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2.1 流域概况
2.1.1 自然地理
巫溪县位于四川省东部,居大巴山东段南侧,东邻湖北省竹溪、竹山、神农架林区,南接巫山、奉节、云阳,西依开县,北傍城口和陕西省镇坪。地理坐标界于东经108°44′~109°58′,北纬31°41′~31°44′之间。幅员面积4026km2。
该县地处大巴山弧形构造与淮阳山字型构造西翼反射弧的结合部位,大部地区居于南大巴山弧形构造挤压带,由一系列近东西走向的弧形褶皱和冲断裂群组成。地形切割强烈,山峦重叠,岭谷相间,河道纵横。中部由北至南依次平行列有6条山脉,呈东西走向,间夹东溪河、西溪河、茶登河、柏杨河、桐元河5条水系;东西两部,冲断裂较发育,地层破碎,分别受南北走向的巴岩子河、大宁河、分水河、穹滩河平行切割。全县东西、北部高而中南部低,一般高差多在1000m左右,为典型的中切割中山地貌。
根据地形地貌的成因及其特点,全县大致分为低山河谷区、中山宽谷区、中山岭谷区、中低山峡谷区、中山峰脊区这五个区域类型。
流域地处大巴山弧形构造挤压带,地质构造复杂,由一系列近东西走向的弧形褶皱和冲断裂群所组成。出露地层有古生界的震旦系、寒武系、奥陶系、志留系和二迭系;中生界的三迭系;新生界的第四系等。地层分布特点是北部老,南部新,碳酸盐类灰岩分布广泛,出露面积大。
小溪河是大宁河中游右岸的二级支流,发源于巫溪县塘坊镇清水村,经凤凰镇鸡头坝与柏杨河汇合后再经马镇坝、赵家坝由西向东在马驴溪注
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入大宁河。小溪河流域主河道长23.8km,控制流域面积约220.1km2(其中有125.6km2属外流域上磺坝流域面积),河道平均比降19.8‰。
刘家沟水库坝址位于小溪河中下游刘家沟河段,坝址以上本流域集水面积67.3km2,控制集水面积175.1km2(含上磺坝流域径流汇入坝址以上集水面积107.8km2),坝址以上主河道长15.3km,河道平均比降17.4‰。 2.1.2 气候特征
小溪河流域属亚热带暖湿季风气候区,受东南和西南季风的影响,年降水量较多,雨季长,主要气候特征是春季气温回升快,夏热多伏旱,秋凉绵雨多,冬季干冷。
流域降雨充沛,据流域邻近的巫溪气象站1959~2000年资料统计,多年平均降雨量为1174.1mm。每年4~10月为雨季,约占年降雨量的86.7%,尤以5、7月份最多,其中7月约占17.1%,1月份最少,约占1.15%。暴雨中心多发生在后溪河的建楼,其次则发生在西溪河高楼和柏杨河的塘坊一带。多年平均气温17.8℃,极端最高气温41℃,极端最低气温-7.3℃;多年平均风速1.9m/s,最大风速21m/s(1988年8月),多年平均最大风速14.4m/s;多年平均相对湿度69.1%;多年平均日照时数1553.3h;多年平均雾日11.2d;多年平均无霜期304d。
2.2 水文基本资料
2.2.1 水文站网分布及资料情况
设计流域内无水文站。邻近流域有大宁河巫溪水文站,在大宁河流域还有大昌水位(水文)站,以及宁厂、宁桥、荆竹坝等水文(水位)站。另外还设有长安、徐家坝、高楼、土城、中良、西宁、红池坝、建楼、万古、塘坊、龙门、福田等12个雨量站。由于工程河段紧邻巫溪水文
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站,因此选取该站为本次水文计算的依据站,其余为参证站,现将主要测站基本情况简述如下: 2.2.2 巫溪水文站
巫溪水文站1972年1月设立于巫溪县城,其地理坐标为北纬31°24′,东经109°38′,控制流域面积2001km2。观测项目有水位、流量、降雨量等,从1972年至今有30年完整的实测径流资料。测站高程基面为吴淞基面,减1.771m为黄海基面。
该站测验河段较顺直,河床两岸为石灰岩,河底为卵石组成,有冲淤变化。河段上下游各有急弯,下游100m处为卵石沙滩,上游100m及下游200m处分别有小沟汇入。
