初溪水利、枢纽工程位于增江下游

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1、广东水利电力职业技术学院水利工程系 2006 届毕业设计11 综合说明1.1 概述初溪水利、枢纽工程位于增江下游，其坝址在增城市三江镇初溪村以下 1km处的增江新开河段内，坝址距增城市中心 8km，下游至增江出口约 14km。增江是东江的一级支流，发源于广东省新丰县的七星岭，流经从化、龙门、增城，在坝址下游约 14km 处流入东江。增江流域集雨面积为 31560km ，干流河2道长为 203km，河道平均坡降为 0.74,沿河有派潭河、二龙河等主要支流汇入。工程坝址以上集水面积 2978km ,占整个流域集水面积的 94.2%，河长2189km，增城市河段平均坡降为 0.17。坝址上游已建有大

2、中小型水库 111 宗，计有：大型天堂山水库宗，中型白沙河、梅州、七星墩、百花林宗，小（一）型水库 28 宗，小（二）型水库 78 宗，总库容 5.03 亿 m ，兴利库容 3.36 亿3m ，控制集雨面积 926.52km ，占初溪坝址以上集雨面积的 31.11%3 21.2 工程建设的必要性初溪水利枢纽工程是经审定的增江流域规划方案中的增城梯级，是分期实施开发增江水资源的一个重要项目，是促进增城市城区开发和开发区经济发展的基础工程，也是省级农村能源综合建设试点所选定的项目。增城市是一个以盛产荔枝而闻名中外的历史名城，改革开放以来，社会经济发展很快，城区建设日新月异，人民生活水平逐年提高，群

3、众对居住环境的要求越来越高，而作为贯穿于市中心的增江，却受到河槽下切的影响而水位下降，使大片河滩荒地裸露，水环境容量大大减少，严重影响增城市区的生态环境和投资环境，为了加快城区建设开发步伐，以达到扩大内需，拉动增城市经济发展的目的，非常迫切也很有必要兴建初溪水利枢纽工程，壅高增江水位，形成人工湖泊，美化市区环境。1.3 综合利用要求本梯级工程的开发目标是以城建、发电为主，结合城市供水、航运、灌溉、交通等综合利用的水利枢纽工程。广东水利电力职业技术学院水利工程系 2006 届毕业设计22 水文2.1 流域概况初溪水利、枢纽工程位于增江下游，其坝址在增城市三江镇初溪村以下 1km处的增江新开河段内

4、，坝址距增城市中心 8km，下游至增江出口约 14km。坝址右岸，距离增滩公路 1km，往南距在建的增城新火车站 7km；坝址左岸，北可沿增博围堤顶经广汕公路到荔城，南可经塘口村通荔三公路。坝址处交通、通信、供电等条件均较优越。增江是东江的一级支流，发源于广东省新丰县的七星岭，流经从化、龙门、增城，在坝址下游约 14km 处流入东江。增江流域集雨面积为 31560km ，干流河2道长为 203km，河道平均坡降为 0.74,沿河有派潭河、二龙河等主要支流汇入。增江干流自东北向西南流，河宽约 100300m，没有明显的上、中、下游之分，水流比降变化也不大，河水常年清澈，只在洪水期较浑浊，悬移质含

5、沙量不大，约 0.10kg/m 。沿河两岸为广东省农业较发达地区，工业比重不大，人口较多且3集中，有可成片开发的滩地。工程坝址以上集水面积 2978km ,占整个流域集水面积的 94.2%，河长2189km，增城市河段平均坡降为 0.17。坝址上游已建有大中小型水库 111 宗，计有：大型天堂山水库宗，中型白沙河、梅州、七星墩、百花林宗，小（一）型水库 28 宗，小（二）型水库 78 宗，总库容 5.03 亿 m ，兴利库容 3.36 亿3m ，控制集雨面积 926.52km ，占初溪坝址以上集雨面积的 31.11%(不计 149 宗3 2小山塘)。2.2 气象增江流域属亚热带气候，受东南亚季

