黃金坪水電站設計洪水

樊明蘭，夏傳清，潘燕芳

(中國水電顧問集團成都勘測設計研究院，四川 成都 610072)

1 前 言

黃金坪水電站系大渡河干流水電規劃調整推薦“三庫22級”開發方案的第11個梯級電站，位于四川省康定縣姑咱鎮上游約3.2km河段，上游與長河壩水電站銜接，下游為瀘定梯級，壩址控制集水面積為56 942km2。水庫總庫容1.4億m3，具有日調節性能。樞紐工程由瀝青混凝土心墻堆石壩、左岸溢洪道、泄洪放空洞壩身泄洪，左岸地下引水發電系統及右岸生態機組電站等建筑物組成，最大壩高95.5m。大壩設計標準500年一遇、校核標準5000年一遇。黃金坪水電站上游雙江口、長河壩水電站正在興建中,對黃金坪水電站設計洪水有一定的影響。

2 流域概況

大渡河是岷江的最大支流，流域位于東經99°42′～103°48′、北緯28°15′～33°33′之間。有東西兩源，東源為足木足河，為主流；西源為綽斯甲河。兩源在雙江口匯合，由北向南流至石棉折向東流，于樂山市注入岷江。干流河道全長1 062km，流域集水面積為77 400km2。在黃金坪水電站下游有瀘定水文站，控制集水面積58 943km2；黃金坪水電站～瀘定水文站之間僅有較大支流瓦斯河，設有康定水文站，控制集水面積1 354km2。兩水文站資料已插補延長和多次復核,水文系列為1952～2006年，可為黃金坪水電站的勘測設計提供翔實、可靠的水文資料。大渡河流域水系及黃金坪水電站位置見圖1。

3 暴雨洪水特性

大渡河流域暴雨最多發生在大渡河下游地區，其次是大渡河中游田灣河～松林河～南椏河中上游～尼日河上游一帶。大、暴雨一般發生在5～9月，暴雨量占全年的73%～85%。一次降雨過程為3d左右，兩次連續過程為5d左右或更長，主雨段多在1～2d，且多夜雨。大渡河上游地區很少出現暴雨，最大日降水量在30～70mm，中、下游地區最大日降水量在100mm以上，下游的沙灣和初殿雨量站，最大日降水量分別為439.6mm和300mm。影響大渡河流域降雨最主要的天氣系統是西風槽、切變線和低渦。大渡河流域的水汽源地主要在孟加拉灣，其次是南海北部灣和阿拉伯海。

大渡河洪水主要由降水形成，年最大洪峰流量出現在汛期6～9月，多出現在6、7月份，以7月份出現的機會最多，約占50%，8月份發生的機會較少，約占10%，9月份又相對較多，約占20%。由于流域面積較大，支流多沿干流對稱發育、匯流不集中、植被較好有利于下滲和滯流等，洪水過程多呈復峰型且漲落緩慢，具有峰低、量大、歷時長的特點。

大渡河流域一次洪水過程約15d ,其中7d洪量占15d洪量的53%以上,3d洪量占7d洪量的48%以上,1d洪量占3d洪量的35%以上。

圖1 大渡河流域水系及水文站網分布

4 設計洪水

4.1 歷史洪水

自1956年以來，為滿足大渡河流域規劃及梯級電站設計需要,成都院在大渡河流域先后進行過多次歷史洪水調查,并對重點年份進行了多次復查和補充調查，大渡河流域各河段各次歷史洪水年份、量級和序位已基本查清。

黃金坪水電站所涉及的歷史洪水調查成果見表1。

黃金坪水電站1904年歷史洪水洪峰、各時段洪量采用大金、瀘定站區間面積比內插法計算，計算成果見表2。歷史洪水重現期同瀘定水文站。

4.2 天然設計洪水

4.2.1 黃金坪水電站年最大洪水系列生成

黃金坪水電站年最大洪峰流量及各時段洪量采用瀘定站洪水過程減去區間相應洪水過程的方法計算，區間洪水采用康定站相應洪水模數放大而得，康定站至瀘定站洪峰傳播時間經分析取3h。計算公式為：

表1 黃金坪水電站涉及的歷史洪水調查成果

注：丹巴水文站1904年歷史洪水洪峰流量根據大金、瀘定水文站該年歷史洪水成果按區間面積比內插推算為6 990m3/s；歷史洪水重現期參照瀘定河段的調查情況確定，為201年。

表2 黃金坪電站歷史洪水成果

按上式將瀘定站實測洪水過程與以康定站為典型的區間洪水過程疊加，可得到壩址1952～2006年年最大洪峰及各時段洪量系列。

4.2.2 黃金坪水電站設計洪水計算

表3 黃金坪水電站設計洪水成果

圖2 黃金坪水電站年最大洪峰頻率曲線

圖3 黃金坪水電站各時段洪量頻率曲線

黃金坪水電站設計洪水隨統計時段的增長Cv值減小,符合一般變化規律；上下游對比,Cv從上游丹巴至下游農場逐漸變小，農場以下逐漸受青衣江暴雨區波及影響，Cv開始回升，符合流域暴雨洪水特性。因此電站設計洪水統計參數是合理的。

4.3 受上游水庫影響黃金坪水電站設計洪水分析

黃金坪水電站為大渡河干流開發的第11個梯級，位于該電站上游雙江口、長河壩水庫具有一定的洪水調節作用，應分析兩者對黃金坪水電站設計洪水的影響。

根據對雙江口、長河壩水電站1992年和1981年典型天然情況設計洪水過程線水庫調洪結果，以1981年的對工程更為不利，故本文采用1981年典型調洪結果。

采用雙江口水電站PMF、1000年一遇的1981年典型洪水過程線，經水庫調洪后的出庫流量過程演算到長河壩壩址，與區間相應洪水過程疊加，推算出受雙江口水庫影響的長河壩水電站校核標準PMF、設計標準1000年一遇的設計洪水過程(見表4)。

雙江口水庫調洪對長河壩水電站校核標準、設計標準的設計洪水有很小的削峰作用，削減幅度在3%以內(見表4)。故長河壩水電站采用天然設計洪水成果。

采用長河壩水電站天然情況下5000年一遇、500年一遇的1981年典型設計洪水過程，經長河壩水庫調洪后的出庫流量過程演算到黃金坪壩址，與區間相應洪水過程疊加，即推算出受長河壩水庫影響的黃金坪水電站校核標準5000年一遇、設計標準500年一遇的設計洪水過程，成果見表5。

表4 受雙江口水庫影響的長河壩水電站設計洪水成果 m3/s

表5 受長河壩水庫影響的黃金坪電站設計洪水成果 m3/s

長河壩水庫調洪僅對黃金坪水電站校核標準的設計洪水有較小的削峰作用，削減幅度5%以內；對黃金坪水電站設計標準洪水無削減作用(見表5)，因此，可以認為雙江口和長河壩水庫調洪對黃金坪水電站設計洪水皆無較大影響，故黃金坪水電站采用天然設計洪水是合適的。

5 結束語

黃金坪水電站為大渡河干流開發的第11個梯級,上游在建的大型水庫有雙江口、長河壩等水庫,其設計洪水地區組成較為復雜。通過對大渡河流域暴雨洪水特性,定量分析了上游梯級水庫對黃金坪水電站設計洪水的影響，為工程優化設計提供了科學依據。