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1、双牌水库水量损失研究分析徐兴国 田瑞年 廖胜利2018年12月 第1章 研究区域概况1.1 自然地理潇水是湘江最大的一级支流，古称营水。流域内水系发育均匀，左右岸流域面积比较接近，不对称系数为0.93。潇水流域地势西南高，东北低，群山连绵，丘陵起伏，有萌渚岭九嶷山山脉和都庞岭阳阴山山脉，形成宁远道县江永盆地。地质构造较为复杂，土壤以红壤、黄壤为主，岩性组合主要为花岗岩、变质岩和石灰岩等。整个潇水流域位于东经1110611210，北纬24382616之间。1.2 流域水文潇水流域年平均气温17.618.6，极端最高气温为43.7，极端最低气温-7.0，属于亚热带湿润性季风气候区，森林植被覆盖率在
2、50以上。流域多年平均水面蒸发量为966.0 mm，多年平均降雨量为1376.3 mm，年内降雨分布如图1.1所示，年内70以上的降雨都集中在38月份，多年平均径流系数为0.63。图1.1 双牌水库控制面积年内平均降雨分布流域严寒期短，冰雪少见，春季由于冰暖气团进退频繁，造成春季天气多变，气温升高异常剧烈，每到寒流侵入，造成气温剧降，大风大雨阴雨连绵，据水库运行多年实况表明，多雨季节时有提前在2月中旬以后至3月发生，俗称早汛。流域洪水主要由暴雨形成，降水有气旋雨、台风雨、地形雨、对流雨四种。年降水量空间分布为：流域中部道县一带最大，南部江华、江永次之，北部双牌、宁远稍少。暴雨中心经常出现在道县
3、、宁远九嶷山、江华码市一带。综上所述，本流域的气候、水文特点：气温高、湿度大、雨量充沛、洪水陡涨陡落，集流时间迅速，为一条典型的山区性河流。1.3 水利工程潇水流域已有三个水电站，双牌水电站、涔天河水电站和南津渡水电站。其中本报告的研究区域主要就是双牌水库的流域控制面积。双牌水库位于中国湖南省永州市双牌县，是湘江一级支流潇水中游上一座大型水库，径流调节类型为季调节。水库大坝建在双牌县城关镇周冲，正常蓄水位170.00 m，相应库容3.738 亿m3，死水位158.00 m，库容为1.330 亿m3。水库建设以灌溉为主，结合发电、航运和滞洪，控制流域面积10594平方公里，多年平均径流总量92.
4、5亿m3，多年平均流量293.4 m3/s，平均径流深873.4 mm。水库设计总库容6.9亿m3，设计灌溉农田32万亩，水库右干渠道设计灌溉面积30万亩，设计流量为25 m3/s，全长97公里，1966年通水，灌溉范围为双牌、永州、冷水滩、祁阳等地。左岸渠道因工程艰巨，效益又不显著，故未兴建，现已由何仙观、单江水库、石坝仔水库等取代其灌溉范围。水库为保证农田供水期（510月）用水，供水期水位消落一般不低于161 m，发电用水做到量入为出。2012年前电站装机3台，容量13.5万千瓦，设计年发电量5.85亿千瓦时。2012年后通过增容改造，电站装机容量为15万千瓦，设计年发电量6.2亿千瓦时。
5、涔天河水库位于双牌水库的上游，控制面积边界部分和双牌水库控制面积边界重合，该水库扩建前总库容1.05 亿m3，多年平均径流总量26.6 亿m3，多年平均降雨量为1598.9 mm，降雨的年内分配如图1.2所示，年内分配规律和双牌水库的控制面积年内分配规律一致。涔天河水库扩建后总库容15.1 亿m3，扩建后的水库于2016年12月30日下闸蓄水，流域控制面积为2446平方公里。图1.2 涔天河水库控制面积年内平均降雨分布双牌水库以及涔天河的流域边界、干支流分布以及测站分布如图1.3所示。双牌水库控制面积内的雨量站点有12个，站点名称分别是大路铺、涔天河、江永、道县、驷马桥、豪福、油湘、水市、宁远
6、、江村、柏家坪和双牌坝上，其中道县测站位于潇水干流，大坝上游66公里处，涔天河雨量站位于涔天河坝址下游1公里处。图1.3 流域概况第2章 降水-径流关系分析2.1 概念介绍径流深：径流深是指在某一时段内通过河流上指定断面的径流总量（W，以m3计）除以该断面以上的流域面积（F，以km计）所得的值。即是计算时段内某一过水断面上的径流总量平铺在断面以上的流域面积上所得到的水层深度，它的常用单位为mm。定义式如下：R=W/1000F（mm）。径流系数：任意时段内径流深度（R，以mm计）与同时段内降水深度（P，以mm计）之比。用符号表示，即=R/P,式中：a为径流系数，无量纲；R为径流深度，mm；P为降
7、水深度mm。月径流系数：计算时段取一个月时，计算得到的径流系数。汛期：河水在一年中有规律显著上涨的时期。枯水期：指流域内地表水流枯竭，主要依靠地下水补给水源的时期。基流：即“基本径流”，它是河道中能常年存在的那部分径流。枯季河流所能维持的最小水流，由于枯水季节流域降水补给已终止或甚少，因此基流主要是由地下水补给。蓄水容量曲线：蓄水容量与小于或等于该蓄水量的面积同全流域面积的比值所建立的关系曲线。前期影响雨量：本次降雨发生时，前期降雨滞留在土壤中的雨量。2.2 数据支撑本节用到的数据有双牌水库控制面积内19662018年月平均降雨量，其中2018年只有111月份，见表2-1；双牌水库196620
