蘇巴姑水電站徑流復(fù)核分析

晉良輔

（上海勘測設(shè)計研究院有限公司四川分公司四川成都610094）

蘇巴姑水電站徑流復(fù)核分析

晉良輔

（上海勘測設(shè)計研究院有限公司四川分公司四川成都610094）

水電站設(shè)計中，徑流設(shè)計成果是電站裝機選擇的重要依據(jù)，對于已投產(chǎn)運營的電站年發(fā)電量偏小的問題，需從徑流復(fù)核出發(fā)，首先分析來水因素。本文以蘇巴姑電站徑流復(fù)核為例，采用多種方法對初設(shè)報告徑流成果進(jìn)行復(fù)核。結(jié)果表明，原設(shè)計徑流采用的樣本具有較好的代表性，徑流參數(shù)基本穩(wěn)定，2007年～2009年在整個年徑流系列中處于枯水段之中，而2011年是壩址流域近50年以來的枯水年。

水文分析；徑流復(fù)核；綜合修正系數(shù)；相關(guān)定線

1　工程概況

蘇巴姑水電站是古里溝一庫三級梯級開發(fā)的最下游梯級，電站位于四川省涼山彝族自治州昭覺縣境內(nèi)，工程開發(fā)任務(wù)為水力發(fā)電，電站裝機容量2×26MW，采用引水式開發(fā)，首部樞紐采用底格欄柵壩，洞內(nèi)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)庫容4.0萬m3，設(shè)計水頭1175m，屬亞洲第一。

古里溝是美姑河下游段右岸的支流，流域地理位置界于北緯27°50′～28°4′，東經(jīng)103°4′～103°16′之間，流域面積288km2。首部樞紐位于古里溝下游魯瑙依打溝匯口上游約800m，控制集水面積245.5km2；另外，于魯瑙依打溝溝口處取水引入壩前發(fā)電，取水口以上控制集水面積15.7km2。2007年11月28日，蘇巴姑水電站初步設(shè)計報告［1］通過審查，2011年初投產(chǎn)發(fā)電，商業(yè)運行一年后，業(yè)主反映機組的年利用小時數(shù)偏低。本文對降雨修正系數(shù)進(jìn)行復(fù)核，并結(jié)合水文站同步實測資料分析，采用多種方法計算壩址徑流。

2　電站設(shè)計徑流主要成果

初步設(shè)計采用美姑（一）站1959年～2005年共46年（水文年）徑流系列（包括2001年以后由美姑（二）站推算的資料）。分別進(jìn)行年、豐水期及枯水期平均流量頻率計算，按數(shù)學(xué)期望公式P=m/（n+1）×100%計算經(jīng)驗頻率，采用P-Ⅲ型曲線適線［2］確定統(tǒng)計參數(shù)。壩址徑流采用面積比和流域降雨修正的方法推算，降雨修正系數(shù)取值0.85，由此可得古里溝蘇巴姑水電站壩址和魯瑙依打溝取水口斷面多年平均流量分別為4.35m3/s和0.278m3/s。

3　徑流復(fù)核

3.1新增水文資料

美姑水文站，補充收集了2006年～2009年、2011年徑流資料，該站徑流系列延長到52年；古里溝水文站，于2006年4月21日在古里溝溝口設(shè)立，有2006年4月～2009年的整編成果；2011年6月16日在蘇巴姑電站沉砂池進(jìn)口閘斷面進(jìn)行測流，該日平均流量為1.54m3/s。3.2美姑水文站設(shè)計年徑流復(fù)核

根據(jù)美姑水文站1959年6月～2009年5月共50年（水文年）徑流系列，分別進(jìn)行各期平均流量計算，與初步設(shè)計相比較各時段均值基本一致，詳見表3-1。

表3-1　美姑水文站時段徑流復(fù)核表流量單位：m3/s

3.3蘇巴姑壩址徑流復(fù)核

3.3.1降雨修正系數(shù)分析

蘇巴姑水電站壩址位于美姑河下游右岸的古里溝，距美姑水文站近50km，美姑河流域徑流深有由上游向下游遞減的趨勢，與降水量的地區(qū)分布相一致，定性上古里溝的徑流深應(yīng)小于美姑站。因此，不宜僅按面積比直接移用美姑站徑流。本次采用最新出版的《四川省1956年～2005年平均年降水量等值線圖》對降雨修正系數(shù)進(jìn)行復(fù)核。從等值線圖可以看到年降水量在美姑河干流河源及支流年渣老河上游一帶為1400mm左右，至河口已降至700mm，美姑水文站以上流域基本都處在1000mm以上，而古里溝流域則由800mm至1200mm的等雨量線控制，經(jīng)量算美姑水文站以上流域和古里溝流域面平均年降雨量［3］分別以998mm和1160mm計，則降雨修正系數(shù)K=0.86，與初步設(shè)計采用的0.85基本一致。美姑河流域及周邊多年平均降雨量等值線圖見圖1。

