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第二章 基本资料

2.1 水文气象

某工程水库坝址位于涪陵区惠民乡惠民村二社某工程,坝址集雨面积为F=29.0 km2,主河道长L=7.3 km,河道平均比降J=16.4‰,多年平均流量1.68立方米/秒,多年平均径流深520mm,采用气象资料年数52年。

2.1.1流域概况

工程所在的清溪沟位于区境内长江南岸,是长江右岸一级支流,发源于惠民乡,由

南向北在双龙塘处与源于堡子镇的左支流汇合,经北拱场、龙门在蔺市镇下游2.5km处注入长江。河流主河道长15.8km,流域面积102km2,多年平均流量1.65m3/s。白龙桥以上地势相对平缓,河道平均比降16.4‰,白龙桥以下落差集中,河道平均比降52.6‰。流域北邻长江与跃进、同心水库为分水岭,东与撮箕口分水。南与蚂蝗岗水库为界,西邻大石桥沟,流域分水岭海拔高程630—827m之间。流域形状为扇形,流域内溪沟众多,呈树枝状分布,流域地势南高西北低,相对最大高差300m。流域内出露地层为侏罗系砂页岩,河谷基岩裸露,覆盖层浅,阶地以上多为平坝耕地,地下水补给不充分。流域内平坝耕地植被较差,山丘林木成片,植被较好。

某工程水库坝址位于涪陵区惠民乡惠民村二社某工程,坝址以上集水面积为F=29.0 km2,主河道长L=7.3 km,河道平均比降J=16.4‰。

清溪沟流域属中亚热带暖湿季风气候区,多年平均降水1100.0mm,具有气候温和,四季分明,光照充足,伏旱频繁,降水丰沛,但时空分布不均。

2.2 气象

2.2.1气象、雨量站网分布、观测情况及参证站的选择

由于某工程水库扩建工程流域内无水文气象站点,因此本次设计分析采用周边的涪陵气象站、丰都气象站、青羊雨量站、清溪水文站、白鹤水文站、鸣玉水文站资料作为设计依据,各站点的观测情况如下:

涪陵气象站:该站有1953年至2004年共52年的降水观测资料。涪陵气象站是国家基本站点,资料经有关部门审查整编,无缺测漏测现象,降水资料连续、精度高,多年平均降雨量1072.0mm。且涪陵气象站距离工程所在流域仅25km(直线距离),是本次某工程水库扩建工程设计的主要参证站之一。

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丰都气象站:丰都气象站是国家基本站点,资料经有关部门审查整编,无缺测漏测现象,降水资料连续、精度高,多年平均降水量1080.3 mm。且丰都气象站距离清溪沟流域仅 55km(直线距离),是本次某工程水库扩建工程设计的主要参证站之一。 清溪水文站:清溪水文站是长江干流上国家设立的基本水文站,测站河段控制好,测验方法、测线布置、测次均满足规范要求,H~Q定线合理。流量资料系列长且完整,无缺测、漏测等情况,资料可靠,精度较好。观测项目有降水、流量、泥砂等,是本次某工程水库扩建工程设计的主要参证站之一。

鸣玉水文站:原名叫鱼塘扁水文站,1957年建站,集雨面积931km2,1974年10月1日迁至鸣玉镇河段观测,更名为鸣玉水文站,集雨面积为918km2,是国家设立的基本站点,资料系列长、精度高、成果可靠,但与设计流域相比,集雨面积偏大,且上游是灰岩区(金佛山暴雨区),下垫面差异大,资料供参考。

白鹤水文站:该水文站于1958年6月建站,集雨面积289 km2,1975年底迁到白鹤场上,集雨面积为283 km2。白鹤水文站有完整的水文观测资料,虽有站址迁移,但集雨面积相差不大,在误差允许范围内,不影响该站水文观测资料的连续性。白鹤水文站为国家基本水文站点,测站河段控制好,测验方法、测线布置、测次均满足规范要求,H—Q定线合理。流量资料系列长且完整,无缺测、漏测等情况,资料可靠,精度较好。且该站与清溪沟流域相距不远,下垫面因素也非常接近,故本次设计选用白鹤水文站作为本设计的参证站。各站点分布情况见附图《水文气象站点分布图(水系图)》。各雨量站基本情况见表2-1。

各雨量站基本情况表

站 名 年降水量(mm) 涪 陵 1094.7 丰都 1080.3 清溪 1157.4 青羊 1219.2 白 鹤 1093.0 表2-1 鸣 玉 1200.0 2.2.2气象

根据收集的气象资料,工程所在的清溪沟流域气象特征值属亚热带湿润季风气候

区,具有气候温和、雨量充沛、四季分明、光照适宜,无霜期长,伏旱突出等特点。 流域内气候主要受太平洋副高压和西风带天气系统的交替影响。冬季本流域受西风带天气系统的控制,空气干燥,降水量为全年中的最小时段。在春季我国北方的蒙古高压逐渐减弱并西撤,西风势力减退,而太平洋副高压日渐加强并向西北延伸,由于东南季风逐渐加强,给流域带来暖湿气流,致使流域内降雨开始增多,在夏季5、6月份,

