2011年卡基娃大坝工程防汛方案
1 度汛指导思想
2011年是大坝工程施工的关键一年,防汛工作尤为突出,其总的指导思想是:防早汛、防大汛、全年防汛、以防为主、防重于抢,确保大坝填筑等重点工程项目施工万无一失。为此,各部室、直管作业队、所属各施工单位要充分认识到今年工程施工安全度汛的重要性,克服侥幸心理和麻痹思想,切实从思想上、组织上、行动上、措施上做好充分准备,按照防汛要求早布置、早安排、早实施,确保重点防汛项目如期达到设计要求,确保整个工程施工安全度汛。
2 防汛水文资料
2.1 流域水文概况
木里河流域现有濯桑、呷姑及四合3个水文站,濯桑水文站位于理塘县雄坝乡易久村,控制集水面积3104km2,占木里河全流域面积的33.0%;呷姑水文站位于木里县后所乡呷姑村,控制集水面积9162km2,占木里河流域面积的97.3%。四合水文站(锦屏电站水情测报系统专用站)于2004年4月设立,属二滩水电开发公司锦屏电站专用站,由西昌水文水资源勘测局代管,控制流域集水面积8133km2。根据本电站的地理位置和各水文站的资料条件选取濯桑、呷姑两水文站作为卡基娃电站的设计依据站。 2.2 径流特性
木里河径流主要来源于降雨,其次是冰雪融水和地下水。径流的年内分配与降雨的年内分配基本一致,每年4月开始径流随着降雨增大而增大,6、7两月份水量最丰,8月份相对较小,9,10月份次丰,11月以后降水大为减少,径流开始以地下水补给为主,稳定退水至翌年3月。
根据濯桑水文站1959年6月~2005年5月径流系列统计,多年平均流量为48.9m3/s,折合成年径流量为15.4亿m3,径流深为496mm。径流的年内分配和降雨的年内分配基本相应,丰水期(6~10月)多年平均流量为88.2m3/s,占年径流量的75.6%,枯水期(11月~翌年5月)多年平均流量为20.5 m3/s,占年径流量的24.4%。径流年际变化不大,最丰水年的年平均流量为82.3 m3/s,最枯水年的年平均流量为28.1m3/s,两者的比值为2.93。
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根据呷姑水文站1959年6月~2005年5月径流系列统计,多年平均流量为139m3/s,折合成年径流量为43.8亿m3,径流深为478mm。径流的年内分配和降雨的年内分配基本相应,丰水期(6~10月)多年平均流量为254 m3/s,占年径流量的76.3%,枯水期(11月~翌年5月)多年平均流量为56.9 m3/s,占年径流量的23.7%。径流年际变化不大,最丰水年的年平均流量为240 m3/s,最枯水年的年平均流量为76.6 m3/s,两者的比值为3.13。
从径流的空间分布来看,濯桑水文站多年平均径流深为496mm,呷姑水文站多年平均径流深为478mm,上下游径流深较接近,说明径流在该流域的分布较均匀。 2.3 暴雨洪水特性
木里河流域洪水主要由暴雨形成,其雨强不大,洪水多由长历时降雨造成。年最大洪水一般发生在6~10月,集中于7、8月份,洪水以单峰为主,洪水历时一般5~8天,复峰洪水历时一般大于10天。据濯桑、呷姑水文站资料统计,濯桑站年最大流量最早出现在6月30日(1989年),最晚出现在10月6日(1979年);呷姑站年最大流量最早出现在6月21日(1994年),最晚出现在10月7日(1979年)。濯桑、呷姑水文站年最大流量各月出现频次见表1-3。
濯桑、呷姑水文站年最大流量各月出现频次表
表1-3 站名 濯桑 水文站 呷姑 水文站 项目 次数 % 次数 % 6月 1 2.3 2 4.4 7月 18 41.9 17 37.8 8月 18 41.9 20 44.4 9月 5 11.6 5 11.1 10月 1 2.3 1 2.2 共计 43 1961~2005年 100 45 1959~2005年 100 统计年限 濯桑站实测年最大洪峰流量最大值为519m3/s(1970年7月17日),最小值为136m3/s(1994年8月25日);呷姑站实测年最大洪峰流量最大值为1400m3/s(1974年8月30日),最小值为326m3/s(1994年6月21日)。根据多年的实测资料统计,两站年最大流量发生基本相应。 2.4 分期设计洪水
点绘濯桑和呷姑水文站的年、月最大流量散布图,分析流域洪水季节变化规律。该流域每年4月份开始,随着气温逐渐回升,上游积雪开始消融,加上少量的降雨,流量开始出现小波动。5月份降水量明显增多,洪水量级也明显增大,4~5月份为汛前过渡
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期。6~10月份降雨频繁,持续时间长,雨量最丰,洪水亦大,为主汛期。11~12月为稳定退水期。根据其降雨洪水的特性,将全年划分为1~3月,4月,5月,6~10月,11月,12月6个期。
各分期以年最大值法选样,采用数学期望公式计算经验频率,用P—Ⅲ型曲线适线确定统计参数。
卡基娃电站1~3月、4月、5月、11月和12月分期设计洪水采用濯桑和呷姑水文站相应的分期设计洪水成果按面积内插,得出其坝、厂址的分期设计洪水成果。6~10月为主汛期,采用设计洪水成果。卡基娃水电站坝设计洪水成果见表2-1,表2-2。
表2-1 卡基娃电站设计洪水成果表
位置 坝址 集水面积 (km2) 6598 Qp(m3/s) 0.02% 0.05% 0.1% 0.2% 0.33% 0.5% 1% 2% 1770 1640 1550 1450 1380 1320 1220 1120 表2-2 卡基娃水电站坝、厂址 分期设计洪水成果表 位置 Qp (m3/s) 分期(月) P=2% 1~3 4 坝址 5 6~10 11 12 P=3.33% P=4% P=5% P=10% P=20% P=50% 60.8 76.2 176 1120 131 83.4 57.7 71.9 160 1040 124 79.7 56.5 70.4 153 1010 122 78.2 55.1 68.5 146 973 119 76.6 50.4 62.3 123 861 110 70.6 45.5 55.7 99.4 737 98.6 64.1 37.8 45.4 66.9 543 81.0 53.3 2.5 水位流量关系曲线
