栗子坪电站设计洪水

分别采用面积比的2/3、0.85、0.9次方并将南瓜桥站设计洪峰流量及3 d、7 d洪量推算至冶勒电站坝址、栗子坪电站闸、厂址及冶勒至栗子坪电站闸、厂址区间。栗子坪电站天然情况下的设计洪水成果见表2。

因其上游冶勒电站已经建成，故栗子坪电站闸、厂址洪水实际上是由冶勒电站泄洪流量和相应区间流量组成。因此，需要研究设计洪水的地区组成。

表1　南瓜桥站设计洪水成果表

表2　栗子坪电站天然设计洪水成果表

设计洪水地区组成的计算方法通常有典型年法和频率组合法，笔者根据多年地区洪水组成计算经验，提出了第三种方法，即：简便算法。该方法在计算设计洪水地区组成时，假设上游、区间与设计断面均发生同频率洪水，适用于较小流域。鉴于典型年法对资料条件要求较高，不适合在本流域使用，故笔者仅对频率组合法和简便算法进行描述。

(1)频率组合法。

频率组合法需根据上、下游及区间洪水的遭遇情况分别研究区间与栗子坪水电站同频率、冶勒水电站以上相应及冶勒水电站以上与栗子坪水电站同频率、区间相应两种情况下的设计洪水。限于篇幅，笔者仅以区间与栗子坪水电站闸、厂址设计洪水同频率、冶勒水电站以上相应为例。

根据栗子坪水电站闸、厂址及冶勒至栗子坪水电站闸、厂址区间天然设计洪水成果并考虑传播时间后推求出冶勒水电站以上相应的设计洪水成果及设计洪水过程。

采用冶勒水电站相应设计洪水过程，根据拟定的调洪原则和起调水位进行调洪计算，将其下泄流量过程错开传播时间后与区间流量过程叠加，得出栗子坪电站闸、厂址设计洪水过程线，取其洪峰流量作为栗子坪电站受冶勒电站调洪后的设计洪峰流量。采用频率组合法计算得到的栗子坪电站闸、厂址设计洪水成果见表3。

表3　栗子坪电站闸、厂址设计洪水成果表(频率组合法)

(2)简易方法。

通过在一些小流域的实践证明，区间与上游发生同频率洪水的几率相当大，因此，继续采用频率组合法具有一定的局限性，可能对工程不利。

鉴于此，简易方法仅考虑冶勒电站坝址以上及区间均与栗子坪电站闸、厂址同频率的情况，同时省去了上游或区间相应洪水的推求，简化了计算过程。

与频率组合法相同，简易方法对洪水过程错峰叠加，得出栗子坪电站闸、厂址设计洪水过程线，取其洪峰流量作为栗子坪电站受冶勒电站调洪后的设计洪峰流量。采用简易方法计算得到的栗子坪电站闸、厂址设计洪水成果见表4。

3讨论

表4　栗子坪电站闸、厂址设计洪水成果表(简易方法)

栗子坪电站设计洪水计算采用常规方法考虑的组合情形较多，并需要反演出各相应洪水过程，操作比较复杂。由于水库调洪影响(上游冶勒水库正常蓄水位起调，来水量小于泄流能力时无调节，来水量大于泄流能力时，以泄流能力泄流)，采用简易方法仅考虑了一种组合情形，并将计算过程有效简化，其计算的小频率洪水与常规方法计算的结果相差无几；而较大频率洪水则较常规方法要大。在类似南桠河这种面积较小的流域，区间与上游发生同频率洪水的几率相当大，采用常规方法计算设计洪水成果对工程来说可能偏于不安全，而简易方法计算的成果更为合理，值得引起注意。除栗子坪电站以外，我院在其他小型电站设计洪水地区组成分析计算中也已采用上述的简易方法，效果较好，如宝兴河民治电站等。

4结语

笔者认为：类似南桠河这样的小流域，计算受上游水库影响的设计洪水采用区间、上游与设计断面同频率的方法简化计算是可行的，甚至是必要的。

参考文献：

[1]能源部,水利部.水利水电工程设计洪水计算手册[M].北京:中国水利水电出版社,1995.

[2]刘画眉.设计洪水地区组成计算方法研究及应用[D].武汉大学,2005.

[3]邵利萍.无资料小流域洪水叠加计算方法初探[D].浙江大学,2009.

朱祯(1974-)，男，甘肃靖远人，室主任，高级工程师，硕士，从事水文分析计算及水情自动测报系统设计工作；

侯小波(1985-)，男，四川宜宾人，工程师，硕士，从事水文分析计算工作.

(责任编辑：李燕辉)

苏布雷电站2号机肘管顺利吊装

4月3日，由中水五局公司EPC模式总承包建设的科特迪瓦最大水电站——苏布雷水电站厂房2号机组尾水肘管顺利启动安装。苏布雷水电站位于科特迪瓦西部，工程采用EPC总承包管理模式，目前是科特迪瓦最大的水电站工程。苏布雷水电站最大坝高20m，大坝全长4.5km，水库总库容8 300万m3，总装机容量27万kW。苏布雷水电站将会创造近5 000个工作机会，包括数百个长期性岗位。同时，还建设医院、学校等基础设施，苏布雷水电站将造福当地百姓，促进旅游业的发展，改善科特迪瓦以火电为主的电力能源结构，提供更多的清洁能源，推动地方经济的发展。厂房及金属结构施工是决定着苏布雷水电站枢纽发电的关键工程，为实现提前发电目标，该项目部对厂房混凝土、金结与机电施工精心组织、合理规划，在3月3日为1号机组尾水肘管提供安装作业面后，短短一个月时间内，又快速完成2号机组肘管下一期混凝土及预埋件施工，为2号机组尾水肘管现场拼装与焊接提供作业面，有效确保主厂房施工进度。这次吊装的第一节肘管宽16.7m，高4.1m，重量约为9t，采用门机吊装就位。

收稿日期:2014-12-12

文章编号:1001-2184(2015)03-0071-03

文献标识码:B

中图分类号:TV12;TV7;TV122;[TV123]

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