1.2 水文

1.2.1 坝址径流

1.2.1.1 峡江坝址径流

1.年、月、旬径流系列

峡江坝址下游设有峡江水文站，坝址与水文站集水面积接近，仅相差0.2‰（14km²），因此，峡江坝址年、月、旬径流直接采用峡江站径流资料推求。

峡江站具有1957年至今的实测径流资料。1953—1956年无流量资料，但有水位观测成果，该时段的旬、月平均流量采用本站水位查20世纪50年代末本站综合水位流量关系曲线推求。上游万安水库1992年截流、1993年下闸蓄水，1992年以后的峡江径流受万安水库调蓄影响，采用万安水库入、出库径流差对峡江站年、月、旬径流进行还原。

初步设计阶段采用峡江坝址1953—2008年共56年不受万安水库调蓄影响的径流系列，多年平均流量为1640m³/s，多年平均径流量为517.5亿m³，多年平均径流深为823.5mm，多年平均径流模数为26.10L/（km²·s）。坝址年、月径流系列见表1.2-1。

2.径流系列特性

从表1.2-1可知，坝址控制流域内径流量较丰富，多年平均径流深为823.5mm。从坝址径流系列可看出，径流年际年内变化较大，最大年平均流量为2590m³/s，是最小年平均流量527m³/s的4.91倍。径流年内分配极不均匀，汛期连续5个月（3—7月）径流量占全年的67.7%，以6月最大，占全年的19.5%；枯水期连续5个月（10月至次年2月）径流量仅占全年的19.1%，12月径流量最小，占全年的3.05%，最大月平均流量8240m³/s，是最小月平均流量175 m³/s的47.1倍。

3.径流系列代表性

坝址径流系列中包含有枯水年、平水年和丰水年，如1963年、1967年、1971年为枯水年，1968年、1980年、1990年为平水年，1961年、1973年、1992年为丰水年。坝址上游吉安站有1931—2008年共78年长系列年降水量实测资料。经分析，吉安站1931—2008年长系列和1953—2008年短系列年降水量统计参数均值分别为1489mm和1480mm，变差系数均为0.20。吉安站长短系列年降水量相差很小，变差系数相同，各频率设计值相差很小，且1997年以后的坝址多年平均流量稳定在一个很小的幅度内波动，误差小于1.2%。因此，可认为峡江坝址1953—2008年的年、月径流系列具有较好的代表性。

4.年径流及枯水时段径流频率分析计算

对峡江坝址56年年径流及枯水期时段平均流量系列进行频率分析计算，频率计算采用目估适线，频率曲线线型采用P-Ⅲ型，适线参数初值由矩法计算而得。峡江坝址年平均流量及枯水期时段平均流量频率计算成果见表1.2-2。

5.径流成果合理性

对峡江坝址上下游万安坝址、栋背站、石虎塘坝址、吉安站、峡江站（坝址）、石上站同期资料的年径流成果进行分析，得到的年径流特征参数见表1.2-3。由表1.2-3可知，峡江坝址径流深及径流模数与其上下游各站及工程坝址径流深和径流模数相差很小，且各站（坝址）的统计参数也符合一般规律，因此，可认为峡江坝址年、月径流成果是合理的。

6.设计代表年日径流

由于峡江水库调节性能较差，工程航运水位计算需根据日平均流量或水位进行，因此，需分析坝址设计代表年日径流。设计代表年选择根据水利年年平均流量和枯水时段平均流量频率计算成果进行，选取年平均流量接近设计值的1994—1995年、1981—1982年、1996—1997年、1989—1990年和2003—2004年5个时段为丰水年、偏丰年、平水年、偏枯年和枯水年。经分析，上述5个时段的年平均流量、枯水时段平均流量与各设计频率的设计值相差不大，且年内分配具有一定的代表性，因此，坝址设计丰水年、偏丰年、平水年、偏枯年和枯水年的日径流直接采用坝址上述5个时段的逐日平均流量。不受万安水库调蓄影响的峡江坝址设计年及其枯水时段平均流量与典型年的年平均流量、枯水时段平均流量见表1.2-4。

7.枯水径流

峡江站每年最枯流量一般出现在12月至次年2月，以12月至次年1月出现年最枯流量的年数最多。在峡江站56年实测径流资料中，实测最小流量为147m³/s，出现在1968年1月19日。根据《内河通航标准》（GB 139—2004）、《船闸总体设计规范》（JTJ 305—2001）以及《江西省赣江流域规划报告》《江西省内河航运发展规划》，要求赣江赣州以下航道在2020年前达到Ⅲ级航道标准，峡江的通航设施按Ⅲ级航道标准设计。峡江船闸设计最低通航水位的相应流量采用综合历时曲线法和保证率频率法计算确定。采用综合历时曲线法和保证率频率法推求得到峡江坝址98%和95%保证率的各频率枯水流量值见表1.2-5。

