瑤鎮水庫初步設計報告(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 從表 2— 2 可以看出降雨大，徑流不一定大，說明降雨和徑流關系不密切，對于瑤鎮水庫所控制這種風沙草灘區流域，由于受地形、地貌、地質條件的限制，降雨和徑流建立不起來相關關系。不 25 能用降雨資料來延長 10 年實測徑流資料的系列 b)利用瑤鎮水庫以下 4km 處省水文站設的公草灣雨量站， ～ （水文年）共 31 年雨量資料進行代表性分析。經計算該站多年平均降水量為 377mm，與觀測流量時段相同的十年平均降雨量為 344mm，說 明觀測流量的十年屬枯水時段。 c) 用高家堡水文站年徑流量的長系列進行代表性分析 高家堡 1966 年設站，已搜集到 1992 年，共計 27 年徑流資料，多年平均徑流量為 億 m3。與烏雞灘觀測斷面時段相同的年份為1984～ 1992 年，這 9 年平均徑流量為 億 m3，是高家堡 27 年平均年徑流量的 %。也說明該時段為偏枯時段， 根據上面的分析，可以得出利用烏雞灘測流斷面的流量資料進行徑流計算是偏于安全的。 徑流計算 根據取水斷面與烏雞灘斷面實測流量比系數，瑤鎮水庫為烏雞灘的 倍，考慮安全裕度取 倍，利用烏雞灘斷面實測系列推求瑤鎮水庫徑流系列，求得瑤鎮水庫 10 年平均徑流量為 =9125 萬 m3。詳見 表 2表 24。 根據瑤鎮水庫徑流系列進行頻率計算，計算得到 Cv=，采用 Cv=， Cs=，頻率曲線及結果見 圖 21。 26 表 23 禿尾河岔口 (烏雞灘 )月徑流量統計表 年份 七月 八月 九月 十月 十一月 十二月 一月 二月 三月 四月 五月 六月 合計 1984~1985 1985~1986 1986~1987 1987~1988 1988~1989 1989~1990 1990~1991 1991~1992 1992~1993 1993~1994 平均 表 24 瑤鎮水庫月徑流量統計表 年份 七月 八月 九月 十月 十一月 十二月 一月 二月 三月 四月 五月 六月 合計 1984~1985 795 878 855 915 857 896 922 843 936 910 929 901 10637 1985~1986 932 1004 944 1006 926 905 950 861 952 905 876 867 11128 1986~1987 810 812 949 977 883 730 733 667 772 898 881 871 9983 1987~1988 804 857 766 786 828 854 803 756 867 804 840 732 9697 1988~1989 748 841 814 875 813 823 774 715 770 652 661 654 9140 1989~1990 604 589 597 635 629 652 688 591 670 667 698 595 7615 1990~1991 732 686 695 702 822 791 761 675 764 824 855 736 9043 1991~1992 653 640 608 697 681 698 717 665 737 673 621 568 7958 1992~1993 550 635 642 672 669 658 661 595 643 644 650 659 7678 1993~1994 654 701 675 720 692 697 713 653 732 717 727 689 8370 27 平均 9125 28 29 計算成果合理性分析 按跌水崖電站運行成果來分析結果的合理性，電站 71～ 78 年建成并發電，根據機組出力與水量關系曲線，求得引水流量。 