该站水位观测采用直立式钢筋混凝土木桩水尺,水位观测按规范要求进行。
流量测验一般在基本水尺断面进行,有时也在基本水尺断面上游40m临时断面测流。1974年以前浮标测流较多,1975年后以流速仪测流为主,仅在高水用浮标测流。每年测流100~200次,1983年多达208次。测流水位幅度一般占全年水位变幅的99.4%以上。大断面施测一般在汛前和汛后进行,每年约2~4次。
浮标测流时,一般投放8~10个浮标,在断面上均匀分布,浮标系数0.85。流速仪测流时,多为0.6水深一点法,少量为简测法和常测法。实测最大流量为3430m3/s(1998年7月1日)。
巫溪水文站为国家正规水文站,历年水文资料经长江上游水文局整编后交长办审查汇编刊印。1987年前有刊印成册的《水文年鉴》,1988年后有整编成果。
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经复查,测站断面有冲淤变化,但基本稳定,测站控制良好。水位资料未发现高程系统问题,水位观测能反映洪水变化过程,无缺漏测现象。流量测验以流速仪测流为主,且测次较多,每年水位流量关系曲线外延幅度很小,水位、流量、大断面测量和资料整编按规范要求进行。刊印成果可供设计使用。 2.2.3 大昌水位(水文)站
该站位于大宁河下游的巫山县内,控制流域面积2893km2,设立于1953年7月。测验项目有水位、流量、含沙量,1961年3月停测流量、含沙量,改成水位站,观测至今。测验河段左岸为陡坡,无漫滩现象,深槽偏左,基本水尺上游600m有急滩,断面冲淤变化不大。测站系假定基面,加5.854m为吴凇基面,加4.131m为黄海基面。 2.2.4 宁厂水文站
1958年6月设立于支流后溪河宁厂镇,1959、1961年两年测流,观测水位至1968年撤销,1989年重新设立为水文站,进行水位观测,并巡测流量。测站基面为假定基面。
2.3 径 流
2.3.1 径流系列代表性分析
⑴ 参证站选择
设计流域无实测径流资料,但在大宁河干流设有巫溪水文站和大昌水位(水文)站,在大宁河流域还设有宁厂、宁桥、荆竹坝等水文(水位)站,在汤溪河流域设有盐渠水文站。经分析巫溪水文站以上流域与设计流域在自然地理、气象、水文特性等方面具有一定的相似性,且资料系列较长,故选择巫溪水文站为刘家沟水库径流分析计算的依据站。
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⑵ 径流系列的代表性分析
根据巫溪站29年(水文年)径流系列分析,系列中包括了丰、平、枯水年或年组,其中79年4月~84年3月(除81年为偏枯水年),91年4月~93年3月为丰水年组;其中75年4月~78年3月,94年4月~97年3月(除96年为平水年)基本上为枯水年组,其余年份丰、枯交替,大于多年平均流量的年数有14年,小于多年平均流量的年数有15年。又据年径流累进平均过程可看出,逆时序累进平均,当系列长度达到19年以上时,其均值的变幅明显变小,在3%以内。故认为该系列具有一定的代表性。
2.3.2 径流特性
小溪河流域径流主要来源于降雨和地下水,径流的年内变化与降雨一致。每年3月下旬开始,随着降雨增加,径流也相应增大,4月为汛前过渡期,5~9月流域进入主汛期,径流量大增,但本地区常发生伏旱,伏旱期径流显著减少,10月为汛后过渡期,降雨减少,径流也逐渐减少,11月至次年2月很少降雨,径流主要由地下水补给,1~2月是径流的最枯时期。
据巫溪站1972~2001年30年完整的实测径流分析,汛期为4~10月,5~9月为主汛期,年内最枯流量一般出现在12~2月,径流的年际变化大,实测最大年均流量106m3/s(1983年),比最小年均流量37.8m3/s(1999年)大2.8倍,径流年内分配不均匀,汛期4~10月径流量占多年平均的85.3%,枯水期11月~次年3月仅占14.7%。
2.3.3 径流计算 ⑴ 巫溪站径流计算
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