都柳江从江航电枢纽多年平均流量推求

唐建荣

（中国能源建设集团广西电力设计研究院有限公司，广西 南宁 530007）

都柳江从江航电枢纽多年平均流量推求

唐建荣

（中国能源建设集团广西电力设计研究院有限公司，广西 南宁 530007）

根据从江航电枢纽和上下游水文站位置特点，采用多种方法推求枢纽坝址多年平均流量，各种方法成果基本一致。经分析比较后选用能反应流域上下游多年平均流量变化规律且结果较为适中的中间插值法成果，并用流域上下游资料对成果的合理性进行了分析。结论：多年平均流量成果符合流域降雨量地区分布规律，成果基本合理。

都柳江；从江航电枢纽；多年平均流量

1 概述

都柳江从江航电枢纽工程位于贵州省黔东南州从江县丙妹镇，处于柳江干流中上游都柳江河段，为都柳江干流梯级规划中的第11级，枢纽坝址位于从江县城上游约1.5 km处，坝址以上集水面积10 111 km2。根据柳江流域综合规划，结合都柳江经济腹地航运发展需求及坝址上下游综合用水要求，确定从江航电枢纽的建设任务为以航运、发电为主，兼顾旅游等，其工程规模主要为：建设Ⅳ级标准船闸一座及相应库区航道整治工程，船闸闸室有效尺度为120 m×12 m×3 m（长×宽×门槛水深），年单向过闸能力为390万t。水库正常蓄水位193 m，水库具有日调节性能，电站装机容量45 MW，多年平均可发电量1.6 224/1.7 321（单独/联合）亿kW·h，装机利用小时为3 605/3 849 h，拟安装2台贯流式水轮发电机组，额定水头12.6 m，额定流量198.6 m3/s。

目前都柳江水资源开发利用程度较低，干流上游已建的电站主要有红岩电站（目前装机2.5 MW，为径流式电站）和永福电站（目前装机7.5 MW，为径流式电站），但电站规模较小，调节能力较小，对下游水文特性影响不大。从江航电枢纽流域水系见图1。

图1 从江航电枢纽流域水系图

2 水文基本资料

都柳江流域水文测验设立较早，自1951年开始，干支流先后设立了把本、石灰厂、涌尾、寨蒿等水文站，主要观测项目有降雨、水位、流量及泥沙等，基本控制了都柳江的水情变化，都柳江干支流从江上下游要水文测站情况见表1。

表1 从江上下游主要水文控制站测验情况表

从江航电枢纽坝址位于石灰厂与涌尾（二）水文站之间，这两个水文站都属于国家站网，且建站较早，实测资料年限较长，资料最完整，也是距坝址最近的干流水文站，可作为本工程水文计算的主要设计依据站。

自20世纪50年代以来，在柳江干流水资源的规划及梯级设计研究中，多家省、部级水利电力设计研究院先后多次审查复核了相关站点水文资料，认为各站水文测验精度较高，资料系列较长，整编规范，资料可靠。本次在以往基础上，再次对以上有关各站的历年资料复核，未发现不合理的现象。

3 坝址多年平均流量

3.1 径流特性

柳江流域径流由降水形成，随降水变化而变化。流域属亚热带季风气候区，雨量充沛，其降水地区分布大体趋势为中下游大，向上游贵州境内逐渐减少，上游靠近桂北和大苗山、雷公山及更顶山为多雨区；降水年内分配不均匀，4月～9月降水量约占全年水量的75%～80%。径流时空变化特性与降水时空变化基本对应。

据涌尾（二）水文站插补延长后的1953年4月～2011年3月共59年（水文年）径流资料统计计算，多年平均流量296 m3/s，年径流量93.35亿m3，多年平均年径流深715.6 mm，年径流模数22.7l/（s km2），枯季径流模数8.89l/（s km2）。汛期（4～9月）水量约占全年水量的80.4%，其中集中在5～8月，占全年水量的67.5%。枯季（10～翌年3月）水量占全年总水量的19.6%，其中最枯（12～翌年2月）仅占7.55%，历年最小月平均流量为28.7 m3/s（1999年3月），最小日流量为23.1 m3/s（1999年3月26日）。最丰水年平均流量为503 m3/s（1954年4月～1955年3月），最枯水年为197 m3/s（1986年4月～1987年3月），两者倍比为2.55倍，分别为多年平均流量的1.7及0.67倍。由此可见本站径流具有年际变化不大，年内分配不均的特点。

3.2 径流系列插补延长及一致性、代表性

石灰厂水文站具有1953年4月～2011年连续实测径流系列，而涌尾（二）站有1958年6月～2011年实测流量资料。因此根据上下游水文站资料对涌尾（二）站的径流系列进行插补延长，插补延长后涌尾（二）站有1953年4月～2011年流量资料。

