【正文】 1 1綜合說(shuō)明 緒言 XX 市 XX 縣 XXXX、 XX 梯 級(jí)電站位于任河上游的 XX 河上， 距城區(qū)約32km， 皆為徑流式引水電站 ， 均采用 底欄柵 壩引水發(fā)電方案。 XXXX 電站控制 流域面積為 ， 設(shè)計(jì)水頭 ，引用流量 ， 裝機(jī)容量 2 2500KW+1 1600KW， 多年平均發(fā)電量 萬(wàn)千瓦時(shí)，年利用時(shí)數(shù) 4938 小時(shí) ， 概算總投資 萬(wàn)元，單位千瓦投資 元 ，單位電能投資 元 /。 XXXX 電站 控制 流域面積為 ， 設(shè)計(jì)水頭 52m，引用流量 6m3/S， 裝機(jī)容量 3 1000KW， 多年平均發(fā)電量 萬(wàn)千瓦時(shí)，年利用時(shí)數(shù) 48500 小時(shí)， 概算總投資 萬(wàn)元，單位千瓦投資 元 ， 單位電能投資 元 /。 該 梯級(jí) 電站由民營(yíng)業(yè)主 XX 市 XX 縣 XX 水電開(kāi)發(fā)有限公司 投資興建。 2021 年 2 月 受業(yè)主的委托，抽調(diào)高級(jí)工程師 2 人，工程師 2 人，助理工程師及技術(shù)員 3 人組成外業(yè)工作勘測(cè)組，進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)， 先后對(duì)壩址、 廠 址等進(jìn)行了實(shí)地勘測(cè)。經(jīng)過(guò)比選，最后確定 XXXX 電站在 XX 河中游 漁泉河溝處建 底欄柵 壩， 7730m 隧洞引水至 XX 河左岸 三道角 處建電站 ； XX 電站首部取水樞紐建在 XX 河 XX 處，經(jīng) 3376m 隧洞引水至 XX 處建電站。 隨后緊鑼密鼓地開(kāi)展了設(shè)計(jì)工作，其間對(duì)裝機(jī)規(guī)模的選擇系根據(jù)設(shè)計(jì)人員提供的方案比較資料及推薦方案，由業(yè)主方最終決定。 于同年 11 月 完成 了該電站初步設(shè)計(jì)任務(wù)。 基本資料 流域概況 2 XX 縣 XX 河 經(jīng)坪壩鎮(zhèn)岔溪口入萬(wàn)源縣境，在陜西省紫陽(yáng)縣毛壩關(guān)轉(zhuǎn)向 ,由南往北經(jīng)高灘、瓦房店等地于紫陽(yáng)縣西南匯入漢江。干流全長(zhǎng) 185km，流域面積 7810km2，其中 XX 境內(nèi)主河流長(zhǎng) 131km，流域面積 2356km2,河流平均坡降 ‰。 XXXX 電站 壩址位于 XX 河中下游河段的 鉆石 處，壩址控制流域集水面積，主河道長(zhǎng) 45km，河道平均比降為 ‰。 廠址位于 三道角 出口斷面以上約 ，控制流域面積 。 XXXX 電站 壩址位于 XX 河中下游河 ，壩址控制流域集水面積 ，主河道長(zhǎng) 18km，河道平均比降為 ‰。廠址位于 XX 出口斷面以上約 處，控制流域面積 。 氣候特征 XX 河 流域?qū)儆诒眮啛釒駶?rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，受東南和西南季風(fēng)影響 ， 氣候溫和，雨量充沛，日 照較長(zhǎng)，四季分明，冬長(zhǎng)夏短，春季氣溫回升較快，但不穩(wěn)定，常有“倒春寒”出現(xiàn)。 由于流域內(nèi)地勢(shì)高差懸殊大 ,致使氣候垂直變化明顯。 