6、风影响很大，且处于低纬度地区，太阳辐射，日照时数多，平均气温高；气候炎热多雨，夏季绵长。工程所在地的气象站为荔城站（增城站） 。荔城站于 1958 年 12 月设站至今，观测的主要项目有气温、蒸发、降雨、湿度、风向风力等。工程所在地的主要气象特性为：广东水利电力职业技术学院水利工程系 2006 届毕业设计3气温：多年平均气温为 21.6,平均最高气温为 28.5，平均最低气温为12.1。极端最高温为 38.2,极端最低温度为-4.5。夏季 49 月均气温为27。降雨：本流域属丘陵地区，年平均降雨量为 1820mm，但年内分配不均，46月多季风雨，占全年降雨量的 46.7，79 月多台风雨，占全

7、年雨量的 36.27,其余 103 月降雨量只占全年的 17.03。据中游南昆站实测，最大 24h 降雨量为480mm。蒸发：多年平均水面蒸发量在 11402800mm 之间，据增城站实测蒸发量资料统计，多年平均蒸发量为 1232mm。湿度：流域内水汽充沛，湿度较大，平均相对湿度达 84，极端最大相对湿度 99。风向风力：夏季多吹东南风和偏南风，冬季多吹北风和偏北风。多年平均风速 2.5m/s，实测最大风速 15m/s。2.3 水文基本资料增江流域主要的水文、水位测站有：新家埔、麒麟咀、香溪、龙门和渡头站，以上五站均为国家级水文站，由省水文局管理。麒麟咀水文站离初溪坝址较近，位于坝址上游 17

8、km，于 1954 年 4 月设站至今已有 45 年的实测水文资料，并经过历年整编，精度可靠，可作为本工程设计的主要根据。在初溪坝址下游 1.7km 处设置有工程专用水位站一大江水位站，该站观测时间较短，仅有 1992.11993.12 的水位资料，但资料质量较好，精度较可靠，且离坝址较近，可用于工程设计。初溪水利枢纽工程上、下游主要水文测站情况如下表 2-1。广东水利电力职业技术学院水利工程系 2006 届毕业设计4表 2-1 坝址上、下游水文站情况一览表站名 站别集水面积（km ）2资料系列 测验项目新家埔 水位站 3113 1951.6至今 水位麒麟咀 水文站 2866 1954.4至今

9、水位、流量、降水量、蒸发量香溪 水位站 1461 1960.1至今 水位、降水量龙门 水位站 777 1956.5至今 水位、降水量渡头 水文站 472 1958.7至今 水位、流量、降水量大江 专用水位站 1992.11993.12 水位2.4 径流2.4.1 径流系列及代表性分析麒麟咀站 1955 年 4 月起有较完整的径流资料，故该站的径流系列采用 1955年 4 月1997 年 3 月共 42 年。天堂山水库位于初溪坝址和麒麟咀站的上游，控制面积 461km ，总库容22.41 亿 m ，于 1992 年 8 月开始下闸蓄水，同年 10 月并网发电,该水库的运用对3麒麟咀站的径流会产生

10、一些影响，可研阶段曾根据天堂山水库的水文资料，对年、月径流进行了还原计算，并进行了统计分析，成果如表 2-2。表 2-2 麒麟咀站实测和还原年径流统计成果对比表 单位：m s3年平均 枯水期平均 汛期平均统计系列 n实测 还原 实测 还原 实测 还原1993.41997.3 4 127.3 127.7 56.4 50.7 198.1 204.7可研阶段认为，天堂山水库 1992 年月下闸蓄水以来，对增江的枯水流量起到了一定的调节作用，建库以后麒麟咀站的实测枯水期平均流量比天然情况（还原后）增加 5.7 m /s，相对增加 11.2，但由于天堂山水库为年调节水库，3因此对年径流总量影响不大，19

11、93 年月1997 年 3 月四年的实测和还原后的年广东水利电力职业技术学院水利工程系 2006 届毕业设计5平均径流量分别为 127.3 m /s 和 127.7 m /s 两者基本一致，因此在年径流频率33计算时可采用实测系列进行分析计算。年径流实测系列见附表 2-2。从年径流实测系列可见，本次设计采用的径流系列流量小于 100 m /s 的枯3水年份有 13 年，其中包含特枯年份 1963.41964.3（Q=40.6 m /s）,流量大于3150 m /s 的丰水年份有 9 年，约占径流系列的 21.4，且径流系列已达 42 年，3丰、平、枯各种典型的代表年俱全，具有较好的代表性。2.