目前，柳江流域的水资源开发主要以水能资源开发为主，流域内无大型引水、调水工程，都柳江干流上已建红岩、永福均为低水头径流式电站，调节性能不大，流域内受人类活动影响较小。因此，流域水文站实测径流具有较好的一致性。

经点绘分析石灰厂、涌尾（二）站年径流柱状图、差积曲线及累积平均过程线进行分析，可知石灰厂、涌尾（二）站径流系列具有较好的代表性。

3.3 坝址多年平均流量推求

根据石灰厂站、涌尾（二）站和本工程的相对位置，采用多种方法对坝址径流进行推求。

3.3.1 中间插值法

采用中间插值法，由石灰厂站和涌尾（二）站径流成果内插得出从江坝址径流，公式如下：

式中：F石、F涌、F从——分别为石灰厂站、涌尾（二）站和从江坝址集水面积，km2；

Q石、Q涌、Q从——分别为石灰厂站、涌尾（二）站和从江坝址多年平均年流量，m3/s。

3.3.2 面积比的n次法

由石灰厂站多年平均流量，按面积比的n次方推算得出坝址多年平均流量，公式如下：

式中：n——面积比指数，由石灰厂站与涌尾（二）同期年平均流量反推；

其它符号意义同前。

3.3.3 面积、面雨量比修正

根据水文比拟法采用面积、面雨量比推求从江坝址多年平均流量，按下式计算：

Q从＝k1×k2×Q涌

式中：k1——从江与涌尾（二）站集水面积的比值，取0.775；

k2——从江与涌尾（二）站面雨量的比值，取1.007；

其它符号意义同前。

3.3.4 区间面积、面雨量比修正

从江坝址至涌尾（二）站区间集雨面积为2 934 km2，涌尾（二）站至石灰厂站区间集雨面积为6 491 km2，两者的比值为0.45；从江坝址至涌尾（二）站区间及涌尾（二）站至石灰厂站区间面雨量分别为1 325.9、1 341.2 mm，由此可以计算得出两区间面雨量的比值为0.988。从江坝址多年平均流量按下式计算：

Q从＝Q涌-k1×k2×（Q涌-Q石）

式中：k1——区间集水面积的比值，取0.45；

k2——区间面雨量的比值，取0.988；

其它符号意义同前。

按上述方法计算的坝址径流成果见表2。

表2 各方法推算的坝址多年平均流量成果表

从表2可以看出，各种方法计算出的成果相差不大，其中中间插值法、面积比的n次方、面积、雨量比修正的成果比较接近。考虑到本次计算面雨量取值没有实测资料验证，故两种用面雨量修正的结果均不采用。面积比的n次方和中间插值法结果基本一致，中间插值法反应了流域上下游年平均流量的变化规律，且结果在各种方法中较为适中，故推荐采用中间插值法的成果。

3.4 合理性分析

从江枢纽坝址径流成果合理性分析主要是通过对上、下游主要测站同期年径流统计参数值进行对比分析（见表3）。

表3 柳江流域主要水文站年径流统计参数比较表

从表3中可以看出，年径流均值随集雨面积的增加而递增，Cv值随着集雨面积的增加而逐渐减小，年径流模数在21.7～28.8之间。把本站比石灰厂站的年径流模数大，是由于把本站位于更顶山多雨区；柳州（二）站比长安站的年径流模数小，是由于汇入的支流龙江流域属于相对少雨区；可见年径流成果符合流域降雨量地区分布规律，即上、下游各站的年径流统计参数基本平衡。

4 结语

根据从江航电枢纽和上下游水文站位置特点采用多种方法推求枢纽坝址多年平均流量，各种方法成果基本一致，经分析比较后选用了反应流域上下游多年平均流量的变化规律且结果较为适中的中间插值法成果。从流域上下游资料进行合理性分析后可知，多年平均流量成果符合流域降雨量地区分布规律，即成果基本合理。

（责任编辑：周 群）

Calculation of average annual flow for Congjiang Navigation and Power Project on Duliujiang River

TANG Jian-rong
(Guangxi Electric Power Design&Research Institute CO.,LTD.of China Energy Engineering Group,Nanning 530007,China)

According to the position characteristics of Congjiang Navigation and Power Project and the hydrological stations of upstream and downstream,multiple methods were used to calculate average annual flow at dam site,and the results are basically consistent.After analysis and comparison,the results out of interpolation method,which are moderate and is able to reflect the variation rule of average annual flow of upstream and downstream,were selected.The rationality of the results was also analyzed with the upstream and downstream data.The results of average annual flow conform to the distribution rule of rainfall in this area.

Duliujiang River;Congjiang Navigation and Power Project;average annual flow

TV121.7；P333

B

1003-1510（2016）06-0012-04

2016-10-11

唐建荣（1969），男，广西南宁人，中国能源建设集团广西电力设计研究院有限公司工程师，学士，主要从事水文泥沙设计工作。