據(jù) XX 氣象站 1958～ 1991 年資料統(tǒng)計(jì)：多年平均氣溫 ℃，極端最高氣溫 ℃（ 1959 年 7月 13日），極端最低氣溫 ℃（ 1977 年 1月 30日）；多年平均降水量 1332mm；多年平均蒸發(fā)量 1037mm（ 20cm 蒸發(fā)皿觀測(cè)值 ）；多年平均相對(duì)濕度 79%；多年平均風(fēng)速 ，最大風(fēng)速 21m/s，相應(yīng)風(fēng)向 ESE（ 1981年 6月 29日）；多年平均日照時(shí)數(shù) 。 水文基本資料 設(shè)計(jì)流域無(wú)水文、氣象資料。但在 XX 河 干流上有 XX 河水文站，在 XX河 以上流域還有 XX 氣象站，以及東安、河漁、高觀、榆坪、 XX、坪壩等六個(gè)雨量站。鄰近流域有大寧河巫溪、湯溪河鹽渠、東里河溫泉、前河土黃 3 等水文站。由于工程河段位于任河流域，因此 ,選取干流 XX 河水文站為本次水文計(jì)算的依據(jù)站，其余為參證站。 1967年 1月 1日由四川省水文局在萬(wàn)源縣 XX河區(qū)下游 2km的草壩灘（距河口 38km）設(shè)立 XX 河水位站，同年 8 月改為水文站，開(kāi)始流量觀測(cè)。地理坐標(biāo)為東經(jīng) 108176。 16′，北緯 22176。 08′， 控制流域面積 2651km2。觀測(cè)項(xiàng)目有水位、流量、降水量、蒸發(fā)量等。該站 1975 年 1 月 1 日起停測(cè)流量， 1977 年起增加蒸發(fā)量觀測(cè)， 1981 年 1 月 1 日恢復(fù)流量測(cè)驗(yàn)至今。從 1967 年至 2021 年有完整的 37 年水位資料和 32 年流量資料。 該站歷年水文資料由四川省水文局整編后，交長(zhǎng)江委審查匯編刊印?，F(xiàn)已刊印 1967～ 1987年水文資料， 1988年～ 2021年有整編成果。經(jīng)復(fù)核徑流、洪水成果可用于設(shè)計(jì)。 徑流 XX 河 徑流主要來(lái)源于降雨，其次是融雪和地下水。徑流和降雨在年內(nèi)變化大體一致，每年 3 月氣溫逐漸 回升，徑流隨氣溫和融雪而變化，徑流逐漸增多。 4～ 10 月為豐水期，是降雨量最豐沛的時(shí)期。 11 月氣溫降低，降雨減小，徑流亦少。 12 月～次年 2 月是穩(wěn)定退水期，徑流主要由地下水補(bǔ)給。 地表徑流通過(guò)水文比擬法轉(zhuǎn)換 XX 站實(shí)測(cè)徑流。經(jīng)計(jì)算 漁泉 河 溝 XX 二級(jí)電站壩 址 和 XX 一級(jí) XX 壩址 處多年平均年徑流量 分別 為 24000 萬(wàn) m 12021萬(wàn) m3。 洪水 a） 暴雨洪水特性 XX 河流域洪水由暴雨形成，流域洪水完全受暴雨的制約。洪水季節(jié)性變 4 化與暴雨季節(jié)性變化一致，每年 4～ 10 月為汛期，較大洪水多發(fā)生在 6～ 9月，而年最大洪 水多發(fā)生在 8月。 XX 河屬山區(qū)性河流，流域與河道的坡度均較大，匯流快，洪水過(guò)程具有峰高量大，陡漲陡落，過(guò)程較短的特點(diǎn)。從干流 XX 河站實(shí)測(cè)資料看，單峰洪水較多，復(fù)峰洪水較少，峰形尖瘦，單峰過(guò)程一般 2～ 5 天，復(fù)峰過(guò)程一般 6～ 10 天。據(jù) XX 河站 1967～ 2021 年資料統(tǒng)計(jì)，年最大洪水最早出現(xiàn)在 5月 2 日（ 1996 年），最晚出現(xiàn)在 10 月 2 日（ 1975 年）絕大多數(shù)發(fā)生在 6～ 9月，尤以 7 月、 9 月出現(xiàn)最多。