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东南季风对流域降雨影响达到高峰,此时暴雨大且频繁,而到盛夏7、8月时,太平洋副高压控制本流域,因此常出现高温连晴天气,形成伏旱。在秋季,太平洋副高压逐渐南移,西风环流逐渐加强,在南北气流结合部位,常形成连绵秋雨,使流域内雨量增多,形成第二个雨季。

清溪沟流域多年平均降水1100.0 mm,但流域降水年内分配极不均匀,4月至10月降水量占全年降水量的87%,尤其以7月降水最为集中,12月至次年2月降水相当小,仅占全年降水的5%。

流域内径流主要由降水形成,径流与降水同步,仍具有时空分布不均的共同特点。据涪陵气象站历年资料统计;多年平均气温18.1℃,历年极端最高气温42.2℃,历年极端最低气温-2.2℃。多年平均日照1300 h。多年平均(水面)蒸发量1137.8mm,无霜期340d,多年平均相对湿度79%,多年平均风速0.8m/s,多年平均最大风速24.4 m/s。水库最大吹程1.70Km,多年平均最大冻土厚度0.64m。

2.3 水文基本资料

工程所在的流域无水文测站,但在距清溪沟流域55km和70km处,分别设有大溪河

鸣玉水文站和木洞河白鹤水文站。考虑下垫面条件的相似性及集雨面积的差异,本次水文计算以白鹤水文站为主要参证站。白鹤水文站1958年建站,1959年正式开始观测至今。1975年以前白鹤水文站控制流域面积289 km2,1976年迁至上游白鹤乡,控制流域面积283 km2。白鹤水文站历年资料连续完整,未见缺测、漏测等异常现象,水文资料经有关单位审查整编正式刊布,资料精度较高。

2.4 径流

2.4.1 径流系列及代表性分析

本次设计收集了白鹤水文站1959年—2000年,共42年的径流资料。经白鹤水文

站的资料分析,径流由降水形成,径流年际变化与降水基本一致。由于年内降水时程分配不均,径流的年内丰枯变化仍较大。据白鹤水文站从1959年至2000年的42年径流系列资料统计,其多年平均流量为4.55 m3/s,丰水期(4月~11月)多年平均流量为5.80 m3/s,枯水期(12月—3月)多年平均流量仅为1.34 m3/s,丰水期与枯水期的流量分别占年径流量的90.7%和9.3%。历年丰、枯水期径流变化也大,1973年4月—1974年3月,丰、枯流量比可达到15.9,而1994年4月—1995年3月丰、枯流量比只有

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1.87。年最小流量多发生在1—3月,夏天伏旱期径流量比汛期的其他月份都小,伏旱期多在7—9月,尤其以8月居多。

径流的年际变化也大,最丰年(1982年4月—1983年3月)年平均流量为8.03 m3/s,最枯年(1961年4月—1962年3月)年平均流量为2.42m3/s,二者相比为3.32,分别为多年平均流量的1.8倍和0.53倍。丰水期(4月—11月)平均流量最大值与最小值之比为3.7,枯水期(12月—3月)平均流量最大值与最小值之比为5.0。根据白鹤水文站从1959年至2000年的42年径流系列资料分析,系列中包括了丰、中、枯水年段。从水量差积模比图中可以看出,1959年—1962年和1977年—1979年为枯水年段,1967年—1969年和1981年—1983年为丰水年段,其余年份(除个别年份外)基本为平水年段。从滑动均值(n=5年)曲线图中可以看出,在白鹤水文站42年资料系列中明显有两个循环周期,周期约为15—18年;统计参数均值、Cv值及累进变差过程曲线在系列长度达17年后基本稳定。在年径流累进均值曲线图中可以看出,当系列长度达17年后,其均值变幅明显减少,在2.73%以内并趋于稳定。因此,白鹤水文站径流系列具有代表性(见附图)。

2.4.2 径流计算

2.4.2.1 白鹤水文站径流计算

本次设计对白鹤水文站的径流资料(1959—2000年)进行了频率分析计算,经验频率按P=m/(n+1)×100%计算,用矩法公式计算各参数,采用P—Ⅲ型理论频率曲线适线,白鹤水文站的频率适线成果表见表2-2。

白鹤水文站(水利年)径流频率适线成果表

表2-2 Q(m/s) 4.55 3CV 0.34 CS/CV 2.0 设计年径流量(m/s) P=10% 6.60 P=50% 4.38 P=90% 2.73 32.4.2.2 径流计算 某工程水库的径流计算采用面积比与降水修正的办法,计算成果如下:

某工程水库的径流推求:某工程水库坝址以上集雨面积29.0km2,白鹤水文站集雨面积283 km2,其面积修正系数分别为0.1025。清溪沟流域多年平均降水量1100.0mm,白鹤水文站多年平均雨量1093.0mm,其雨量修正系数为1.006,面积和降雨的综合修正系数

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