1.2.1.2 万安坝址年、月、旬径流

万安水利枢纽工程坝址位于峡江坝址上游，控制集水面积36900km²。万安坝址下游设有万安水文站，该站1984年开始施测流量。棉津水文站位于万安坝址上游，控制集水面积36818km²，1953—1984年有实测流量资料，因其面积与万安水文站相差仅为0.2%，并经1984年比测，两站径流资料相当接近，因此，万安坝址1953—1983年径流直接采用棉津站资料；而万安坝址1992年以后的年、月、旬径流采用万安入库径流。

经两站资料衔接后，万安坝址具有1953—2008年共56年的年、月、旬径流系列，全系列多年平均流量为953m³/s，多年平均径流深为815.0mm，多年平均径流模数为25.83L/（km²·s）。

1.2.2 坝址洪水

1.2.2.1 暴雨洪水特性

1.暴雨特性

赣江流域是江西省多雨区之一，受季风影响，降水期主要为每年4—9月，3月和10月偶尔会发生暴雨。暴雨类型有锋面雨，也有台风雨。一般每年从4月开始，降水量逐渐增加；5—6月，西南暖湿气流与南下的冷空气交绥于长江中下游一带，强烈的辐合上升运动，形成大范围暴雨区。赣江流域正处在该范围锋面雨中，此时期本流域降水量剧增，降水时间长，且降水强度大；7—9月，常受台风影响，既有锋面雨，也有台风雨。暴雨历时一般4～5d，最长达7d，最短仅2d。锋面雨历时长，台风雨历时短。绝大多数的暴雨出现在4—8月，以5月、6月出现次数最多，此时期往往形成持续性梅雨天气。

2.洪水特性

赣江为雨洪式河流，洪水由暴雨形成，洪水季节与暴雨季节一致。每年自4月起，开始出现洪水，但峰量不大；5月、6月是出现洪水的主要季节，尤其是6月，往往由暴雨产生峰高量大的洪水；7—9月受台风影响，会出现短历时中等洪水，3月 和10月偶尔发生中等洪水。因此，本流域4—6月洪水由锋面雨形成，峰高量大，7—9月洪水一般由台风形成，洪水过程较尖瘦。一次洪水过程为7～10d；最长达15d，最短仅5d。一次洪水总量主要集中在7d之内。

3.洪水地区组成

赣江流域暴雨地区组成复杂，常见有“九岭山南麓”“雩山”“井冈山”和“武夷山北麓”暴雨中心。因此，流域内洪水地区组成也较复杂，大致分为三类：第一类，以中上游来水为主，下游相应，该类洪水较为常见，如1962年、1968年、1994年和1998年洪水等；第二类，中上游发生大洪水，下游来水较小，该类洪水发生概率较小，如1959年、1964年和2002年洪水；第三类，洪水发生于中下游，上游来水较小，该类洪水很少发生，如1982年洪水。

1.2.2.2 历史洪水及其重现期

长办^[1]第二勘测队 （1956年）、吉安水文站 （1956年）、江西省交通厅 （1959年）以及长办水文处 （1965年）先后对吉安河段 （长3100m）进行过4次洪水调查，调查到最大洪水为1915年，次大洪水为1876年。

据有关资料记载，1876年“赣江、抚河大水，夏秋之间，赣江、抚河流域发生近百年来的特大洪水。赣江干流，洪水盛发于万安县……沿河各堤均冲决”。1915年“赣江大洪水，尤以上游洪水，绵亘千里，酿成巨灾。该场洪水……，是跨流域特大洪水，号称‘华南大水’”。经分析推算，峡江站1915年洪水洪峰流量为21400m³/s，1876年为21300m³/s。以上两场历史洪水量级相当，按平均排序计算，1915年洪水是1876年以来132年中的第1.5位，则1915年洪水重现期约为88年。另据《江西省洪水调查资料》，1876年洪水仅供参考，若不考虑1876年洪水，则1915年洪水为自1915年以来最大洪水，重现期为94年。经分析，峡江水利枢纽工程设计暂不考虑1876年洪水，且将1915年洪水重现期确定为90年。

1.2.2.3 坝址设计洪水

1.设计洪峰流量、洪量

峡江坝址下游4.5km处设有峡江水文站，存有1957年至今50余年实测洪水资料。峡江坝址与水文站控制流域面积相差很小，因此，直接采用峡江站洪水资料推求坝址设计洪水。

