老撾南部水電開發(fā)的水文要素評估

[泰國] K.納帕拉薩旺

老撾南部水電開發(fā)的水文要素評估

[泰國] K.納帕拉薩旺

對老撾布拉萬高原無資料流域的降雨進行了評估。由于該地區(qū)降雨量大，地形條件有利，擬修建多座水電站工程，其中有一部分已經(jīng)建成。研究結(jié)果包括了高原地區(qū)流域的年降雨量和子流域的產(chǎn)流量，同時也對氣候變化影響下的水文要素變化趨勢進行了概述。

水電資源開發(fā)規(guī)劃；高原地區(qū)；流域降雨量；流量；老撾

季風(fēng)降雨覆蓋老撾東北和西南區(qū)域。國內(nèi)雨量充沛，尤其是布拉萬(Bolaven)高原南部地區(qū)。該地區(qū)流域高程變化大，水能資源豐富。以帕克松(Paksong)地區(qū)為代表,年降雨量非常大，達到3 000 mm。

為了全面評估老撾水電工程建設(shè)的潛能，掌握工程流域的水文資料和流域特點很有必要。可靠的水文預(yù)估對于工程的可行性研究十分關(guān)鍵。

1 布拉萬高原氣候特征

布拉萬高原是老撾南部的一片抬升區(qū)，其大部分位于占巴塞(Champasak)省，邊界延伸到了塞公(Sekong)省和阿速坡(Attapeu)省。高原介于沿越南東部邊境分布的安南(Annamite)山脈和西部的湄公河之間，海拔約1 000 ～1 350 m。

在高原區(qū)的帕克松和低地的巴色(Pakse)等幾個觀測站有氣溫記錄。對1992～2006年同時期的巴色和帕克松觀測站的月平均氣溫進行了統(tǒng)計。

帕克松觀測站的氣溫數(shù)據(jù)記錄顯示，最高月平均氣溫出現(xiàn)在每年的3月和4月，氣溫為26.1℃～26.3℃；最低月平均氣溫出現(xiàn)在12月和1月，氣溫為9.9℃～11.4℃。年平均氣溫19.5℃。

巴色觀測站有1971～2006年的觀測記錄，最高月平均氣溫為34.9℃～35.2℃，出現(xiàn)在3月和4月；最低月平均氣溫出現(xiàn)在12月和1月，其間，月平均氣溫為18.6℃～18.8℃。年平均氣溫27.5℃。

表1列出了巴色(100 m的A類蒸發(fā)皿)和帕克松(1 280 m的A類蒸發(fā)皿)的蒸發(fā)記錄。從表1可以看出，巴色低地的蒸發(fā)率要高于布拉萬高原帕克松的蒸發(fā)率。

表1 巴色和帕克松記錄氣象資料

2 已建和擬建的水電工程

布拉萬高原的第一座水電工程是賽德(Xeset) 1級水電站，為徑流式電站，于1991年投入運行，裝機容量45 MW。

賽德2級電站廠房裝有2臺發(fā)電機組，單機容量38 MW，平均發(fā)電量約為309 GW·h。此外，賽德2級電站為徑流式電站，從匯塔彭(Houay Tapoung)河引水至賽德水庫。工程建設(shè)始于2005年，并于2009年竣工。

會賀 (Houay Ho) 水電站裝機152 MW，于1999年投入商業(yè)運營。會賀水庫庫容5.27億m3，位于高原西部。電站的總水頭為775.5 m。

色勒摩(Xenamnoy)1級水電工程于2003年開始發(fā)電。該電站位于阿速坡省和塞公省之間的色勒摩河上，裝機容量14.8 MW，預(yù)期年發(fā)電量可達110 GW·h。

會蘭龐雅(Houay Lamphan Gnai)水電站是布拉萬高原上的1座蓄水式水電站，庫容約為1.5億m3。電站使用布拉萬懸崖形成的612 m總水頭發(fā)電。裝機容量88 MW，年均發(fā)電量為480 GW·h。

