梨園水電站庫區航運碼頭設計特征水位研究分析

段家紅

（云南省港航投資建設有限責任公司，云南 昆明 650050）

1 基本情況

梨園水電站位于云南省麗江市玉龍縣（右岸）與迪慶州香格里拉縣（左岸）交界的金沙江中游河段，為金沙江中游河段規劃的一庫八級中的第三個梯級，上游與兩家人電站相銜接，下游為阿海電站。電站距離麗江市約180km，交通條件便利，地理位置優越。梨園水電站的開發任務以發電為主，兼顧防洪。電站建成后可發展旅游、庫內航運等，促進地區經濟、社會與環境的協調發展。

2 水庫特性分析

2.1 廠址水位流量關系曲線

梨園水電站采用堤壩式開發，壩后地面廠房。考慮到下游阿海電站水庫淤積回水對梨園水電站廠房尾水的影響，梨園水電站廠址的水位流量關系曲線采用阿海水庫15年淤積水平的一組水位流量關系曲線。梨園廠址水位流量關系曲線見圖1。

圖1 梨園廠址斷面水位流量關系曲線

2.2 梨園電站運行水位研究

梨園電站參與云南電網進行調峰運行時，水位消落劇烈，一周內基本完成一次蓄放過程，較好地體現了梨園電站的周調節性能。同時，當汛期來水較多時，梨園電站按預想出力發電，維持高水位運行，此時，電站在電網中承擔基荷，不參與電網調峰運行。

梨園水電站在7月份處于死水位1605m 運行，不具備調蓄能力，故一直維持該水位；在汛期其他月份，由于來水波動大，且水量充沛，進行調峰運行時動用的庫容相對枯期較大，水位消落較低。

3 梨園庫區泥沙淤積

根據昆明勘測設計院有限公司對工程區域運營幾十年泥砂淤積的運行成果，梨園上游翻壩碼頭靠近壩址，30年泥砂淤積較低，遠低于正常蓄水位1618m，泥砂淤積不會影響該碼頭的運行。庫尾的大具碼頭位于庫尾，距離壩址約50.3km，水庫運行10年、20年、30年淤積的深泓高程分別約為1588m、1593m、1598m，分別淤高了約16m、21m、26m，岸邊碼頭的淤積高程會較深泓點會高些，但估計對船只停靠碼頭影響不大。在碼頭運行后，應注意進行泥砂監測，根據監測情況進行相應的分析、處理。

圖2 梨園壩址淤積縱剖面

4 特征水位計算

4.1 計算原則和方法

本次梨園碼頭設計水位按照《內河通航標準》（GB50139-2004）、《內河航運工程水文規范》（JTS145-1-2011）的規定進行計算。計算方法采用推求庫區水面線，水面線計算采用數值方法求解一維恒定流方程組，基本方程如下。

碼頭設計低水位確定，按上游龍盤電站投入運行前和投入運行后兩種情況考慮，結合梨園水庫水位的運行特點，分為7月份、汛期（6月、8月～10月）和枯期（11月～5月）三個時段。龍盤電站投入運行前，碼頭設計低水位不考慮泥砂淤積，按規范要求的P=90%、P=95%、P=98%的不同保證率，計算三個時段壩前最低運行水位+相應保證率流量的水面線，取其下包絡線為沿程各碼頭的設計低水位；根據前期工作情況，龍盤電站按2030 左右投入考慮，梨園電站泥砂淤積水平按15年計，計算三個時段壩前最低運行水位+龍盤投入后梨園入庫流量的水面線，取其下包絡線為沿程各碼頭的設計低水位。

碼頭設計高水位的確定，計算水庫蓄水運行后P=33.3%、P=20%、P=10%、P=5%的頻率洪水回水，計算的起算水位為相應頻率的調洪高水位。回水計算時考慮水庫泥砂淤積的影響，泥砂淤積水平年20年和30年兩種工況。

4.2 特征水位計算

4．2．1 最低通航水位

梨園庫區碼頭設計低水位的回水計算考慮15年泥砂淤積水平。根據徑流調節計算成果，碼頭設計低水位的計算組合見表1。

表1 碼頭設計低水位的計算組合

經計算，碼頭最低通航水位計算結果如下。

圖3 最低通航水位下包線計算結果（15年淤積工況）

4．2．2 最高通航水位

梨園庫區碼頭設計高水位計算考慮泥沙淤積，泥砂淤積水平為20年和30年。

根據可研設計調洪計算成果，P=33.3%、P=20%、P=10%、P=5%的頻率洪水調洪高水位均為1618m，20年淤積水平回水計算成果見表2。

表2 庫區頻率洪水回水水面線（20年淤積）

經計算，碼頭最高通航水位計算結果如下。

圖4 最高通航水位下包線計算結果（20年淤積工況）

5 結論

本文以金沙江段中游梨園水電站庫區航運碼頭所在航段的基礎資料基礎上，對其特征水位進行了研究分析，研究結果如下：

（1）根據昆明勘測設計院有限公司對工程區域運營幾十年泥砂淤積的運行成果，從泥砂淤積角度分析，30年泥砂淤積遠低于正常蓄水位1618m，不會對梨園上游翻壩碼頭運行產生影響；大具碼頭位于庫尾，距離壩址約50.3km，水庫運行10年、20年、30年淤積的深泓高程分別約為1588m、1593m 和1598m，分別淤高了約16m、21m 和26m。

（2）碼頭設計低水位考慮梨園電站15年泥砂淤積水平，計算三個時段壩前最低運行水位+龍盤水庫投入后梨園水電站各時段最小入庫流量的水面線，取其下包絡線為沿程各碼頭的設計低水位。考慮梨園庫區碼頭建設是否提供夜間通航兩種不同工況，兩種工況下，梨園上游翻壩碼頭的設計低水位均為1605m；考慮夜間通航時，大具碼頭的設計低水位為1605.89m，考慮夜間不通航時，大具碼頭的設計低水位為1606.52m。

（3）碼頭設計高水位的確定，考慮泥砂20年、30年兩種淤積水平，計算水庫蓄水運行后P=33.3%（Qm=5800m3/s）、P=20%（Qm=6580m3/s）、P=10%（Qm=7540m3/s）、P=5%（Qm=8440m3/s）的頻率洪水回水。20年泥沙淤積水平P=33.3%、P=20%、P=10%、P=5% 回水位別為1625.90m、1626.90m、1627.77m、1628.73m。梨園上游翻壩碼頭20年泥砂淤積上述頻率的回水位為1618m。