峡江站水文上游约172km处建有万安水力发电厂，该电厂是赣江干流上建成的第一座大型枢纽工程。水库设计正常蓄水位98.11m，调节库容10.1亿m³；初期运行正常蓄水位94.11m，调节库容7.65亿m³，为不完全年调节水库。万安水库坝址控制流域面积36900km²，占峡江坝址以上流域面积的58.7%。万安水库的调节作用使峡江站洪水系列资料基础不一致，为使资料具有一致性，采用马斯京根法将万安入库、出库洪水流量差过程演算至峡江站，并与峡江站对应的实测洪水过程叠加，对受万安水库影响年份的峡江站大洪水进行还原计算。

经延长和还原计算，得到峡江坝址1953—2008年共56年的年最大洪峰流量和时段洪量连序系列，将实测洪水系列与1915年调查历史洪水组成不连序系列，对各洪水系列进行频率分析计算，采用P-Ⅲ型线型目估适线法，求得峡江坝址洪水统计参数和各频率设计洪峰流量及时段设计洪量值。对个别时段洪量较大的年份，在频率分析计算时，提出作特大值处理。峡江坝址年最大洪峰流量和各时段年最大洪量频率计算成果见表1.2-6。

2.设计洪峰、洪量合理性分析

为了分析峡江坝址设计洪水峰量成果的合理性，将坝址设计洪水成果与上、下游水文站设计洪水成果列于表1.2-7中。从表1.2-7中可以看出，洪峰流量、时段洪量统计参数存在明显规律，均值自上而下随集水面积的增加而递增，时段洪量随统计时段的加长而增大；C_v、C_s值自上而下随集水面积的增加而递减，并随统计时段的增长而增大。呈现以上变化规律是由于峡江处在赣江流域中下游河段，集水面积较大，洪水组成复杂，且河道具有一定的调蓄能力，洪水过程多表现为矮胖、复峰及多峰型，短时段洪量变幅小、长时段洪量变幅大。因此，峡江坝址设计洪水成果符合流域中下游洪水变化规律，是合理的。

3.设计洪水过程线

峡江坝址设计洪水过程线采用峰、量同频率控制放大（缩小）法推求。选择峰高、量大、常遇、峰型集中及对工程安全不利的1968年6月和1994年6月峡江站实测洪水过程作为典型洪水过程进行控制缩放而得。

1.2.2.4 整体防洪设计洪水

经分析，选择石上水文站作为峡江枢纽工程为下游防洪的控制站。该站具有1955—1998年共44年实测洪水资料，上游樟树站（占石上站集水面积的98%）具有1999—2008年共10年实测洪水资料，据此洪水资料采用水文比拟法转换后求得石上站1955—2008年共54年连序洪水系列，加上1915年和1924年的调查历史洪水组成不连序洪水系列。对石上站洪水系列采用P-Ⅲ型线型目估适线法进行频率分析计算，求得防洪控制断面石上站设计洪水。石上站洪水由峡江坝址洪水和峡江坝址至石上站区间洪水组成。由于赣江流域范围大，暴雨区域分布不均，赣江中下游地区洪水组成复杂多变。因此，峡江枢纽工程整体防洪设计洪水采用典型洪水组成法和同频率洪水组成法拟定。

1.典型洪水组成法

(1)典型洪水选择。从石上站实际发生的大洪水中，选择1962年、1964年、1968年、1973年、1982年、1992年、1994年和1998年大洪水为典型，其中：1973年和1998年大洪水属坝址、区间来水比较均匀的洪水；1962年、1964年、1968年和1992年大洪水属峡江坝址来水相对较大的洪水，1964年和1968年洪水在石上站表现为双峰型洪水，1964年主峰在前，1968年主峰在后；1982年和1994年大洪水属峡江坝址至石上区间来水相对较大的洪水。以上8年大洪水基本代表了赣江中下游实际发生大洪水的恶劣组合、不同洪水来源和峰型。

(2)整体防洪设计洪水推求。采用设计防洪控制站洪量放大系数放大本控制断面、上游坝址断面和区间同一典型年份的洪水过程推求赣江中下游整体防洪设计洪水，对单峰、多峰型洪水分别采用72h、168h洪量放大系数。

2.同频率洪水组成法

(1) 典型洪水选择。选择1968年和1994年洪水分别作为复峰型和单峰型洪水典型。

(2) 整体防洪设计洪水推求。设计根据需要推求了坝址同频率区间相应和区间同频率坝址相应两种组合的整体防洪设计洪水。

1)坝址同频率区间相应整体防洪设计洪水。峡江坝址和石上站设计洪水过程根据本断面典型洪水过程分别用各自洪峰流量和72h或168h洪量同频率放大求得，单峰型洪水采用72h洪量控制，双峰型洪水采用168h洪量控制；区间相应洪水过程依据石上站设计洪水过程与由相同频率峡江坝址洪水采用马斯京根法演算至石上站设计洪水过程相减求得。