豐水年： ～ m3/s，按 m3/s 計算，年平均引水 10407 萬m3。 枯水年： ～ m3 /s，按 m3/s 計算，年平均引水 9776 萬m3。 平均為 10092 萬 m3，全年無棄水。 10092 萬 m3與 9125 萬 m3接近，跌水崖電站在瑤鎮水庫以下約4km，發電流量稍大于瑤鎮多年平均徑流量，認為計算成果合理。 洪水 暴雨和洪水特性 禿尾河流域屬溫帶半干旱大陸性氣候，四季分明。由于受地形和季風環流的制約，春冬季干燥少雨，氣溫升降快而不穩定，多風沙天氣；夏季炎熱多雨 ，且多以暴雨形式出現。神木縣以及陜北北部的風沙區是我省四個暴雨中心地區之一，短歷時暴雨出現頻次高，強度大。例如神木縣楊家坪 1971年 7 月 25日 24小時降雨 ；榆林市北部陜蒙交界處什拉淖 1977年 8月 1日 8小時降雨 1050mm。強度之大為陸上罕見，特別是汛期七、八月份暴雨是經常性的天氣現象，年降雨量的絕大部分由暴雨組成。但是風沙區由于受地形、地貌、下墊面條件的制約，尤其是禿尾河上游，暴雨雖多，卻很少 30 形成較大洪水， 瑤鎮水庫工程所在地，地處毛烏素沙漠邊緣，為風沙草灘地貌，地面廣布第四系沖洪積和風積沙 層，同時分布有較多的湖泊洼地，由地貌條件所決定，流域降雨絕大部分入滲于地表以下，經過有相當空間的第四系松散含水層的儲存，調蓄作用后排泄而形成的徑流，在年內、年際之間徑流量變化很小，非常穩定。因此由下墊面條件決定 禿尾河流域上游，暴雨雖多，卻很少形成較大洪水。 歷史洪水 1997 年陜西省榆林地區水電設計院到禿尾河上游進行過洪水調查，調查到禿尾河上游瑤鎮水庫壩址處 1954 年 7 月連續降七天發生較大洪水， 1995 年連續降雨十天發生特大洪水。經計算 1995 年 7月 31 日至 8 月 9 日發生的洪水大于 1954 年，其洪 峰流量為 13m3/s。 本次對原調查成果進行了復核，認為歷史洪水發生的年份可靠，洪峰流量數值合理。 洪水計算 工程所在地無實測洪水資料，計算可供選擇的參證站有本流域高家堡站，相鄰流域榆溪河榆林站和海流兔河韓家峁站。 由于高家堡以上有風沙區，又有丘陵溝壑區，丘陵溝壑區又為主要產洪區，用高家堡站資料推求與韓家峁站資料推求，當 P=%時高家堡為韓家峁的 倍，洪水勢必偏大，計算結果如下表 2— 5。 榆林站只有 8 年資料，代表性差，不能采用。 31 表 2—5 洪峰、洪量 頻率成果表 頻 率（ %） 1 2 5 10 20 重現期（年） 1000 500 200 100 50 20 10 5 高家堡站 洪峰流量（ m3/s） 4130 3658 3099 2693 2274 1736 1337 951 一日洪水總量 （百萬 m3） 三日洪水總量 （百萬 m3） 84 瑤鎮斷面 洪峰流量（ m3/s） 1480 1181 1000 870 734 560 432 307 一日洪水總量 （百萬 m3） 三日洪水總量 （百萬 m3） 18 韓家峁站雖離瑤鎮較遠，但它是風沙區唯一的水文站，氣象條件與下墊面和瑤鎮相似，故采用韓家峁作為參證站，進行洪水頻率計算，再以面積比擬法推求設計斷面不同頻率洪峰流量和一、三日洪水總量計算成果如下： 表 2—6 瑤鎮水庫 洪峰、洪量頻率計算成果表 頻 率（ %） 1 2 10/3 5 10 洪 峰 流 量（ m3/s） 267 227 177 139 104 79 62 36 一日洪水總量（萬 m3） 491 411 310 238 171 118 94 49 三日洪水總量（萬 m3） 756 643 499 393 296 224 179 106 計算成果合理性分析 上表 2— 6 計算成果為 1957—1988 年 32 年資料計算成果，采用以上計算成果理由如下： 32 ? 