8、18年月平均入库水量，其中2018年只有111月份，见表2-2。其中，月平均降雨量是通过双牌水库上游控制面积内的各个站点的观测月平均雨量数据根据面积加权平均得到的，平均入库水量数据是根据还原计算的入库流量数据与对应月份的时间的乘积得到。所有数据均认为真实可靠，满足计算的精度要求。 表2-1 19662018年月平均降雨量（mm）月份年份123456789101112196659.954.174.821113122014131.86.510832.735.6196747.293.8126.7192.5231.2114.375.6263149.912.47166.7196850.568.1126.
9、2255206.8373207.6258.145.516.450.94419698443.392.8125.4189.2176.5118.6120.918.1168.546.63.8197088.358.3148192296.4261.8120.4157111.6136.5103.8111197142.244.849.6201.6293169.991.8204.266.333.56.353.8197215.3102.275.2254314.6150.139.7154.671.6111.1153122.31973115.451.8141.7241.4322.1248.3160.2298.2107
10、.384.7911.2197410561.872.8175.1161.7201.7230.66411.646.26.280.9197582.284.9188.6326.6376.7150.8179.8120.26091.786.134.519768.887.168.5211.8287.4238.420412970.420232920197770.832.227196338343119.415372.2130.5677.9197879.317.9127.5156.1403.1124.667.5164.644.415.734.928.719795862.5143.2166.4266.8232.59
11、9.9200.455.84.814.821198085.1120.4131.5295.8240.899.8101143.258.1105.26.745.8198144.3125.2199.8347.4188.1192238.27549.510897.92.7198225.8188.180156.2308176.354.521273.761.5147.357198384.7250.1185.1147.8244206.332.8110.7139.462.328.762.7198435.140.691.9252.4301.8100.851.713963.14540.831.6198542.2175.
12、9122.5148.9247.6103.565.1206.7119.4285723.71986258873.2150140.4202169108.53756.954.18.719872346.3146187236174175112.778.485.31140.3198829.3123.3162.4147.4210108.7139148.574.142.122.20.91989148.981.288.3174.4197.398.164.234.437.95.51017.21990118.4151.2272.6159.6216.8120.8104.912.880.948.1106.213.5199
13、172.767.5126.894.3124152.176.7119.723.450.994.250199267.8172.1229140.5178.3188.7151.851.690.27.87.456.6199366113123.3171.2312.6244.289.9119.364.664.143.39.71994797.1120.6199.7182.6264.9277.9198.33766.316.218.51995697865.4166.3117.433445.479.946.9159.818.15.2199637.417.7109.9135.3260.6142.8132.3132.41811.61.68.519970.737.3101.7179.4175.2122.3159.4126.383.162.818.945.9199859.532.41
