樊軍文
(陜西省商洛水文水資源勘測局,陜西 商洛 726000)
猛柱山電站工程是一座壩后式季調(diào)節(jié)水電站,工程主要任務(wù)是發(fā)電,水庫水面形成后,具有發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖、防洪及開發(fā)旅游等條件。該工程由水庫大壩、沖沙泄洪洞、引水隧洞及廠區(qū)建筑物組成,大壩位于箭河口上游400 m處,為碾壓混凝土重力壩,由非溢流壩段和溢流壩段組成。水電站總庫容為9507萬m3,裝機(jī)31 MW,年平均發(fā)電量為9417.6萬kW·h,年利用小時(shí)為3038 h,保證出力為4489.8 kW。猛柱山水電站工程取水水源為金錢河地表水,取用水方案是從漫川關(guān)鎮(zhèn)猛柱山村箭河口上游400 m處的金錢河修建長177.5 m、高69 m的擋水壩,經(jīng)長度為356.5 m的輸水隧洞引至調(diào)壓井,再經(jīng)壓力管道輸送至電站廠房發(fā)電,發(fā)電退水排入金錢河。
猛柱山水電站位于金錢河干流上,水電站以上控制流域面積4014 km2位于南寬坪水文站下游,項(xiàng)目所在區(qū)域距南寬坪水文站21 km,該站具有實(shí)測水文資料系列53年,調(diào)查資料1次。根據(jù)水文計(jì)算技術(shù)及測站情況,此次論證以南寬坪水文站作為參證站。壩址來水量主要依據(jù)南寬坪水文站實(shí)測徑流資料系列,以及調(diào)查的水資源論證范圍內(nèi)的用水資料分析計(jì)算
(1)可靠性
南寬坪水文站為國家基本水文站,徑流資料由專業(yè)技術(shù)人員用專門的測驗(yàn)設(shè)備儀器按流量測驗(yàn)規(guī)范進(jìn)行測驗(yàn),資料是按國家水文資料整編規(guī)范整編,資料成果經(jīng)過各級水文部門進(jìn)行審查、審定,并進(jìn)行了刊印,因此,資料是可靠的。
(2)一致性
金錢河上游山嶺縱橫,河谷幽深,被大片森林覆蓋,人口稀少。受自然地理?xiàng)l件限制,本流域內(nèi)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢,項(xiàng)目區(qū)水利工程較小,對徑流影響甚微,因此,資料系列一致。
(3)代表性
南寬坪站1959~2011年共53年徑流系列進(jìn)行距平、差積、累積均值和變差系數(shù)過程計(jì)算,繪制的年徑流時(shí)序過程線、累積均值過程線、差積曲線和變差系數(shù)過程線,通過分析,證明南寬坪水文站徑流資料不僅系列長,其中包含了多個(gè)豐、平、枯水段,基本對稱分布,因此,參證站南寬坪水文站徑流資料系列具有較好的代表性。
2.3.1 參證站年徑流
本次年徑流分析采用1959年~2011年實(shí)測資料系列,根據(jù)《水利水電工程水文計(jì)算規(guī)范》(SL278-2002)規(guī)定,對該系列用距法估算統(tǒng)計(jì)參數(shù),以P-Ⅲ型曲線作為理論曲線分別進(jìn)行頻率分析。
2.3.2 猛柱山水電站壩址年徑流
依據(jù)《水利水電工程水文計(jì)算規(guī)范》(SL278-2002)規(guī)定,“當(dāng)工程地址與設(shè)計(jì)依據(jù)站以上流域面積相差不超過15%,且區(qū)間降水、下墊面條件與設(shè)計(jì)依據(jù)站以上流域相似,可按面積比推算工程地址的徑流量?!蹦蠈捚核恼究刂屏饔蛎娣e占猛柱山水電站壩址控制流域面積的98%,且氣候、下墊面條件相
似,因此猛柱山水電站壩址設(shè)計(jì)年徑流量采用水文比擬法并考慮面積修正進(jìn)行計(jì)算:
式中: W設(shè)、W參為設(shè)計(jì)流域和參證站年徑流量;F設(shè)、F參為設(shè)計(jì)流域和參證站的流域面積。
經(jīng)計(jì)算猛柱山水電站壩址處多年平均徑流量10.0億m3,《項(xiàng)目初設(shè)報(bào)告》中壩址處多年平均徑流量10.5億m3,本次計(jì)算值與初設(shè)計(jì)算值比較偏小5.0%,經(jīng)比較相差不大,為保證計(jì)算結(jié)果的一致性,故采用初設(shè)中的數(shù)據(jù)。
2.3.3 設(shè)計(jì)年徑流的年內(nèi)分配
(1)多年平均徑流量年內(nèi)分配
猛柱山水電站壩址多年平均徑流的年內(nèi)月分配根據(jù)南寬坪站1959~2011年徑流年內(nèi)月分配系數(shù)進(jìn)行計(jì)算,其多年平均徑流量的年內(nèi)分配。
(2)典型年徑流量年內(nèi)月分配
根據(jù)典型年的選擇原則,15%、50%、85%典型年分別選擇2003和2009及2002年,據(jù)此計(jì)算的猛柱山水電站壩址不同頻率設(shè)計(jì)年年內(nèi)分配。
(1)選用的參證站南寬坪水文站為國家設(shè)立的基本測站,徑流資料系水文專業(yè)隊(duì)伍按流量測驗(yàn)規(guī)范實(shí)測的資料,并按照國家水文資料整編規(guī)范進(jìn)行了計(jì)算、分析和整編,其資料成果經(jīng)過省級水文部門和流域機(jī)構(gòu)組織的審查,具有較高的精度和可靠性。
(2)南寬坪水文站徑流資料系列長,包括多個(gè)豐、平、枯水段,且分布基本對稱,其累計(jì)統(tǒng)計(jì)參數(shù)值已趨于穩(wěn)定。因此,資料系列具有較好的代表性。
(3)采用南寬坪水文站1959~2011年共53年徑流資料計(jì)算的金錢河猛柱山電站壩址處多年平均徑流量為10.5億m3,折算成徑流深為261.6mm,用《商洛地區(qū)實(shí)用水文手冊》中年徑流深等值線圖查算的壩址處多年平均徑流深為285.0mm,水文比擬法計(jì)算的成果與水文手冊計(jì)算成果相比,小23.4mm,誤差為-8.2%。經(jīng)查原因,商洛水文手冊1986年編寫完成,資料系列只有24年,資料系列短,代表性較差。