瑤鎮水庫所控制的流域內，有大小不等的小湖泊 20 多個，較大的湖泊水面面積 1km2多。 ? 韓家峁站 32 年洪峰平均流量 m3/s，但只有 64 年洪峰流量為 418 m3/s，韓家峁 64 年 7 月 5 日降水 ， 6 日洪峰 m3/s， 8 月 12 日降水 mm， 14 日降水 mm， 1 16 兩日沒有降水，而 8 月 16 日卻發生 418 m3/s 洪峰流量。分析結果認為該流域以上，有小湖泊決口或其它原因造成，并非降雨所致。去掉 8月 16 日洪水 418 m3/s，作頻率計算瑤鎮水庫洪峰洪量如表 2— 7。 表 2—7 洪水計算結果 頻 率（ %） 1 2 10/3 5 10 洪 峰 流 量（ m3/s） 135 103 85 73 60 54 44 32 一日洪水總量（萬 m3） 148 140 120 105 90 80 71 56 三日洪水總量（萬 m3） 292 266 232 206 179 165 146 120 ? 經調查榆林市圪求河李家梁水庫以上為沙漠區，也有以上類似情況 發生。 ? 瑤鎮水庫雖調查洪水不大，但也有小湖泊在暴雨時有決口的可能性，影響水庫的安全，故采用表 2—6 中洪水成果是可行的。 瑤鎮水庫設計洪水標準的洪水過程線見圖 2— 2。 33 泥沙 泥沙特性 瑤鎮水庫屬沙漠水庫，河水主要由沙漠滲水形成，通過 908 隊 34 觀測泥沙粒徑（平均粒徑為 ）較粗，泥沙主要為推移質和河床質泥沙，隨著流速的大小變化，推移質和河床質互為轉化。 泥沙計算 輸砂量計算 根據 908 隊在岔口斷 面的實測資料，瑤鎮水庫壩址處多年平均輸沙量計算如下。 壩址流域面積較岔口大 5%，泥沙相應按大 5%考慮，其值為101330 =，泥沙按 （孔隙率按 ，干容重按 kN/m3計）。 表 2—8 91 年岔口泥沙實測值 （ 908 隊觀測） 單位： t 月 名稱 1 2 3 4 5 6 7 懸移質泥沙 9246 7830 8735 10024 10469 9867 9329 續表 2—8 單位： t 月 名稱 8 9 10 11 12 年合計 懸移質泥沙 8902 7028 7282 6222 6396 101330 則年輸砂總量為： 247。 = 萬 m3 。 泥沙顆粒分析 根據 908 隊的實測泥沙顆分資料進行分析如下： 表 2—9 岔口九一年泥沙顆分資料 （ 908 隊觀測 ） 35 組 次 1 2 3 4 5 6 7 粒徑范圍 (mm) 1～ ～ ～ ～ ～ ～ 小于該范圍沙重（ %） 0 重量百分數 Pi 粒徑平均值 di(mm) dPj=??7171iiiPdp= 平均粒徑較粗屬細沙，其沉速ω =（ cm/s） 水文泥沙測驗站網及水情自動報測系統 瑤鎮水庫所控制流域面積內無水文站，只有圪丑溝雨量站。為了滿足建庫后水文預報、水庫調度和施工期洪水預報的要求，擬在回水末端設入庫水文站，在壩址下游設立出庫水位站，觀測降水、水位、流量、砂量等，為了增加水情信息傳遞擬在水庫管理部門設立信息處理系統和預報中心。 其它 水質 瑤鎮水庫屬于沙漠水庫，水庫所控制的流域為風沙草灘區，地 36 形平坦開闊，且分布有較多的湖泊洼地，降雨入滲系數大，河川徑流絕大部分由降雨入滲到沙漠，再由地下水排泄所形成，同時區內又無點源污 染，因此，該處河水比較清澈。根據水質監測資料分析，地面水的 PH 值為 ～ ，偏堿性，一般的化學指標，除 Mn、 Fe超出 地表水Ⅲ類標準外，其余項目均低于地表水Ⅲ類標準。這說明瑤鎮水庫附近天然狀態下的水質是可行的，適合一般的工業用水和農業用水。 水面蒸發 a）蒸發損失計算 據神木縣氣象站