另有3項工程正在建設(shè)中。賽德3級水電站位于現(xiàn)有的賽德1級和賽德2級電站上游，為徑流式電站，裝機容量16 MW。該電站正在施工中，2016年完工。色卡丹(Xekatam)1級電站和色卡丹2級電站位于色卡丹河與色勒摩河的交匯處，計劃從色勒摩河向色卡丹河調(diào)水，總裝機容量21 MW，將于2017年竣工。

色邊-色-勒摩(Xepian-Xe-Namnoy)工程包括3座大壩：邁城河(Houay Makchan)大壩、色邊大壩和色勒摩大壩。水庫庫容約10.43億m3。約10億m3的庫容從邁城河大壩以及色勒摩水庫所在的色邊流域獲得。位于谷底的廠房裝機容量410 MW，可利用水頭630 m。水庫中的水經(jīng)尾水渠流入塞公河。該工程目前正在興建中，計劃于2019年竣工。

布拉萬高原上即將開展的另一大型水電工程是色邊-索伊河(Xepian-Houay Soy)項目。這一裝機115 MW的電站預(yù)計將位于色邊河和索伊河的交匯處附近。工程將索伊河中的水導(dǎo)入色邊水庫。除該工程外，還有一座中小型電站將建在這一區(qū)域附近。表2為已建和擬建的水電工程。

3 年降雨量評估

老撾南部的熱帶季風(fēng)氣候最典型的特征是旱雨季分明。雨季從6月持續(xù)到11月，旱季從12月持續(xù)到來年5月。雨季降雨主要來自西南季風(fēng)的對流風(fēng)暴(雷暴)。當(dāng)季風(fēng)抵達布拉萬高原時，它已橫穿了泰國平原，空氣中的部分水分已經(jīng)散失。而氣流靠近布拉萬高原時被迫抬升，強降雨也隨之而來。

表2 已建和計劃中的水電工程

季風(fēng)強度是影響流域年徑流量的主要因素。但是季風(fēng)降雨和溫帶氣候的中鋒面降雨的空間形態(tài)并不一致。地形雨發(fā)生在濕空氣向高地爬升的過程中。空氣在爬升過程中逐漸冷卻，水蒸氣凝結(jié)形成雨滴，朝迎風(fēng)面降落。高地的另一側(cè)則降雨稀少，通常稱作背風(fēng)面。因此該地區(qū)的降雨受空間布局影響較大。

布拉萬高原對氣候的局部影響造成了巴色和帕克松地區(qū)降雨量的明顯不同。如前所述，地形效應(yīng)導(dǎo)致帕克松地區(qū)的年降雨量顯著增大，布拉萬高原最大降雨量的記錄即出現(xiàn)在該地區(qū)。沿高原往東，年均降雨量迅速減少。如帕克松東邊9 km外的倫茵(Nonghin)，其年均降雨只有2 700 mm，而18 km外的尼空34(Nikhom34)則只有2 500 mm。

為了理解該流域及周邊地區(qū)的的水文條件，搜集了大量相關(guān)的水文資料。研究地區(qū)的雨量站分布見圖1。降雨數(shù)據(jù)的可靠性通過繪制雙累積曲線校核，結(jié)果表明，1990～2003年每個雨量站測得的降雨數(shù)據(jù)具有一致性。

圖1 研究地區(qū)附近的雨量站位置

研究地區(qū)的氣候受季風(fēng)影響。像亞洲其他熱帶地區(qū)一樣，年降雨量受海拔及風(fēng)向影響很大，海拔與方位是另外兩大重要因素。如圖2所示，在1 200 m海拔高度上，迎風(fēng)區(qū)的降雨量達到3 500 mm/a，而背風(fēng)區(qū)只有2 500 mm/a。

表3匯總了布拉萬高原和湄公河平原的年均降雨量的區(qū)域變化情況。分析了13個雨量站的年降雨量，根據(jù)地理位置及海拔的不同，年均降雨從1 914 mm到最大值3 591 mm不等。圖2顯示了布拉萬高原降雨量與海拔間的關(guān)系。

