横塘村水文站测流方案变更与成效分析

唐 昕

(安吉县水文站，浙江 安吉 313300)



横塘村水文站测流方案变更与成效分析

唐 昕

(安吉县水文站，浙江 安吉 313300)

横塘村水文站是西苕溪流域控制站，其水位、流量等水文要素是西苕溪水利规划、综合治理和西苕溪洪水预报的重要依据。近年来，因受上游西苕溪阳光水利枢纽工程(江东电站)的运行影响，该站测流河段水文情势发生了变化，其测流方案应适其而变，确保水文监测成果的合理、真实，可靠，为防汛抗旱减灾、水资源开发利用保护做好技术支撑。图2幅，表2个。

水文站；测流方案；方案变更；成效分析

1 概 述

西苕溪位于浙江省西北部，主源为西溪，发源于天目山北麓安吉县大沿坑，北流经杭垓镇入赋石水库，出水库后至长潭与南溪汇合称西苕溪，汇合后右岸有大溪、浒溪、递铺溪汇入，北流至安城，下游3 km左右为横塘村水文站。东北流至梅溪镇，左纳浑泥港，东北流至小溪口进入长兴县，东流过港口水文站至天目山进入湖州市吴兴区，至較水桥分两支，主流北支入旄儿港，南支经西苕溪故道至杭长桥，右岸有东苕溪导流港汇入，接环城河，南北两支在湖州白雀塘桥汇合后进苕溪经机坊港、长兜港入太湖。西苕溪全长139 km，总面积2 268 km2。

横塘村水文站位于西苕溪中上游，至太湖约为70 km，该站设立于1955年5月，1957年10月曾一度停测，1961年1月恢复测验至今；监测项目有降水、蒸发、水位、流量等，是西苕溪区域控制站，汇流面积1 316 km2；其水位、流量等水文要素是西苕溪水利规划、综合治理和西苕溪洪水预报的重要依据。

横塘村水文站上游8 km的江东电站于2011年建成，受其运行影响，横塘村水文站测流河段水文情势发生了变化，原测流方案难以控制水文情势变化后的流量变化过程。因此测流方案应适其而变，才能确保水文监测成果的合理、真实、可靠。

2 测站方案变更的必要性

西苕溪阳光水利枢纽工程是以河势控导、防洪、水力发电为主，结合旅游开发、航道延伸的水资源综合利用工程，于2011年建成投入运行。工程由拦水坝、水电站、堤防工程和补偿工程组成。

拦水坝枢纽位于新开河进口下游60 m的西苕溪河道内，采用水力自控翻板门控制流入新开河的水量，拦水坝设计常水位9.00 m(85国家高程，下同)。拦水坝上游形成水面面积1 050亩，正常库容约250万m3的滞水区，正常运行水位7.0～9.0 m。

平、枯水期通过拦水坝蓄水为电站提供发电水源和提高发电水头，经新开河引水至水电站发电。水电站额定水头7.10 m，5台机组，单机容量630 kW，装机容量3 150 kW，发电引水流量57.7 m3/s，设计多年平均年发电量1 188万kW·h，多年平均取水量7.833亿m3，发电水量取用后排回西苕溪。

洪水期水力自控翻板门在坝上游水位超过9.3 m时逐步开启，当水位超过9.85 m时水力自控翻板门全开，多余水量仍通过自控翻板门排在原河道，水位下降时自控翻板门逐步关闭(见图1)。

图1 江东电站枢纽工程布置

江东电站选用的水轮机是低水头水力发电设备，据业主性能介绍，只要电站上下游有一定的落差，机组均能运行发电。

在洪水期，上游来水流量大于57.7 m3/s时，通过自控翻板门，洪水流量大部分仍下泄回原河道，其发电流量经水能利用后也连续流回原河道，且洪水期横塘村站流量按水位级加测，因此对水文监测成果影响不大。

在平、枯水期，通过拦水坝上游滞水区的水量调节，视水源情况开启不同机组发电，一般每日上午8时发电至下午或晚上22时。因此横塘村站的水位流量也随着电站的开关机起涨和回落，出现水位一涨一落、流量一小一大与发电运行相对应的变化过程，人为地改变了测流河段的流量变化，电站运行影响主要发生在平、枯水期。

根据省水文局2008年颁发的测站任务书，横塘村站水文测流任务要求为隔天逢双日测流，较大降雨时加测(简称原方案)。由于每日8时有流量报讯任务，横塘村站测流时间基本在7∶00～7∶45左右，此时江东电站还未发电，拦水坝滞水区蓄水，横塘村站测得的流量明显偏小，隔天逢双日测流不能客观反映电站运行后的水流变化情况。为了确保水文监测成果的合理、真实、可靠，横塘村站的测流方案必须相应变更。