为满足卡基娃电站的设计需要,在卡基娃电站的坝、厂址处设立了水尺观测水位,并施测了卡基娃电站坝址、厂址水尺的大断面及现时水边线。同时在卡基娃厂址水尺附近调查了1998年和2002年年最高洪水位。
根据水尺和濯桑和呷姑水文站的水位过程线,选取同次洪水的峰值或者谷值,将濯桑和呷姑水文站的流量推算至卡基娃坝厂址水尺位置。制作坝厂址水尺断面中低水的水位流量关系。再采用Q~AR1/2法延长高水水位流量关系,并以洪调资料作为高水控制。根据实测大断面资料检查分析其合理性,再根据水边线,将坝厂址水尺的水位流量关系推算至设计断面。
天然河床状态下,坝址水位流量关系曲线见附图1,导流洞进口水位流量关系曲线
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见附图2,导流洞出口水位流量关系曲线见附图3。
卡基娃电站坝址水尺断面水位~流量关系曲线271827172716水位2715(m)2714271327122711271027092708270727062705270403水位2706.002706.402706.802707.202707.602708.002708.402708.802709.202709.602710.002710.402710.802711.202711.602712.002712.402712.802713.202713.602714.002714.402714.802715.202715.602716.00流量33.158.388.211714818121625128832837743349756965274784294210501160128014001550171018602060500流量(m/s)1000150020002500 图1 卡基娃水电站坝址水位与流量的关系曲线
卡基娃水电站导流洞进口 断面水位~流量关系曲线27192718水2717位(m)27162715271427132712271127102709270827070500流量(m/s)3A(255032.171,3579449.141)B(254896.981,3579392.877)水位2708.172708.572708.972709.372709.772710.172710.572710.972711.372711.772712.172712.572712.972713.372713.772714.172714.572714.972715.372715.772716.172716.572716.972717.372717.772718.17流量33.158.388.2117148181216251288328377433497569652747842942105011601280140015501710186020601000150020002500 图2 卡基娃水电站导流洞进口水位与流量关系曲线
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卡基娃水电站导流洞出口 断面水位~流量关系曲线27092708水2707位(m)2706270527042703270227012700269926980200流量(m3/s)400600800100012001400A(255677.612,3578752.344)B(255592.689,3578568.751)水位2698.502698.902699.302699.702700.102700.502700.902701.302701.702702.102702.502702.902703.302703.702704.102704.502704.902705.302705.702706.102706.502706.902707.302707.702708.102708.50流量19.533.450.37092117145176211249291335382430481534590644703768835906992108011701280 图3 卡基娃水电站导流洞出口水位与流量关系曲线
3 度汛标准
3.1导流标准
(1) 初期导流标准
本电站枢纽工程为二等大(2)型工程,拦河大坝属高堆石坝,为Ⅰ级建筑物,相应导流建筑物级别为Ⅳ级。根据地形地质条件,堰型选择土石类围堰。初期导流标准20年一遇,相应设计流量为Qp=5%=973 m3/s。
(2) 后期导流标准
根据施工进度安排,2011年11月坝体填筑高程超过围堰顶高程2747.00m,坝体施工不再需要围堰保护。根据《水电工程施工组织设计规范》(DL/T5397-2007)规定,拦洪库容为0.1~1.0亿m3,土石坝施工期临时度汛洪水标准为100~50年,拦洪库容大于1.0亿m3的土石坝施工期临时度汛洪水标准大于100年。
2011年汛期围堰挡水,导流标准为20年一遇洪水,相应洪水为973m3/s,相应上游水位为2744.38m;
2011年汛期坝体挡水,度汛标准为100年一遇洪水,相应洪水为1220 m3/s,相应上游水位为2765.10m;
2012年汛期坝体挡水,度汛标准为200年一遇洪水,相应洪水为1320 m3/s,相应上游水位为2774.82m。
导流规划详见表3-1。
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