各月發(fā)生頻次見(jiàn)表 11。 5 XX河站年最大流量各月出現(xiàn)頻次表 表 11 月 項(xiàng)目 5 6 7 8 9 10 年 發(fā)生次數(shù) 4 7 11 6 7 1 36 占總數(shù)的 % 100 量級(jí)（ m3/s） 764～ 2380 2220～ 3240 1080～ 3620 1070～ 3980 1520～ 3360 2800 b）設(shè)計(jì)洪水 XX、 XX 電站 為?。?2）型電站， 其攔河壩 建筑物級(jí)別為 5 級(jí) ,按規(guī)范要求推算 P＝ 10％的設(shè)計(jì)洪水和 P＝ ％的校核洪水；水電站廠房按規(guī)范推求 P=%的設(shè)計(jì)洪水和 P=%的校核洪水。 本工程壩 址 以上屬無(wú) 水文資料地區(qū)，且流域面積較小，因此，本階段采用 《四川省中小流域暴雨洪水計(jì)算手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《手冊(cè)》）中推理公式和綜合瞬時(shí)單位線法推求設(shè)計(jì)洪水，還按 水文比擬法轉(zhuǎn)換干流 XX河站設(shè)計(jì)洪水加以比較進(jìn)行合理性分析 ，并選擇適合本流域計(jì)算方法的洪水成果。 根據(jù)上述方法，用《手冊(cè)》中計(jì)算公式，推求的 XX、 XX 梯級(jí)電站壩址設(shè)計(jì)洪峰流量成果 見(jiàn)表 12。 XX、 XX梯級(jí)電站壩址設(shè)計(jì)洪峰流量成果表 表 12 計(jì) 算 方 法 設(shè)計(jì)洪峰流量（ m3/s） P=% P=% P=% P=% P=% P=5% P=10% P=20% 漁泉河溝 推理公式 173 158 125 110 99 90 76 61 瞬時(shí)單位線 169 154 118 105 93 83 70 54 XX 推理公式 600 550 433 382 344 314 263 212 瞬時(shí)單位線 587 535 410 365 322 288 242 189 水文比擬法 605 566 471 428 396 369 323 271 幾種 方法計(jì)算成果存在一定差異，與推理公式成果相比，綜合瞬 6 時(shí)單位線法成果在頻率 P=%～ 20%偏小 %～ %；移用 XX 河站成果在頻率 ～ 20%偏大 ％～ ％。 由于綜合瞬時(shí)單位線推求設(shè)計(jì)洪水綜合的因素較多，參數(shù)確定較困難，其概化后的參數(shù)與設(shè)計(jì)流域存在一定差異，推求的設(shè)計(jì)洪水有較大誤差；采用水文比擬法移用 XX 河站成果，由于流域面積相差太大，面積指數(shù)又系經(jīng)驗(yàn)取值，沒(méi)考慮面積指數(shù)隨頻率的變化，其設(shè)計(jì)流量與前兩法成果的差別也較大。綜上分析，本階段采用推理公式計(jì)算成果，作為電站樞紐設(shè)計(jì)洪水 的依據(jù)。 XX、 XX 梯級(jí)電站推薦廠址與壩址均處于 XX 河流域，其自然地理、氣象、水文特性等方面具有一定的相似性，因此本階段直接按面積比的 次方轉(zhuǎn)換壩址推理公式計(jì)算的各頻率設(shè)計(jì)洪峰流量到廠址處，成果見(jiàn)表 13。 