某水庫建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告(參考版)

　　

【正文】 （ 3）參證流域歷史洪水重現(xiàn)期確定 1） XX 白楊河 白楊河 1994 年洪峰流量 150m3/s 與 1918 年洪水調(diào)查。 木壘 河 1946 年洪水調(diào)查是在原水文站斷面以上 處進(jìn)行，根據(jù)調(diào)查河段河床組成及被調(diào)查對(duì)象敘述，將調(diào)查斷面分主槽和左右邊灘兩部分?jǐn)嗝妫渲谐鞑刍揪S持 1946 年洪水后形態(tài)，左右邊灘被后來幾次洪水沖深。其中 1946 年為調(diào)查洪水，其余年份為實(shí)測洪水。其中前兩次為調(diào)查洪水， 1996年為實(shí)測洪水。 1)白楊河歷史洪水 白楊河自有資料記錄以來先后共發(fā)生過兩場次較大洪水，分別是 1918 年、1994 年 7 月 15 日，其中 1918 年為調(diào)查洪水，其它為水文站實(shí)測。兩場洪水發(fā)生間隔為 20 年，經(jīng)仔細(xì)論證兩場洪水重現(xiàn) 期確定為二十一年一遇。 2)由調(diào)查訪問可斷定 2021 年洪水是 2021 年以后至今這時(shí)段中最大洪水。本次洪調(diào)斷面特征值及洪峰流量計(jì)算結(jié)果見表 242，圖 244~246。為了減少糙率選擇的任意性、增加糙率選擇的約束條件，在野外調(diào)查河 XX 水庫 可研 31 段均布設(shè)三個(gè)調(diào)查斷面，河床糙率及河段洪峰流量估算的近似方法如下： 32CCA32AACCA32BBRAnRAnnnR2?????????? AnB 32AABCABA32CCABBCRA)SS(3RRA)SS(3?????????? 式中： nA、 nB、 nC ………………………A 、 B、 C 斷面河床糙率 SAB、 SBC、 SAC…………………… 各斷面間水面比降 RA、 RB、 RC……………………… 各斷面水力半徑（ m） AA、 AB、 AC……………………… 各斷面面積（ m2） 對(duì)任意給定 A 斷面糙率 nA，可由上式確定 B、 C 斷面河床糙率。調(diào)查報(bào)告主要內(nèi)容簡要介紹 見 表 241。 調(diào)查測量時(shí)河段內(nèi)布設(shè)上、中、下三個(gè)斷面，利用多斷面約束條件下的方法推算洪峰流量來確定河床糙率，其確定河床糙率值與鄰近 XX 白楊河站實(shí)測河床糙率相比較，最后選取 n = ，水面比降通過實(shí)測洪痕推算而得。 調(diào)查時(shí)河段內(nèi)布設(shè)上、中、下三個(gè)斷面，利用多斷面約束條件下的方法推算洪峰流量來確定河床糙率，其確定河床糙率 值經(jīng)與《洪水調(diào)查與計(jì)算》中糙率表相對(duì)照，選取 n= ，水面比降通過實(shí)測洪痕推算而得。 2021 年 7 月 17 日受大尺度天氣影響，引發(fā)天山北坡中段諸多河流及山洪溝發(fā)生大洪水，昌吉水文水資源勘測局于 2021 年 7 月 25 日組成調(diào)查組在 XX 縣水利局協(xié)作下，對(duì) 洪水進(jìn)行了調(diào)查。調(diào)查河段為單式斷面，河床由沙卵石組成 ，沖淤變化較大，斷面上下游植被良好。調(diào)查河段位于 XX 河測驗(yàn)斷面附近，斷面以上集水面積 176km2。 XX 河自有資料記錄以來先后共發(fā)生過二場次較大洪水，分別是 1987 年 7月 27 日、 2021 年 7 月 17 日，均為調(diào)查洪水。 歷史洪水 下面就設(shè)計(jì)流域與參證流域有關(guān)歷史洪水調(diào)查情況分別進(jìn)行介紹。 （ 3）混合型洪水由于對(duì)坡地的侵蝕作用強(qiáng)，含沙量大，更具危害性。混合型洪水主要特征綜合如下： 0501001500 20 40 60 80 100 120 140歷時(shí)( T )流量(m3/s)歷時(shí) (h) 圖 243 白楊河站 1996 年混合型洪水過程線 （ 1）其洪水過程線兼有季節(jié)性積雪融水及暴雨洪水雙重形態(tài)特征。 0 20 40 60 80 100 120 140歷時(shí)( h )流量(m3/s) 圖 242 白楊河站 1973 年春季融雪洪水過程線 混合型洪水 混合型洪水是高山區(qū)冰雪融水與暴雨洪水疊加而形成的洪水，混合型洪水因0 20 40 60 80 100 120 140 160 0 20 40 60 80 100 120 歷時(shí) (h) 流 量 (m3/s) XX 水庫 可研 29 其組合不同而兼有前兩種洪水的特征。