表3 布拉萬高原降雨量

圖2 布拉萬高原降雨-海拔關(guān)系

4 年徑流量評估

利用1996～2012年間記錄的觀測數(shù)據(jù)對賽德1級電站來流進行分析。結(jié)果顯示，在這325 km2的流域范圍內(nèi)，年均產(chǎn)流4.86億m3，降雨量達1 495.6 mm。

會賀流域面積195 km2，從1995年起在壩址處對徑流數(shù)據(jù)進行了觀測。1995～2003年的記錄數(shù)據(jù)顯示年均徑流量為1 308 mm。然而，利用該流域的徑流與降雨關(guān)系，會賀水文評估報告將徑流數(shù)據(jù)從9 a外推至52 a后 。在此基礎(chǔ)上，計算出的年均徑流量為1 334 mm。

采用“徑流模型”生成一系列徑流數(shù)據(jù)，用于色邊-色-勒摩水電工程的可行性研究。生成的1950～2006年的數(shù)據(jù)顯示，色勒摩的年均徑流量為1 512 mm，而色邊的為1 591 mm。

表4和圖3示出了高原水電工程的年降雨量與年均徑流量之間的關(guān)系。徑流系數(shù)為0.59～0.64。

表4 布拉萬高原的年徑流量

圖3 布拉萬高原工程年均降雨量與年均徑流量關(guān)系

5 成 果

將降雨-海拔公式應(yīng)用于布拉萬高原的子流域，結(jié)果顯示位于迎風(fēng)側(cè)索伊河和邦令河(Houay Banglieng)的上游地區(qū)，海拔高于1 000 m，降雨強度最大，年均降雨超過3 200 mm。

色勒摩河是布拉萬高原上的一條主要河流。包括會賀地區(qū)在內(nèi)的年均降雨量為2 200～2 400 mm。然而色卡丹上游和邁城河流域的年降雨超過2 400 mm。布拉萬高原各子流域的預(yù)估年均降雨量如圖4所示。

研究了高原上各工程所在地的年均降雨量與年均徑流量之間的關(guān)系，以便對各子流域的平均徑流量作出預(yù)估。圖5為布拉萬高原上的單位產(chǎn)水量。色勒摩河(包括會賀地區(qū))的單位產(chǎn)水量40～45 L/s/km2。降雨強度最大的地區(qū)在索伊河和邦令河的上游，其單位產(chǎn)水量超過60 L/s/km2。

圖4 布拉萬高原年均降雨量

圖5 布拉萬高原子流域的單位產(chǎn)水量

6 氣候變化

包括聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)出版物在內(nèi)的國際研究，將人類排放的溫室氣體作為導(dǎo)致當(dāng)今全球變暖趨勢的一個重要因素。報告稱全球地面平均溫度在過去的100 a中上升了0.74℃。氣溫升高是直接或間接影響其他水文要素的主要因素之一，這些水文要素包括濕度、蒸散發(fā)、降雨以及風(fēng)等，對大壩設(shè)計及發(fā)電方面的水文研究至關(guān)重要。為了確保工程的可持續(xù)性，必須考慮氣候變化所帶來的影響，這對使用期超過100 a的水電工程尤為必要。

7 結(jié) 語

本文的研究成果顯示，得天獨厚的水文條件以及巨大的海拔落差使得布拉萬高原蘊含著巨大的水能資源。但高原上仍然有許多無觀測資料的流域(子流域)。為了評估這些地區(qū)的年均降雨量，從高原上以及湄公平原的各個雨量站搜集數(shù)據(jù)，結(jié)果表明,海拔和方位對年降雨量影響很大。因此本文的研究通過觀測到的降雨與流域海拔之間的關(guān)系來預(yù)估年均降雨。通過年降雨量與徑流量間的關(guān)系對布拉萬高原流域徑流單位產(chǎn)水量進行預(yù)估。

米博宇 陳 欣 譯

(編輯：李 慧)

2016-07-26

1006-0081(2016)12-0025-04

P331

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