XX、 XX梯級(jí)電站廠址處設(shè)計(jì)洪峰流量成果表 表 13 P=（ %） 10 20 洪峰流量（ m3/s） XX廠址 178 163 128 113 102 93 78 63 三 道角 廠址 642 588 463 408 368 336 281 226 c）分期設(shè)計(jì)洪水 枯水期流量基本處于退水期，地下水補(bǔ)給相對(duì)穩(wěn)定，與流域面積的直接關(guān)系密切。而 3 月、 4～ 10 月、 11 月、 11～次年 3 月分期內(nèi)的最大流量除與集水面積關(guān)系密切外，還增加了降雨和暴雨中心不固定等諸多因素影響，致使分期最大流量在隨面積變化的同時(shí)非線性影響增大。因此， 12 月～次年 2 月以廠、壩址控制流域面積與 XX 河站控制流域面積比的一次方， 3 月、 11 月、 11 月～次年 3 月以面積比的 次方，將 XX 7 河站分期設(shè)計(jì)洪水推算到工程河段。主汛期（ 4 月～ 10 月）設(shè)計(jì)洪水采用廠、壩 址工程推算的設(shè)計(jì)洪水。成果見(jiàn)表 14。 廠、壩址分期設(shè)計(jì)洪水成果表 表 14 單位： m3/s 項(xiàng) 目 分 期 P(%) 2 5 10 20 50 3 月 XX 壩址 漁泉 河溝 壩址 XX 廠址 三 道角 廠址 4～ 10 月 XX 壩址 漁泉 河溝 壩址 XX 廠址 三 道角廠址 11 月 XX 壩址 漁泉 河溝 壩址 XX 廠址 三 道角廠址 12 月～次年 2 月 XX 壩址 漁泉 河溝 壩址 XX 廠址 三 道角廠址 1 月～次年 3 月 XX 壩址 漁泉 河溝 壩址 XX 廠址 三 道角廠址 設(shè)計(jì)流域無(wú)泥沙資料，據(jù)大昌站 4 年資料統(tǒng)計(jì)分析，多年平均輸沙量 178 萬(wàn) t，侵蝕模數(shù) 616t/km2。 根據(jù)《四川省水文手冊(cè)》多年平均懸移質(zhì)輸沙模數(shù)等值線圖，查得壩址以上流域重心處多年平均懸移質(zhì)輸 8 沙模數(shù)為 680t/km2,綜合兩者成果，設(shè)計(jì)流 域采用懸移質(zhì)輸沙模數(shù)648t/km2。 由此計(jì)算 XX 壩址 和 漁泉河溝 壩址 處多年平均懸移質(zhì)年輸沙量分別為 萬(wàn) t、 萬(wàn) t。 根據(jù)設(shè)計(jì)流域的地質(zhì)、地貌、地形條件及人類(lèi)活動(dòng)影響， XX、 XX 梯級(jí)電站壩址處推移質(zhì)輸沙量按懸移質(zhì)輸沙量的 15％計(jì)算，則多年平均推移質(zhì)輸沙量分別為 萬(wàn) t、 萬(wàn)t。 區(qū)域地質(zhì) XX 河、 XX 河河谷切割深度一般 500～ 1000m，屬中～深切割的中山地貌，沿 XX 河 向上游總體地勢(shì)呈逐漸上升趨勢(shì)，地形受地質(zhì)構(gòu)造和巖性控制，山脊、河谷走向總體上與構(gòu)造線方向一致 ，河谷兩側(cè)地形陡峻，橫向沖溝發(fā)育，其中 XX 河谷呈峽谷狀，河谷一般海撥高程 1100～ 1500m，一般縱坡降 7％～ 13％，谷底一般寬度 5～ 20m，兩側(cè)地形坡角一般 35176。～55176。，部份地段形成陡崖； XX 河 河谷一般海撥高程 1100～ 1500m，一般縱坡降 2％～ 5％，谷底相對(duì)較寬，一般寬度 50～ 150m，兩側(cè)斜坡地形坡角一般 25176?！?35176。，河谷間海撥高程 +1500 以上多為地形較陡的斜坡及山脊組成。 工程區(qū)內(nèi)出露地層主要有第四系全新統(tǒng)坡殘積層（ Q4el+dl）、沖洪積層（ Q4al+pl）、人工填土