洪水一般特點(diǎn)是歷時(shí)較長，過程平緩，洪峰流量不大。其洪水的主要特性是持續(xù)時(shí)間長、涉及的范圍廣、峰緩量大、日變化明顯、一日一峰，對(duì)于某個(gè)固定斷面峰、谷出現(xiàn)時(shí)間基本固定，很有規(guī)律。圖 241 是白楊河站 1994年 7 月 12 日 0 時(shí)至 16 日 20 時(shí)局地暴 雨洪水過程線圖。大尺度的天氣系統(tǒng)所形成暴雨過程降水量大，雨區(qū)范圍大，持續(xù)時(shí)間長，常常形成區(qū)域性暴雨洪水；中小尺度天氣系統(tǒng)形成的暴雨，降水歷時(shí)短，降水量集中，強(qiáng)度大，降水籠罩面積小。 由于項(xiàng)目區(qū)無實(shí)測洪水水文要素資料，本次選用相鄰流域 XX 白楊河洪水資料為例，對(duì) XX 河洪水特征進(jìn)行分析。 XX 河水庫壩址設(shè)計(jì)年徑流量年內(nèi)各月分配表 表 2312 年徑流量1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 (104m3)典型年 2021 年 2435設(shè)計(jì)年 1876占全年 % 100典型年 2021 年 2435設(shè)計(jì)年 31 47 1654占全年 % 100典型年 1991 年 55 54 127 48 1457設(shè)計(jì)年 39 1450占全年 % 100典型年 1991 年 55 54 127 48 1457設(shè)計(jì)年 1282占全年 % 1001990 徑流量 42 65 19332021 年 占全年 % 5 100項(xiàng)目月徑流量 (104m3)25%50%75%90% 洪水 洪水類型、成因及特征分析 XX 河流域洪水多發(fā)生于春季和夏季，一般以暴雨洪水為主。 根據(jù)以上三條原則，從 1990 年～ 2021 年 18 年有完整月年資料中分別選取2021 年為設(shè)計(jì)證率為 25%、 50%典型年， 1991 年為設(shè)計(jì)保證率為 75%和 90%的典型年。因此，本次推薦用此方法的計(jì)算成果 (見表 2311)。 采用《昌吉回族自治州地表水資源調(diào)查評(píng)價(jià)》 1956～ 2021 年多年平均徑流深等值線成果 (注：應(yīng)用時(shí)將成果進(jìn)行修正至 2021 年 )，統(tǒng)計(jì)參數(shù) Cv、 Cs 借用參證站的成果，該徑流深等值線圖依據(jù)新疆較大河流實(shí)測水文資料，且采用 1:25萬電子地圖作為繪制工作底圖，在精度的水平控制上充分考慮到參證站點(diǎn)與天然實(shí)測值相對(duì)誤差，因此在計(jì)算大流域河川徑流時(shí)精度較高，而計(jì)算小流域河川徑流時(shí)可能存在較大的誤差，只能作為參考。僅從兩流域的冰川分布（見表 2310）知，參證站的面積是設(shè)計(jì)站的 倍，而冰川儲(chǔ)量是設(shè)計(jì)站的 倍，流域內(nèi)的冰川儲(chǔ)量是一座巨大的 “高山固體水庫 ”，年消融量較穩(wěn)定，是河流徑流較穩(wěn)定的補(bǔ)給來源，因此，用模數(shù)法計(jì)算成果偏大，不符合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，因此不推薦此方法成果。 XX 河下壩址斷面不同保 證率設(shè)計(jì)年徑流量成果表 表 239 計(jì)算方法 統(tǒng)計(jì)參數(shù) 不同保證率設(shè)計(jì)年徑流量 (104m3) 均值 Cv Cs/Cv P=25% P=50% P=75% P=95% 頻率分析計(jì)算法 1764 2021 1683 1440 1204 模數(shù)法 5374 4737 4153 3401 長短系列比值法 1674 1876 1654 1450 1187 等值線法 2290 2567 2263 1983 1624 年徑流量合理性分析與成果推薦 根據(jù)以上四種方法，可以得到擬建 XX 河水庫各壩址處設(shè)計(jì)年徑流量成果，但各種結(jié)果是否符合 XX 河實(shí)際情況？現(xiàn)對(duì)此予以分析，確定一個(gè)合理的年徑流量值供擬建水庫工程設(shè)計(jì)使用。 