锦屏二级水电站引水隧洞施工技术
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1.3 水文气象

1.3.1 自然地理概况

雅砻江流域位于青藏高原东部,东西两侧分别与大渡河、金沙江相邻,北与黄河上游分界,地理位置在东经96°52′~102°48′,北纬26°32′~33°58′之间。

雅砻江是金沙江第一大支流,发源于青海省玉树县境内的巴颜喀拉山南麓,自西北向东南流,经雅江至洼里后折向东北绕锦屏山至巴折形成长约150km的大河弯,巴折以下向南流,在攀枝花市下游的倮果注入金沙江。干流全长1570km,流域面积约13.6万km2

锦屏二级水电站位于四川省凉山彝族自治州木里、盐源、冕宁三县交界处的雅砻江干流锦屏大河湾上,利用大河湾的天然落差截弯取直、引水发电。闸址位于雅砻江锦屏大河弯西端的猫猫滩,上距锦屏一级坝址约7.5km,控制集水面积102663km2,厂址位于雅砻江锦屏大河弯东端的大水沟,集水面积108908km2

1.3.2 水文气象观测情况

雅砻江流域气象观测以西昌、甘孜探空站最早,至1960年气象站已达15个。流域内现有雨量站点90处,洼里(三滩)水文站以上26处。为锦屏工程设计需要,成都勘测设计研究院有限公司于1989年7月在闸址区设立洼里(三滩)专用气象站,华东勘测设计院有限公司于1992年2月在厂址区设立大水沟专用气象站,两站观测项目齐全。

本流域复杂的地形地势条件使得立体气候特征明显,因此,锦屏二级西端闸区、东端厂区各气象要素特征分别根据距工程区最近的洼里(三滩)、大水沟专用气象站观测资料统计。

雅砻江流域水文测验以雅江最早,之后陆续在干支流设立甘孜、洼里、泸宁、小得石、呷姑、湾滩等基本控制站,至1960年初步形成水文站网。1984年后又在支流小金河、九龙河增设列瓦水文站和乌拉溪水文站。

闸址上游洼里(三滩)站、厂址上游泸宁站及闸址—厂址最大支流九龙河控制站乌拉溪经雅砻江有关梯级各设计阶段分析检查、复核和必要修改,基本资料完整合理,满足水文规范要求。锦屏二级水电站设计所需水文成果主要依据上述水文站资料分析。

1.3.3 气象

据洼里(三滩)专用气象站截止到2001年的资料统计,多年平均年降水量787.6mm,年降水主要集中在5—10月,占全年降水量的74.2%。历年最大一日降水量87.7mm。

闸区多年平均气温17.2℃,极端最高气温39.7℃,极端最低气温-3.0℃;多年平均水温12.2℃,历年最高水温20.6℃,历年最低水温3.4℃。多年平均相对湿度为68%;多年平均蒸发量1825.2mm;多年平均风速1.5m/s,最大风速13.0m/s。

各气象要素特征值见表1.1。

表1.1 锦屏二级闸区(洼里、三滩站)气象要素特征值表

1.3.4 径流特性

本流域径流主要来源于降水,径流年内、年际变化及地区分布与降水时空变化基本一致。雅江以北地区,降水量较少,多年平均年径流深为315.6mm;雅江—洼里之间处于中段暴雨地区,雨量增多,多年平均年径流深为484.8mm;洼里-小得石区间处于下段暴雨区,雨量更加丰沛,多年平均年径流深为981.3mm。

本流域面积大,植被良好,对径流起到一定的调蓄作用,径流年内丰枯变幅较小、年际变化不大。据洼里(三滩)站1953年6月至2003年5月径流系列统计,多年平均流量为1220m3/s。丰水期为6—11月,主要为降雨补给,水量约占全年的82.1%,枯水期为12月至次年5月,主要由地下水补给,水量占全年的17.9%。最大年平均流量为1850m3/s(1965年6月至1966年5月),为多年平均流量的1.5倍,最小年平均流量为830m3/s(1973年6月至1974年5月),为多年平均流量的0.7倍。历年实测最大流量为8020m3/s(1980年8月18日),实测最小流量为236m3/s(1985年2月11日)。

