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孤山水電站回水研究

文檔作者：孟明星趙遠(yuǎn)翔文檔來源：長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2025年12月30日
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2012年第6期
2012 Number 6
水電與新能源
HYDROPOWER AND NEW ENERGY
總第105期
．IbtalNo。105
文章編號：1671—3354(2012)06一0031—03
孤山水電站回水研究
孟明星，趙遠(yuǎn)翔
(長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究院，湖北武漢430010)
摘要：針對汛期預(yù)泄調(diào)度、庫區(qū)小流量回水尖滅高程高于大流量回水尖滅高程的情況，計算了漢江孤山水電站20 a一遇
及其以下各頻率洪水的水面線。20 a一遇洪水的水面線由各流量水面線取外包線確定。
關(guān)鍵詞：孤山水電站；回水尖滅高程；水庫回水計算；預(yù)泄調(diào)度、
中圖分類號：P338．1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
‘
Study on the Backwater 0f the G瑚h柚Hydropower Station
MENG Mingxing，ZHAO YuaJlxiaIlg
(chan西i蛆g Institute of SuHey，Planning，Design徹d Resea∞h，wuhan 430010，China)
Abstract：Due to me pre—discharging dispatching dudng the nood se嬲on aIld tlle thin out elevation of the small—nows
backwater higher than that of large—nows，the water sudhce pr06le 0f出e once—in-20一years and the、10wer f-requency noods
are calculated．The water su正虬e pr趕le of the once—in-20—year8 is dete珊ined by the envelope eu球es of the water surface
pr06le of different flows．
Key words：(沁shan Hydropower Station；the thin out eleVation of backwater；resenroir backwater caleulation；pre-dischaI
夸ing dispatching
1 工程概況
漢江孤山水電站位于漢江上游于流，是丹江口水
利樞紐上游銜接梯級，上距白河水電站34．9 km，下距
丹江口水利樞紐179．5 km。孤山水電站是1座航、電
樞紐工程，由大壩、電站、船閘、泄洪閘組成。壩址控制
流域面積60 440 km2，多年平均徑流量245億m3；正
常蓄水位177．23 m，死水位175 m，庫區(qū)防洪運(yùn)行控制
水位174 m；總庫容2．10億m3，調(diào)節(jié)庫容o．24億m3，
具有日調(diào)節(jié)能力。電站裝機(jī)容量180 MW，保證出力
26．2 Mw，多年平均發(fā)電量6．02億kw·h；船閘按通
航500 t級單船并滿足300 t級船隊標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，年通航
能力約200萬t(2030水平年)。
2研究緣由
孤山水電站回水淹沒范圍涉及“兩省三縣”，即湖
北省鄖縣、鄖西縣及陜西省白河縣。孤山水電站庫尾
收稿日期：2012—05一15
作者簡介：孟明星，男，工程師，從事水利水電規(guī)劃設(shè)計工作。
白河縣城河街位于漢江右岸沿江地帶，行政上隸屬于
陜西省白河縣城關(guān)鎮(zhèn)，下距孤山壩址23．7—24．6 km，
河街居民集中，人口3 000余人，房屋約11萬m2，地面
高程一般在183～186 m，天然防洪能力僅2—3 a一遇