2)区间同频率坝址相应整体防洪设计洪水。石上站设计洪水过程的推求方法及成果与坝址同频率区间相应整体防洪设计洪水成果相同；峡江坝址至石上站区间设计洪峰流量和时段洪量采用地区综合法推求，峡江坝址设计洪水过程先由石上站设计时段洪量减去区间设计时段洪量求得峡江坝址相应时段洪量，再用峡江坝址相应时段洪量与典型洪水时段洪量之比放大典型洪水过程求得峡江坝址的相应洪水过程；区间设计洪水过程，由石上站设计洪水过程减去峡江坝址相应洪水过程演算到石上站求得。

1.2.3 水位-流量关系

峡江站水位-流量关系曲线采用峡江站历年水位流量关系点据分析绘制。峡江初设阶段推荐坝址较可研阶段下移了170m。两坝线相距很近，区间无大支流汇入，因此初设阶段峡江坝址水位-流量关系曲线依据可研阶段推荐坝址水位-流量关系曲线采用水面比降法移植而得。可研阶段峡江坝址水位-流量关系曲线中低水部分依据峡江站水位-流量关系采用移植法分析绘制，其中水位采用蒋沙站（可研阶段坝址）与峡江站水位相关求得，流量直接采用峡江站流量；高水部分依据坝址实测大断面采用史蒂文森法延长。

坝址下游防洪控制断面石上站和坝址上游回水控制断面吉安站的水位-流量关系曲线采用本站历年水位-流量关系点据分析绘制。

峡江坝址、石上站和吉安站的水位-流量关系成果见表1.2-8。

1.2.4 库区防护区水文

1.2.4.1 防护区设计洪水

防护区设计洪水主要是分析计算导排沟和导排渠的设计洪水，即导排沟和导排渠沿山体一定高程通过时，山体坡面及小溪（河）汇入沟、渠的洪水。

由于大部分导排沟和导排渠所经过的小溪（河）集水面积不大，且无实测水文资料，因此一般小溪（河）入沟、渠的设计洪水，分别采用暴雨途径的瞬时单位线和推理公式法计算，其中：集雨面积大于30km²的采用瞬时单位线法推求，集雨面积小于30km²的采用推理公式法计算。集水面积稍大的万福夹堤首和樟山防护区桥头夹堤首断面设计洪水依据鹤洲水文站设计洪水成果采用水文比拟法计算而得。防护区设计洪水计算时，依据实地调查资料充分考虑导排沟和导排渠上游水库对坝址以上流域洪水的调蓄作用。

根据江西省以往防洪堤内排涝工程的实践经验，采用瞬时单位线法和推理公式法计算的设计洪水洪峰流量一般偏安全，而小溪（河）设计洪水过程往往比较尖瘦，如果直接采用计算的设计洪峰流量进行导排沟、渠的设计，势必使得导排沟、渠过水断面偏大，工程量及投资太大，造成浪费。峡江防护区通过对典型防护区拟定导排沟、渠截住的水量全部由导排沟、渠导排入江和留小部分水量由排涝站抽排入江两种排水方式进行比选后确定各导排沟、渠的设计流量。设计阶段对同江防护区的同北导排渠和上下陇洲防护区导排渠拟定将30%、40%、50%和60%的洪峰流量作为导排沟、渠的设计流量进行技术经济比较，经分析论证，最终确定：同北导排渠将40%设计洪峰流量作为导排渠设计流量，其他导排渠的设计流量取50%的设计洪峰流量；槎滩和柘塘单边堤、夹堤将50%设计洪峰流量作为设计流量，其他单边堤和夹堤的设计流量取设计洪峰流量。

各防护区导排设计流量成果见表1.2-9。

1.2.4.2 排涝站设计流量

(1)排涝设计标准。吉水县县城排涝标准为10年一遇一日暴雨一日排至不淹主要建筑物高程，其他防护区排涝标准为10年一遇三日暴雨三日排至农作物耐淹深度。

（2）排涝设计流量。各排涝站设计流量主要计算由降雨产生的涝水量、导排沟（渠）导排能力以上的洪水水量以及防洪堤渗漏水量所需要提排的流量。由暴雨所形成的涝水流量依据各防护区不同设计标准的设计暴雨计算；超导排能力洪水水量根据各导排沟（渠）的设计洪水过程和导排能力计算，并按平均排除法折合成泵站的提排流量；圩堤渗漏水量很小，本设计忽略不计。各防护区排涝设计流量成果见表1.2-10。