圖1　美姑河流域及周邊多年平均降雨量等值線圖

3.3.2古里溝實測流量分析

圖2　美姑～古里溝年月徑流相關(guān)圖

古里溝站已具有2006年4月～2009年流量資料，使古里溝站與美姑站具有2006年4月～2009年共45個月的同期月平均流量，建立美姑站～古里溝站同期年、月徑流相關(guān)（見圖2），從點群分布來看，首先關(guān)系點大致分布呈帶狀，其中平、枯水分布相對較為集中，汛期則受上下游暴雨時空分布的不確定性而顯得較為散亂；其次幾乎所有的點都落在面積比線的下方，水量比明顯要小于兩者的面積比，這也充分說明了古里溝徑流計算如直接采用面積比由美姑站推算則會使成果偏大。從實測資料分析，兩站月徑流的比值在2006年～2009年3年間平均為0.104，比綜合修正系數(shù)（面積和雨量綜合修正系數(shù)K=0.179×0.85 =0.152）偏小。古里溝水文站通過與美姑站相關(guān)插補延長，加上實測年份（2006年～2009年）組成的1959年5月～2009年年、月徑流系列，其多年平均流量為4.03m3/s，2007年～2009年在整個系列中是偏枯的，3年實測的平均流量僅為3.29m3/s。

3.3.3壩址徑流推算

本次復(fù)核用兩種方法計算蘇巴姑水電站古里溝壩址和魯瑙依打溝取水口斷面多年平均流量。方法一與初設(shè)相同，即采用面積比和流域降雨修正的方法，即由Q壩=0.85 ×（F壩/F美）×Q美計算出壩址流量。本次增加了美姑站2006年6月～2009年5月的資料以后，計算結(jié)果與初設(shè)差別很小。方法二采用古里溝站經(jīng)插補延長后的系列按面積比計算出蘇巴姑壩址的徑流系列。對比兩種方法計算的蘇巴姑水電站壩址及魯瑙依打溝取水口各時段的徑流成果，可以看出方法一的計算結(jié)果大于方法二，見表3-2。

3.42011年來水量分析

美姑水文站2011年平均流量為17.4m3/s，僅占系列多年均值33.5m3/s的52%，是整個系列中的最小值。采用面積加降雨綜合修正的方法推算古里溝2011年年平均流量為2.64m3/s，也是系列中的最小值。

從古里溝水文站實測資料看，歷年實測最大斷面流量68.3m3/s，最小流量為0.49m3/s，說明該河由于流域比較小，洪枯差異相當(dāng)大；徑流年內(nèi)分配不均，6月～10月徑流占年徑流78.5%，11月至翌年5月占21.5%，其中最枯的2月僅占1.6%；徑流的年際變化也很大，特別是11月份變幅很大，這與干流不太一樣，詳見表3-3。設(shè)計院于2011年6月16日在蘇巴姑電站沉砂池進(jìn)口閘斷面測得流量為1.54m3/s，推算至溝口為1.81m3/s，也是歷年該月份的最低值，比實測年份5月的均值還小。

4　結(jié)語

1）本工程壩址徑流在初步設(shè)計時以美姑水文站實測徑流資料作依據(jù)站，采用面積和雨量綜合修正的方法計算，經(jīng)本次復(fù)核的降雨修正系數(shù)與初步設(shè)計采用的基本一致。

表3-2　蘇巴姑水電站時段徑流復(fù)核表流量單位：m3/s

表3-3　古里溝水文站2006年～2009年年、月平均流量表流量單位：m3/s

2）本次復(fù)核將美姑水文站的徑流系列延長至2009年后按照初步設(shè)計推算的方法計算的閘址徑流成果基本一致，說明原美姑水文站徑流采用的樣本具有較好的代表性，徑流參數(shù)基本穩(wěn)定。

3）由古里溝水文站實測流量分析，兩站月徑流相關(guān)在汛期受局地小氣候影響，點據(jù)散亂，偏離點群較多，平、枯期相對集中，總體相關(guān)關(guān)系尚可；月徑流比值在一個較大范圍內(nèi)變化，平均值小于綜合修正系數(shù)；由相關(guān)關(guān)系推算的閘址多年平均流量為要小于初設(shè)成果。

4）由美姑站2011年實測流量和蘇巴姑電站進(jìn)水口斷面實測流量分析，可認(rèn)為2011年是美姑河流域近50年以來的枯水年，古里溝水文站2007年～2009年在整個年徑流系列中也處于枯水段之中。陜西水利

［1］四川省清源工程咨詢有限公司.四川省涼山彝族自治州昭覺縣蘇巴姑水電站初步設(shè)計報告［R］.成都：四川省清源工程咨詢有限公司，2007.

［2］黃振平.水文統(tǒng)計學(xué)［M］.南京：河海大學(xué)出版社，2003.

［3］梁忠民，鐘平安，華家鵬.水文水利計算［M］.南京：中國水利水電出版社，2008.

（責(zé)任編輯：暢妮）

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