標(biāo)準(zhǔn)，屬淹沒敏感區(qū)，若白河縣城淹沒安置，其費(fèi)用對
電站經(jīng)濟(jì)指標(biāo)影響很大。
水庫洪水回水淹沒范圍的確定，應(yīng)從壩址以上同
一出率的分期洪水回水位組成外包線的沿程回水高程
為依據(jù)。水庫洪水回水位的確定，考慮20—30 a的泥
沙淤積影響?。為了盡量減小對白河縣城河街的淹
沒，孤山水電站汛期采取預(yù)泄調(diào)度運(yùn)行方式，即在正常
運(yùn)行情況下，水庫維持滿足航運(yùn)和發(fā)電要求的水位，在
正常蓄水位和死水位之間變動；在發(fā)生庫區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)
洪水前，將庫水位臨時降低到庫區(qū)防洪運(yùn)行控制水位，
以正常運(yùn)行水位和庫區(qū)防洪運(yùn)行控制水位合理調(diào)度，
達(dá)到滿足發(fā)電、航運(yùn)和減小庫區(qū)淹沒要求的目標(biāo)。
按照上述運(yùn)行方式，孤山水電站2 a一遇洪水回
31
萬方數(shù)據(jù)
水電與新能源2012年第6期
水尖滅高程為182．93 m，位于白河縣城河街起點(diǎn)處；
20 a一遇洪水回水尖滅高程為182．15 m，位于白河縣
城河街下游約18 km處。因此，孤山水電站2 a一遇
洪水回水尖滅高程高于20 a一遇洪水回水尖滅高程，
20 a一遇洪水回水線需采取外包線方式確定。
孤山水電站回水研究范圍為漢江干流孤山水電站
壩址至上游白河水電站壩址河段。庫區(qū)內(nèi)淹沒影響對
象主要為房屋和移民，防洪標(biāo)準(zhǔn)為20 a一遇洪水，因
此，本文推求了上述洪水標(biāo)準(zhǔn)的空庫回水，并按水庫正
常運(yùn)行20 a的泥沙淤積河道地形推求了相應(yīng)洪水頻
率的淤積回水。干流不同頻率洪峰流量見表1。
表1孤山水電站壩址主汛期、非汛期各頻率設(shè)計洪峰表m3／s
3 斷面資料
在孤山水電站壩址至白河水電站壩址之間，漢江
干流河段長約34．9 km，共布置了75個斷面，其中，最
大斷面間距為O．75 km，最小斷面間距為0．18 km，平
均斷面間距為o．47 km。斷面布置的原則是在淹沒影
響和防洪影響敏感河段(如羊尾鎮(zhèn)、胡家營鎮(zhèn)、白河縣
城等)根據(jù)河道地形按300 m左右間距布置斷面，在
干流其他河段按500 m左右間距布置斷面。
4糙率分析
4．1歷史洪水調(diào)查
調(diào)查了漢江干流孤山水電站壩址一白河水電站壩
址區(qū)間河段歷史洪水水面線。調(diào)查到的1983、2003和
2010年洪水洪峰流量分別為31 ooO m3／s(與白河水
文站100 a一遇洪峰流量3l 200 m3／s相當(dāng))、
20 400 m3／s(與白河水文站10 a一遇洪峰流量
2I 200 m3／s相當(dāng))和21 500 m3／s(與白河水文站10 a
一遇洪峰流量21 200 m3／s相當(dāng))，洪水痕跡線分別見
圖1、圖2和圖3。
4．2歷史洪水分析
1983和2003年洪水距今分別為29和9 a歷史，
且1983年漢江上游僅有石泉水電站運(yùn)行，2003年僅
有石泉和安康水電站運(yùn)行，其后，喜河和蜀河水電站相
繼建成，這些水電站對漢江上游干流洪水均有不同程
32
g
葩
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昌
、馳
4嫗
昌
童
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距壩里程，km
孤山庫區(qū)漢江干流1983年洪水痕跡線
距壩里程／km
孤山庫區(qū)漢江干流2003年洪水痕跡線
距壩里i{呈／km
圖3 孤山庫區(qū)漢江干流2010年洪水痕跡線
度的削峰滯洪作用；另一方面，近幾年漢江孤山至白河
河段河道采砂現(xiàn)象嚴(yán)重，河床河勢與2003年以前相比
已有較大變化。鑒于上述兩方面的原因，用1983年和
2003年洪水率定糙率難以客觀反映近期漢江干流孤
山庫區(qū)河段情況。
2010年洪水距今時間較短，洪峰流量與白河水文
站10 a一遇洪峰流量21 200 m3／s相當(dāng)，洪峰量級大
小適當(dāng)，用其率定糙率能較好代表近期漢江孤山庫區(qū)
