1、 年第 期水利技术监督工程实践:/昌北溪华光潭一级水电站坝址断面径流还原分析与计算王卫远 陈美丹 唐俊龙 郭 靖(中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 浙江 杭州)摘要:基于昌北溪流域没有水文观测站位、水文资料匮乏的实际 为了获得昌北溪流域长系列天然径流资料 文章利用华光潭一级水电站设计资料 结合电厂的调度运行资料 采用水量平衡法还原计算入库径流 建立当地的降雨径流关系 进一步插补缺测时段的流量系列 最终得到华光潭一级水电站坝址断面的长系列天然径流资料弥补了昌北溪流域无长系列流量资料的不足 此成果可作为其他工程的设计依据和参考关键词:昌北溪 水量平衡法 径流还原 降雨径流关系中图分类号:文献
2、标识码:文章编号:()收稿日期:作者简介:王卫远(年)男 高级工程师:随着经济社会的快速发展 各地在江河湖库上修建了大量的水利水电工程 设立了很多水库观测站 水库站的建立为弥补站网定位观测的不足、增强资料的完整性发挥了重要作用 但是 由于水库站所测的径流资料受工程本身的影响 在数量和时程分配上不能代表河流的天然状况 因此 在利用这些资料进行工程设计时 必须将测验断面的实测径流还原为天然径流 通过对径流的还原计算使得还原结果满足水利工程设计和规划要求 为区域水资源合理配置、高效利用提供技术保障华光潭一级水电站坝址断面设计阶段采用的是 年流量系列资料 电站建成后 取得电厂整编的 年调度运行资料 鉴
3、于昌北溪流域水文资料匮乏 为保持单站天然径流系列的一致性 消除人类活动对河川径流的影响 本文通过入库径流还原计算并结合当地的降雨径流关系 对缺测时段进行插补 得到华光潭一级水电站坝址断面的长系列天然径流系列资料 以期对其他水利水电工程设计提供依据和参考 流域概况分水江是钱塘江干流富春江上最大的支流 发源于安徽省绩溪县山云岭 流向东北入境浙江 左纳仁里溪后称昌北溪 转东南流 右纳昌西溪始称昌化溪 续流至青山殿 与左岸天目溪汇合后称分水江 于桐庐县汇入富春江 干流全长 流域面积 平均比降 其中 昌北溪河 长 平 均 比 降 流 域 面 积 昌化溪以上河长 平均比降 流域面积 华光潭一级水电站坝址位
4、于昌北溪干流 坝址以上集水面积 工程以发电为主 兼有防洪作用 电站装机 水库总库容 万 电站厂房布置在坝址下游约 处 发电引水系统全长 早在 年 相关设计单位就对昌北溪流域梯级开发方式作了初步规划 直到 年完成了华光潭水电站初步设计工作 大坝主体工程于 年 月 日正式开工 年 月底基本完成 月 日下闸蓄水 年 月 日第一台机组投产发电 华光潭一级水电站工程及邻近流域水系和测站分布示意如图 所示 基础资料 流域面雨量华光潭一级水电站坝址 年流域面雨量系列由以下 部分组成:年降水量采用文献中的资料数据 年降水量采用华光潭一级水电站自设站观测数据 由岛石、新桥、中梅、一级大坝 个雨量站加权平均计算求
5、工程实践水利技术监督 年第 期图 华光潭一级水电站工程及邻近流域水系和测站分布示意图得 个站权重分别为 、年降水量采用 年华光潭一级水电站面雨量与岛石坞雨量站相关插补求得 相关关系如图 所示图 华光潭一级水电站坝址 年流域面雨量与岛石坞雨量站月降水量相关图 调度运行资料从电厂处收集到华光潭一级水电站年逐日入库、出库流量和 年逐日平均水位资料 以及华光潭一级水电站水库水位 库容对照表见表 可以看出 华光潭一级水电站 年多年平均出库流量为 /径流还原计算 还原计算方法采用水量平衡法 对华光潭一级水电站表 华光潭一级水电站 年逐年平均出库流量年份出库流量/(/)年份出库流量/(/)多年平均 年逐月入
6、库径流进行还原计算 并将还原计算成果与收集到的 年逐月入库径流进行比较分析 其中 水量平衡法计算公式如下入库 库蓄 出库 蒸发 渗漏()式中 入库还 原 后 的 天 然 入 库 径 流 量 库蓄月初、月末水库蓄水变量 增加取正值 减少取负值 出库出库水量 包括发电流量、泄洪流量等 蒸发水库蒸发损失水量 渗漏水库渗漏水量 水库蒸发损失水量即为库区由陆面变成水面引起的蒸发增量 水库渗漏水量主要包括坝身闸门漏水量、水轮机漏水量、坝基和坝的两翼漏水量、通过库底流向较低透水层的渗流量、向库外的渗水量等 在水文地质良好(透水性不强)的地方 以月计的水库渗漏水量可按月均库容的 粗估 计算发现 蒸发和渗漏水量
