Kiubo瀑布景觀最小流量分析

余揚 中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司

1.KIUBO瀑布概述

Kiubo瀑布位于盧菲拉河中游，昆代隆古國家公園西北，地理位置介于東經24°24'38.6"～26°52'40.4"、南緯10°50'13.7"～8°28'1.6"之間。瀑布位于盧菲拉河左岸基尤博鎮和右岸穆薩比拉鎮之間。瀑布天然落差約35m，瀑布幕寬約200m。

瀑布上游河道多年平均流量多年平均徑流180m3/s，最枯月月平均徑流76m3/s。

根據剛果（金）國家環保規定，電站開發應按照多年平均流量的10%下放生態流量，即18m3/s。

圖1 景觀瀑布落差和每米寬需水量關系圖

表1 查算法計算瀑布景觀流量

2.Kiubo瀑布幕寬需水量測算

2.1 Kiubo瀑布水流查算

結合文獻，采用查算法和經驗法分別計算綜合分析后確定合理的Kiubo瀑布需水量，對Kiubo瀑布的流量進行驗證。

2.1.1 查算法

為確保瀑布幕寬具有足夠水量下泄，選取Kiubo瀑布分析幕寬需水量，因其寬度（高差35m，寬200m）已經超過園林設計瀑布景觀用水量查算表限值，所以應對原查算表進行展延：繪制瀑布落差和每米寬需水量關系圖（見圖1），建立冪函數相關方程，利用該方程進行延長。

表2 日本/中國經驗法計算瀑布景觀流量

依據上圖中冪函數方程，對應Kiubo 瀑布每米寬需水量為0.018m3/s，則最小總寬需水量為3.2m3/s。

2.1.2 經驗法

一是日本經驗法：瀑布高2m，以每米寬流量0.0083 m3/s為宜，據此推算Kiubo瀑布需水量為1.66m3/s。二是國內經驗法：以每秒每延長0.005～0.01 m3/s為宜，據此推算Kiubo瀑布需水量為2.0m3/s。

根據上述計算，瀑布最小景觀流量為3.5m3/s，結合當地環保生態要求，選取18m3/s為Kiubo瀑布的最小下放流量。

3.瀑布景觀規模計算

根據文獻資料，瀑布景觀的水力計算和瀑布形狀，規模相關。瀑布的規模主要由瀑布落差、寬度和形態決定。懸掛式按落差區分，大于3m落差為大型瀑布，其水流跌落過程中受空氣阻力影響會造成水流破裂。為保證景觀，瀑布瀑身厚度建議不小于3mm，其中懸掛式瀑布瀑身厚度與瀑布氣勢之間的關系見下表，而折線型瀑布所需的瀑身最小厚度為懸掛瀑布瀑身厚度的一半。

以此為依據，本次按照總寬需水量為18m3/s，計算Kiubo瀑布規模見表4。

綜合上述分析，計算得到Kiubo瀑布的景觀流量均在生態流量18m3/s 的控制范圍內，滿足環保和景觀需要。因此，采用生態流量18m3/s可以保證瀑布景觀需求。

表3 落差大于3m，跌落方式、瀑身厚度之間關系參考值

表4 瀑布厚度計算表

4.結論

作為國際水電站開發必須考慮的因素之一，減少對原生環境的影響往往至關重要。Kiubo瀑布具備良好的電站開發潛力以及旅游價值，對帶動當地經濟具有很好的促進作用，本文結合當地環保生態流量、瀑布幕寬需水進行分析計算，綜合確定Kiubo瀑布生態需水量為年均18m3/s，可在保障電站效益的同時保障瀑布景觀。