XX 河測驗(yàn)斷面等值線成果表 表 237 計(jì)算項(xiàng)目 等值線數(shù)值 (mm) 300400 200300 150200 100150 50100 2550 1025 合計(jì) 計(jì)算面積(km2) 產(chǎn)流量(104m3) 2214 修正后 (修正系數(shù) ) 2293 XX 水庫 可研 25 XX 河測驗(yàn)斷面年徑流量統(tǒng)計(jì)參數(shù)及不同保證率設(shè)計(jì)年徑流量成果表 表 238 計(jì)算斷面 統(tǒng)計(jì)參數(shù) 不同保證設(shè)計(jì)年徑流量 (104m3) 均值 Cv Cs/Cv P=25% P=50% P=75% P=95% XX 河測驗(yàn)斷面 2293 2570 2265 1986 1626 XX 河設(shè)計(jì)年徑流計(jì)算 XX 河水庫下壩址位于 XX 河測驗(yàn)斷面以上 100m處， XX 河測驗(yàn)斷面集水面積為 ，下壩址以上集水面積為 。 p、 R 代 .p ……………… 設(shè)計(jì)站、參證站相應(yīng)頻率的徑流量 (104m3) F 設(shè) 、 F 代 ……………… 設(shè)計(jì)站、參證站相應(yīng)的集水面積 (km2) XX 河測驗(yàn)斷面不同保證率設(shè)計(jì)年徑流量成果表 表 235 計(jì)算斷面 不同保證率設(shè)計(jì)年徑流量 (104m3) P=25% P=50% P=75% P=95% XX 河測驗(yàn)斷面 5374 4737 4153 3401 （ 3）長短系列比值法 XX 河測驗(yàn)斷面有 19782021 年 30 年實(shí)測年徑流量系列，而與 XX 河年徑流量有成因聯(lián)系且同步性較好的白楊河站有 19642021 年 44 年年徑流量系列，以長短系列比值法推算出 XX 河測驗(yàn)斷面長系列均值，借用白楊河站年徑流系列Cv、 Cs，推算出 XX 河測驗(yàn)斷面設(shè)計(jì)年徑流量，見表 236。 X0= 1764 Cv= Cs=55 0050 0045 0040 0035 0030 0025 0020 0015 0010 005001000010 0099 .9 2 0099 .5 1 009998 2095 109058070602504030520 1010 205 502 1 001 2 0010 0010000 重 現(xiàn) 期頻 率 ( %)年徑流量 34 ( 10 m ) 圖 236 XX 河測驗(yàn)斷面年徑流量頻率曲線圖 XX 河測驗(yàn)斷面不同保證率設(shè)計(jì)年徑流量成果表 表 234 計(jì)算方法 統(tǒng)計(jì)參數(shù) 不同保證率設(shè)計(jì)年徑流量 (104m3) 均值 Cv Cs/Cv P=25% P=50% P=75% P=95% 頻率分析計(jì)算法 1764 2021 1683 1440 1204 （ 2）模數(shù)法 根據(jù)參證站白楊河站相應(yīng)不同頻率設(shè)計(jì)徑流量模數(shù)，分別乘以 XX 河測驗(yàn)斷面集水面積，可得 XX 河測驗(yàn)斷面的徑流量成果 (見表 335)，計(jì)算公式如下。 設(shè)計(jì)年徑流量 參證站設(shè)計(jì)年徑流計(jì)算 根據(jù)白楊河站 19642021 年 44 年徑流資料，經(jīng)過頻率計(jì)算 (見圖 235)，得到白楊河站斷面不同設(shè)計(jì)頻率年徑流量（見表 233）。 綜上所述，設(shè)計(jì)站 XX 河測驗(yàn)斷面相對(duì)于參證站白楊河站來說，其 1978～2021 年 30 年徑流系列處在一個(gè)枯豐交替年段，且年徑流枯豐周期均不完整，統(tǒng)計(jì)參數(shù)也未趨于穩(wěn)定，故系列代表性較差，需要進(jìn)行必要的插補(bǔ)延長，以提高系列的代表性。 XX 水庫 可研 21 1964 1974 1984 1994 2021年份∑(ki1)白楊河站二工河測驗(yàn)斷面驗(yàn)證線 圖 233 白楊河站年徑流量模比系數(shù)差積曲線 （ 3）參證站年徑流模比系數(shù)累積平均過程線分析 19641974198419942021年份模比系數(shù)累積平均值白楊河站二工河測驗(yàn)斷面驗(yàn)證線 圖 234 白楊河站年徑流量模比系數(shù)累積平均過程線 從圖 234 年徑流量模比系數(shù)累積平均過程線中可見：白楊河站年徑流系列模比系數(shù)累積平均過程線隨著年徑流量系列長度的增加，其變幅越來越小，當(dāng)該站年徑流量系列長度達(dá)到 37 年以上時(shí)，其模比系數(shù)累積