河段情況。因此，本文采用由2010年洪水分河段率定
的糙率作為孤山庫區(qū)河段回水計算依據(jù)。
4．3孤山庫區(qū)糙率
‘根據(jù)以上分析，采用2010年洪水水面線各斷面流
量及相應(yīng)水位，分河段推求了孤山水電站庫區(qū)干流各
河段的糙率，成果見表2。
1
5
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萬方數(shù)據(jù)
孟明星，等：孤山水電站回水研究2012年11月
表2漢江干流孤山壩址至白河壩址河段糙率表
5 回水水面線計算
5．1 壩前洪水流量和水位確定
主汛期壩前洪水流量和水位按調(diào)洪計算成果確
定。為兼顧發(fā)電和航運(yùn)需要，非汛期壩前水位均采用
正常蓄水位，壩前洪水流量采用非汛期相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的洪
峰流量。
孤山水電站主汛期采用預(yù)泄調(diào)度方式，即在洪水
來量大于5 000 m3／s時，庫水位由正常蓄水位
177．23 m降至庫區(qū)防洪運(yùn)行控制水位174 m。預(yù)泄過
程中，為滿足下游防洪要求，最大下泄流量不超過
14 800 m3／s。
對于預(yù)泄后水位低于正常蓄水位的洪水的回水
線，應(yīng)為從正常蓄水位降低到庫區(qū)防洪運(yùn)行控制水位
過程中，不同壩前水位和流量組合后的外包線。孤山
水電站預(yù)泄調(diào)度過程中，最大下泄流量為
14 800 m3／s，因此需在正常蓄水位對應(yīng)的可能最大流
量5 000～14 800 m3／s之間進(jìn)行流量分級。
考慮2 a一遇洪水的回水末端高程高于20 a一遇
洪水的回水末端高程，在2 a一遇和20 a一遇洪水洪
峰流量之間插值4個洪峰流量：15 000、18 000 m3／s
(5 a一遇)，19 700、21 500 m3／s(10 a一遇)。
通過對主汛期和非汛期壩前洪水流量及水位的分
析，不同標(biāo)準(zhǔn)洪水壩前洪水流量及水位組合隋況見表3。
表3孤山水電站20 a一遇回水壩前流量及水位匯總表
5．2回水水面線計算成果
根據(jù)水庫淹沒處理標(biāo)準(zhǔn)，本文推求了20 a一遇洪，
水庫區(qū)水面線，并結(jié)合水庫泥沙淤積計算，計算了建庫
20 a后干流各流量級洪水的淤積回水水面線。
根據(jù)擬定的孤山水電站汛期運(yùn)行方式，采用
5 000 m3／s對應(yīng)正常蓄水位的回水水面線與1Q。000、
12，1300 m’／s(2 a一遇)，15 000、18 000 m3／s(5 a一
遇)，19 700、2l 500 m3／s(10 a一遇)和24 800 m3／s
(阜o a二遇)等不同流量的回水水面線外包，并考慮非
汛期洪水回水水面線綜合外包，作為移民遷移線。
-孤山水電站淤積20 a后，20 a一遇洪水水面線計
算成果見圖4。一、。
昌
烈
{追
一回水外包
+10000m3／s回水
一15 000m3／s回水
一19700m3／s回水
一5 000m3／s回水
一12 300m 3／s回水
一18 000m3／s回水
一2l 500m3／s回水
O 5 lO 15 20 25 30 35
距壩里程／km
圖4孤山水電站20 a一遇洪水水面線圈
6結(jié)語
(1)目前，水電站的開發(fā)均不同程度地受到庫區(qū)
淹沒和移民的制約，根據(jù)水庫回水水面線成果合理確
定水庫淹沒區(qū)各種對象的淹沒線，進(jìn)而合理確定水電
站正常蓄水位，是一個值得研究的課題。
(2)通過對漢江孤山水電站20 a一遇洪水水面線
的研究，初步提出了一種庫區(qū)有淹沒敏感因素、水庫汛
期預(yù)泄調(diào)度、小流量洪水回水尖滅高程高于大流量洪
水回水尖滅高程的水庫水面線確定的方法，可較合理
地確定該類水庫各頻率洪水水面線。
(3)考慮到理論計算與實(shí)際值之間的偏差，在實(shí)
際移民調(diào)查的過程中，還應(yīng)為計算出的回水線適當(dāng)留
存一定的安全余度，做到效益和安全雙贏。
參考文獻(xiàn)：
[1]sL290—2003，水利水電工程建設(shè)征地移民安置規(guī)劃設(shè)計
規(guī)范[s]．
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