KEWZK水电站设计洪水分析计算

程锋华

（江西省水利水电开发有限公司,江西 南昌 330095）

1 引言

水电站工程修建可改善水资源分布不均匀问题,有利于防洪、发电、灌溉,具有显著的生态、经济效益[1-3]。洪水是影响水电站设计的一个重要参数,设计洪水参数的准确对水电站工程设计具有较大影响[4-6]。因此,在水电站设计前,调查区域洪水特征,确定设计洪水参数是十分必要的。

2 工程概况

KEWZK水电站为引水式电站,电站引水渠自渠首引水,引水系统沿河道右岸阶地或坡面布置,电站厂房临河布置,洪水对本工程产生的主要影响是DJEGL河河道洪峰流量对引水渠首和电站厂房的影响。厂址断面利用莫合尔水文站的设计洪水成果,按照面积比拟法计算设计洪峰及时段洪量。引水渠首布置在DJEGL河河口以上约32 km,莫合大桥以上约150 m处,引水渠布置在河道右岸,长度10.887 km。电站厂房布置在河道右岸河漫滩上。

DJEGL河是一条东西流向的河流,由大、小50 条支流组成,其中较大的支流有5条,自东向西依次是小EBT河、大EBT河、库尔德宁河、莫合尔河和阿克布拉克河,除阿克布拉克河在河流右岸外,其余均在左岸。DJEGL河全长约119.1 km,流域面积2185 km2（与TKS河汇合口断面以上流域面积）,河道平均纵坡26.5‰,多年平均径流量12.60 亿m3（汇合口断面以上）。河流在莫乎尔水文站后5 km处折向北汇入TKS河。

DJEGL河上没有国家基本水文站,只有莫乎尔专用水文站,是与恰甫其海水利枢纽水情测报系统同期建立的,设立于 2004 年 ,其地理位置为东经82°33′,北纬43°19′,从2004 年6 月开始观测至今,根据现场勘查,水文站断面河道较为顺直,水位流量关系曲线较好,测量断面完整,测验规范,资料是可靠的。莫乎尔站以上流域面积为2165 km2,厂房以上流域面积为1711.7 km2。

3 洪水特征及历史洪水调查

3.1 洪水成因与特征

DJEGL河发源于平均海拔4000 m左右的东部那拉提山脉,由于高山的冰川和积雪的面积较少,洪水主要由暴雨形成,主要发生在每年4 月～6 月,形成于中、低山地带,季节性积雪融水型洪水较少。

据DJEGL河水文站5 年实测洪峰流量统计资料,实测这几年最大洪峰、流量大部分发生在6 月,因此时段是一年中降水最多季节。由此分析,洪水的成因以降雨为主,以季节性融雪为辅。

3.2 历史洪水

3.2.1 基本情况介绍

历史洪水调查与分析河段为DJEGL河莫乎尔站及EBT沟入DJEGL河入河口,全长约48 km。在该河以上河段按照上、中、下分别布设3 个代表性水文计算断面,断面编号分别为A1、A2 和A3 断面,计算断面概况见表1。各断面具体位置如下：

表1 DJEGL河流域水文计算断面概况一览表

（1）A1 断面：位于EBT沟入DJEGL河河口下游100 m处,地理位置东经 82°59′,北纬 43°12′；

（2）A2 断面：位于大库尔德宁沟入DJEGL河河口处库尔德宁风景区DJEGL河大桥下游90 m处,地理位置东经82°55′,北纬43°15′；上距A1断面13.2 km；

（3）A3 断面：位于DJEGL河莫乎尔水文站测验断面处,地理位置东经82°34′,北纬43°19′；上距A2 断面32.0 km；

DJEGL河流域计算断面分布见图1。

图1 DJEGL河流域水文计算断面分布示意图

3.2.2 历史洪水调查情况

YL水文水资源勘测局调查情况如下：

（1）A3 断面（DJEGL河莫乎尔水文站）

经调查访问,确定本次调查所测的最高洪痕对应的洪水发生在2002年7月。

（2）DJEGL河A2断面

大库尔德宁沟和DJEGL河的洪水主要发生在5月～7月,只有连续下大雨才能来大洪水。2002年7月洪水最大,前一天（7月22日）大雨,第二天（7月23日）暴雨,洪水暴发。1996年5月3日几天暴雨,洪水也较大。

（3）DJEGL河A1断面

经调查访问,确定DJEGL河本次所测的最高洪痕对应的洪水也发生在2002年7月。

3.2.3 洪水计算方法及成果

根据洪水资料条件,YL水文水资源勘测局共采用四种方法对DJEGL河各断面的设计洪峰流量进行了计算。

（1）长短系列比值法推求设计洪峰流量；

（2）区域洪峰流量模比系数综合频率曲线法推求设计洪水；

（3）洪峰流量模数法推求设计洪水；

（4）调蓄经验单位线计算设计洪水。

采用多种方法进行计算,因资料条件和分析计算的方法不同,其设计成果也有一定的差距,推荐地区洪峰流量模比系数综合频率曲线法推求的结果,见图2。

图2 各水文计算断面推荐采用设计洪峰流量

3.3 莫乎尔水文站洪水计算

莫乎尔水文站只有5年的洪峰、洪量资料实测值见表2,因此需利用恰甫河洪峰和洪量的CV值和倍比值。恰甫河恰甫站有实测完整的连续洪峰、一日洪量、三日洪量、七日洪量,收集到洪峰、洪量系列资料52年,其中包括了大、中、小洪水,资料系列具有较好的代表性,计算结果见表2。

表2 莫乎尔水文站洪水计算结果

计算参证站仍采用恰甫河恰甫站。 参证站和计算站洪峰、洪量参数统计见表3。

表3 参证站和计算站洪峰、洪量统计表

根据上表,利用长短系列法,计算得莫乎尔站多年平均洪峰流量为240 m3/s,多年平均最大一日洪量为18.08×106m3,最大三日洪量为44.25×106m3,最大七日洪量为86.40×106m3。

根据上述两种计算洪水的方法,比较发现这两种方法计算的洪峰结果比较接近,考虑到洪水调查有一定的局限性,因此本次采用长短系列法的计算结果,通过上述的比较,认为这种方法计算的结果是可靠的。

3.4 计算成果分析

通过上述计算结果可知,莫乎尔站各保证率下洪峰计算结果比YL水文水资源勘测局计算结果偏小,见表4。

表4 计算结果比较表

4 工程场址洪水计算

拟建电站引水口处断面在A2 断面附近,其设计洪水以莫乎尔站作为参证站进行面积比拟法计算,其中洪峰流量面积指数采用0.67,洪量面积指数采用1。结果见表5。

表5 缩放比例结果表

发电厂房处的洪峰成果见表6。

表6 缩放比例结果表

DJEGL河洪水计算是在缺少洪水实测资料基础上,利用附近河流上的水文站断面实测资料推求出来的,推求结果的准确性还要进一步证实,随着莫乎尔站洪水资料增长,计算结果会更加准确,本次设计洪水结果能够满足本阶段要求,结果是合理的。

5 结论

KEWZK水电站工程建设旨在改善当地生态环境条件,并提供清洁能源。为了保证水电站工程建设的安全,通过收集水文站洪水参数,分析了流域洪水特征,确定了工程厂址区的洪水参数,可为工程设计提供参考。