1.3.5 洪水

1.洪水特性与成因

雅砻江流域洪水主要由暴雨形成。暴雨一般出现在6—9月,主要集中在7—8月。本流域6—9月为汛期,上游甘孜、雅江等站年最大洪水6月即可出现,中、下游各站年最大洪水多发生在7—8月。雅砻江主要测站年最大流量出现频次见表1.2。

表1.2 雅砻江主要测站年最大流量发生频次表

据实测资料统计,洼里(三滩)站年最大流量最早发生在6月(1994年6月21日,洪峰流量为4400m3/s),最晚发生在9月(1989年9月20日,洪峰流量为4660m3/s)。历年实测年最大流量的最大值8020m3/s(1980年8月18日),年最大流量的最小值为3050m3/s(1967年7月23日)。泸宁与洼里(三滩)相应,年最大流量最早发生在1994年6月21日,洪峰流量为4680m3/s,最晚发生在1989年9月20日,洪峰流量为5160m3/s。历年实测年最大流量的最大值8680m3/s(1954年8月2日),年最大流量的最小值为3210m3/s(1967年7月23日)。

雅砻江较大洪水多为两次以上连续降雨形成。洪水过程多呈双峰或多峰型,一般单峰过程6~10d,双峰过程12~17d。由于流域大部分地区雨强不大,加之流域面积大,形状狭长,不利于洪水汇集,故洪水一般具有洪峰相对不高而洪量大、历时长的特点。

泸宁以上洪水地区组成大体分两种情况:一是全流域洪水,主要雨区先在雅江以上,以后向雅江—洼里—泸宁区间移动,暴雨的移动与洪水汇流配合适当即形成较大洪水,如实测第二大洪水(1980年8月)。二是雅江—洼里、泸宁区间来水为主,如实测第六大洪水(1981年8月)。从调查和实测洪水统计来看,较大洪水多系全流域性洪水。

2.历史洪水

原上海院和成都院曾先后对洼里、泸宁河段历史洪水进行了多次调查,并查阅了志书、史籍、档案等文献资料,基本上查清了近百年来历史洪水发生情况。

两河段主要历史洪水基本对应,首大洪水为1863年,次大洪水为1924年,与1924年洪水同级的有1893年洪水。另有1904年、1913年、1933年、1938年、1948年、1954年等较大洪水,其中1913年洪水略大于1933年;1933年和1938年洪水同级,略大于1948年;1904年和实测1954年洪水同级,略小于1948年洪水。以调查资料综合分析确定1863年洪水重现期为141年,1924年和1893年洪水重现期为56年,1933年和1938年洪水重现期为29年,1954年和1904年洪水重现期为15年。

雅砻江洼里、泸宁站历史洪水成果见表1.3。

表1.3 雅砻江洼里、泸宁站历史洪水成果表

续表

1.3.6 流域产沙特性

雅砻江河流泥沙主要来自流域地表冲蚀、支沟冲刷、泥石流及河床补给。流域产沙大致可分上、中、下三段。

甘孜以上高原区,人类活动对自然环境影响较小,水土流失不严重,河流输沙强度较弱。甘孜水文站多年平均输沙模数仅40.6t/km2,多年平均含沙量为163g/m3,属微度侵蚀。

甘孜至雅江山原区,两岸多系农耕区,并兼有森林分布,植被条件较好。该区降水量不大,雨强度较小,河流输沙强度仍较弱。雅江水文站多年平均输沙模数为73.2t/km2,多年平均含沙量为233g/m3,仍属微度侵蚀。

雅江以下高山峡谷区,水土流失较为严重。洼里以下暴雨增多,滑坡和垮塌等不良地质现象多有发生,加之人类活动对自然环境的影响,使植被遭到破坏,从而加速了水土流失。小得石水文站多年平均输沙模数为325t/km2,多年平均含沙量为728g/m3。洼里至小得石区间输沙模数达1188t/km2,属轻度侵蚀,是雅砻江流域主要产沙区。