12、4.2 径流计算初溪坝址位于麒麟咀水文站下游约 17km，集雨面积 2978km ,比麒麟咀站的2集雨面积仅大 3.76，且区间无大的支流加入，因此本工程的年径流分析计算主要对设计依据站（麒麟咀站）而进行，坝址的年、月径流由麒麟咀站用面积比直接搬家而得。年径流系列采用麒麟咀站 1955 年1997 年 3 月的实测径流系列。统计参数采用矩法公式计算，频率曲线采用 P-型。经复核后，麒麟咀参数站年径流频率计算成果如表 2-3。 麒麟咀站年径流设计成果表 2-3 单位 m /s3Qp()系列 n 均值 Cv Cs/Cv10 50 90 97实测系列 42 120.8 0.30 2 169 117.

13、2 77.3 62.3根据上表 2-2 的年径流频率计算结果，丰、平、枯三种典型的代表年以年水量接近 P=10、P=50、P=90的设计值为原则，考虑到天堂山水库运行的实际情况，代表年尽量在天堂山水库投入运行后的年份中选取，经比较分析后，选用1993 年 4 月1994 年 3 月（Q167.6 m /s） ， 1995 年 4 月1996 年 3 月（Q 3107m /s） ，1958 年 4 月1959 年 3 月（Q80.3 m /s）为丰、平、枯的代表年；3其中 1993 年 4 月1994 年 3 月和 1995 年 4 月1996 年 3 月为天堂山水库投入运行后的年份，较能代表实

14、际情况；P=90的枯水代表年在天堂山水库投入运行后的年份中找不到年水量较为接近的代表年，故在天堂山水库投入运行以前的年份中选取，枯水期流量与实际情况相比稍为偏小，可对电能计算成果略留余地。广东水利电力职业技术学院水利工程系 2006 届毕业设计62.4.3 坝址径流设计据前述，初溪坝址的径流由麒麟咀站用面积搬家指数 k=2978/2866=1.039 求得，坝址的年径流设计成果如表 2-4。 表 2-4 初溪坝址年径流设计成果 单位：m /s3Qp()系列 n 均值 Cv Cs/Cv10 50 90 99实测系列 42 120.8 0.30 2.5 167.49 116.69 79.73 58

15、.472.5 洪水2.5.1 暴雨特性增江流域特性地形属增江流域地形属丘陵盆地及中、低山地形，且临近南海，五、六月份受热带海洋气团的影响，使流域内常处于潮湿不稳定的状态，易于形成强度大、历时较长的降雨，46 月为前汛期，主要是锋面雨；79 月为后汛期，多为台风雨，实测最大 24h 降雨量 376mm。2.5.2 洪水特性增江流域洪水主要由暴雨形成，洪水特点是水情复杂，遭遇多种，流量变率大，增江上游河床陡峻，又常为暴雨中心，暴雨下降后迅速汇集，中游河槽淤浅，容量少，形成洪水暴涨暴落；由锋面雨造成的洪水峰型较肥硕，涨水缓慢。由台风雨造成的洪水峰型尖瘦，变率大。年最大洪水一般发生在 49 月，一次洪

16、水过程一般为 35 天。据麒麟咀站 19551997 年实测洪水的资料统计，年最大洪峰流量发生在五、六月份的次数有 31 次，占 7.1。实测最大洪水发生在 1959 年月，麒麟咀实测洪峰流量 4180m /s，重现期相当于 50 年一遇。3麒麟咀站实测洪峰流量系列见附表 2-5。附表 2-5 麒麟咀站洪峰流量系列 单位：m /s3年份 洪峰流量 年份 洪峰流量广东水利电力职业技术学院水利工程系 2006 届毕业设计71955 1810 1976 17901956 1140 1977 11401957 2340 1978 6411958 995 1979 19601959 4180 1980 21601960 1900