3 测流方案的变更及成效分析

3.1 测流方案的变更

根据水文测验规范，测流测次要能控制流量变化过程，根据阳光电站发电记录以及横塘村站水位过程线可以看出，横塘村站每日8时以后水位逐渐上涨，流量逐渐加大，16∶30前后为水位最高、流量最大，22时以后水位逐渐回落，流量逐渐减小。从而根据水位、流量变化过程增多流量测次，提出每日上午7～8时和下午16～17时各测流1次和洪水期视涨、退水幅度加测的新测流方案(简称变更方案)，与其水位、流量变化相适应，控制流量变化过程。

3.2 成果分析

调查江东电站的发电记录，选取接近多年平均水位且不在2014年西苕溪洪水期内的10月作为测流分析时间段(见图2)。

图2 横塘村站2014年10月水位流量过程线

用南方片2.0水文资料整编程序对2种方案分别进行流量资料整编(见表1)。

表1 横塘村站2014年10月逐日平均流量 m3/s

整编结果得出原方案10月平均流量为13.4 m3/s，变更方案能较好控制流量变化过程(10月平均流量为22.3 m3/s，比原方案平均流量偏小39.9%)。2014年1～5月和10～12月为平、枯水期，分别偏小15.5%～39.9%，其中根据2种方案成果对比，原方案径流量偏小30%。

3.3 2种测流方案测流成果合理性分析

横塘村站下游32 km设有长兴县港口水文站，汇流面积1 970 km2，分别计算横塘村站2种测流方案的径流系数，与港口站进行上下游合理性分析。

3.3.1 降雨量

根据2014年水文资料整编成果，10月横塘村区域 13站加权平均降水量为65.7 mm，港口区域 18站加权平均降水量为63.0 mm。

3.3.2 径流量

根据2014年水文资料整编成果，10月横塘村站原方案径流量为3 586万 m3，变更方案径流量为5 962万 m3。港口站径流量为7 318万 m3。

3.3.3 分流水量

在径流系数计算中，由于江东电站上游西苕溪主流西溪上于1978年建成了赋石水库，配套的赋石水库水电站于1979年开始发电，发电尾水引入赋石渠道；1994年在赋石渠道中段建成了安城水电站，赋石水库发电尾水是安城水电站的水源，运行后尾水进入西苕溪，汇入口位于横塘村水文站测流控制断面的下游、港口站测流控制断面的上游；因此应将安城水电站同一时段内的发电引水量加入横塘村站的径流量中，据10月发电量换算分流水量为1 438万m3。

3.3.4 水库库容变量

横塘村站上游有赋石、老石坎2座大型水库和凤凰中型水库，港口站上游又增大河口、天子岗2座中型水库。据上述5座大中水库月初月末库容量计算，2014年10月横塘村站区域库容变化量为-4 507万m3，港口站区域库容变化量为-4 617万m3。

经横塘村站2种测流方案与港口站径流系数的对比，原方案的径流量明显偏小，径流系数小于港口站，不合理。变更方案能较好控制流量变化过程，径流系数上游大于下游，且径流系数的量值也合理，充分显示了变更方案的成效(见表2)。

表2 2014年10月横塘村站2种测流方案与港口站径流系数对照

4 结 语

(1)水文测站受水利、水电、交通、矿山建设等人类活动影响，测站水文特性发生变化的情况全国各地时有发生，水文工作者应善于观察、分析，尽早发现，及时采取对应措施，确保水文监测成果的合理、真实、可靠。

(2)横塘村站受上游江东电站的运行影响，测流河段水文情势发生变化，原测流方案难以控制水文情势变化后流量变化过程，其所测的径流量明显偏小，在平、枯水期偏少幅度达15%～40%，有失水文资料的真实性，及时变更测流方案是必要的。

(3)变更后的测流方案在平、枯水期增多流量测次，每日上午、下午各测流1次，与其电站运行后的水位、流量变化相适应，客观真实的反映了径流变化。

(4)变更方案的测流成果经与下游港口站合理性对照，径流系数上游大于下游，且径流系数的量值也合理，充分显示了变更方案的成效。

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责任编辑 吴 昊

《小水电》投稿电子邮箱：xsd122@vip.163.com

2015-02-15

唐 昕(1984-)，男，助理工程师，主要从事水文水资源工作。E_mail: tx428@163.com