7、在总的入库水量中占比较小 约在 左右 可以忽略 经比较 本次还原计算得到的 年逐月平均流量成果与电厂提供的入库径流成果接近 可以采用 降雨径流关系将上述华光潭一级水电站 年逐月入库径流换算为相应的径流深 建立不分段的 年降雨径流关系如图 所示 相关系数为 但降水量在 以下部分拟合相对略差一些为了探究更好的降雨径流关系 可分段建立 年降雨径流关系 分别如图 所示由图 可见 分段的降雨径流关系相关系数均在 以上 尤其是 月 相关系数可达 表 华光潭一级水电站 年多年平均逐月出库流量单位:/月份一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月出库流量 年第 期水利技术监督工程实践图 华光潭一级水
8、电站坝址 年 月降雨径流关系图图 华光潭一级水电站坝址 年 月降雨径流关系图图 华光潭一级水电站坝址 年 月降雨径流关系图图 华光潭一级水电站坝址 年 月降雨径流关系图比较而言 分段相关的降雨径流关系较优综上分析 可以利用上述分段的降雨径流关系插补华光潭一级水电站坝址 年逐月径流深 并换算为相应的流量 分析与讨论由上述分析计算可知 华光潭一级水电站坝址以上流域 年的径流系列由以下 部分组成:年 沿用文献中的成果 年 根据降雨径流关系插补 年采用水量平衡法进行还原计算华光潭一级水电站坝址以上流域不同时段逐月径流成果见表由表 可以看出 华光潭一级水电站坝址以上流域不同时段逐月径流量主要集中在 月
9、占全年 总 径 流 量 的 左 右 建 库 前 坝 址 处 年多年平均流量为 /建库后经径流还原 坝址处 年多年平均流量为 /插补计算得到的坝址处 年多年平均流量为 /个时段的径流与降水基本相应 坝址处 年多年平均降水量、多年平均径流深分别为 、与查文献相应地区的多年平均降水量、表 华光潭一级水电站坝址 年逐月流量特征单位:流量/降水量 占比时段项目一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月 十二月年降水量流量 占比 流量 占比 流量 占比 流量 占比 工程实践水利技术监督 年第 期多年平均年径流深 接近 由此可以认为华光潭一级水电站坝址以上流域 年的流量成果相对合理 结语根据华光潭一级水
10、电站所在流域的面雨量和电厂的调度运行资料 通过入库径流还原计算并建立当地的降雨径流关系 对缺测时段进行插补 加上华光潭一级水电站设计阶段的径流资料系列 最终得到了华光潭一级水电站坝址断面 年历年逐月天然流量系列资料分时段流量成果与同期降水量基本相应 基本上能真实、可靠地反映所在断面的实际径流情况 采用的方法基本合适 所得成果相对合理 弥补了昌北溪流域无长系列流量资料的不足 可为今后其他工程的规划设计提供有益参考 具有一定的实际应用价值参考文献 李龙辉.黑龙江省水库站径流还原计算方法及有关问题的探讨.黑龙江水利科技():.孙栋元 王启优 牛最荣 等.甘肃省渭河流域天然径流还原计算研究.水利规划与
11、设计():.傅联森 陶湘泉 张佩琳 等.浙江省华光潭水电站初步设计(重编)上册.浙江省水利水电勘测设计院.长江流域规划办公室水文处.水利工程实用水文水利计算.北京:水利电力出版社.浙江省水文局.浙江省水资源.(上接第 页)图 在 溶液中微观产物形态为:块落剥蚀麻面骨料外露掉皮()在硫酸盐 冻融复合作用下 冻融初期硫酸盐浓度越高 对混凝土的抗冻性能反而越有利冻融后期硫酸盐浓度越高 则加速混凝土的破坏()在硫酸盐侵蚀溶液中 随着冻融循环次数的增加 混凝土内部孔结构特征变化规律明显 混凝土内部大于 有害孔径明显增加 随着侵蚀时间的增加 有害孔的增长率也在加快 有害孔的增加严重影响了混凝土内部的孔隙结
12、构 从而导致混凝土抗冻性能变差()混凝土在硫酸盐溶液中采取单面冻融循环试验 根据宏观试验与微观试验综合分析可知:混凝土前期破坏的主要因素为冻融破坏 硫酸盐溶液对混凝土的化学侵蚀作用较弱 冻融后期 生成大量的侵蚀产物钙矾石导致混凝土内部拉应力剧增此时硫酸盐侵蚀与冻融破坏的共同作用使得混凝土的破坏加剧参考文献 邓德华 刘赞群 等.关于“混凝土硫酸盐结晶破坏”理论的研究进展.硅酸盐学报 ():.方小婉 娄宗科 高亚磊 等.硫酸盐侵蚀下混凝土抗冻耐久性研究进展.混凝土():.:.():.王宇航.硫酸盐侵蚀与单面冻融综合作用下混凝土耐久性研究.新疆农业大学.():.聂俊坤.多因素复合作用下水工混凝土材料劣化规律研究.华北水利水电大学:.陈四利 宁宝宽 胡大伟.硫酸盐和冻融双重作用对混凝土力学性质的影响.工业建筑():.(下转第 页)
