2气象、水文
2.1流域概况
杂多县地处青藏高原中部、玉树藏族自治州州府结古镇西南部。东、东南与玉树、囊谦两县毗邻,西靠唐古拉地区,北与治多县接壤,西南与西藏自治区的丁青、巴青、索县、聂荣、安多等县为邻。介于东经930 39,~960 12’,北纬3208~3415’之间,东西长为315km,南北宽为190km,全县总面积为3061km2。
杂多县地势由扎曲源与当曲、莫曲分水岭向西侧逐渐降低。西部位于昆仑山、唐古拉山腹地,两山中间有莫云滩、旦荣滩和查荣滩三个高原盆地,全县最高海拔为6000m,平均海拔4290m。从整体看,西部地区地形坦荡,山体低矮平缓,东部地区高山央峙,峡谷深地。境内河流纵横密布,扎曲是澜沧江主流,河水清澈,水质优良,含沙量较少,河水主要是大气降水及融雪冰水,根据2003年青海省水力资源复查成果扎曲河多年平均流量为148m3/s。
扎曲,湄公河—澜沧江水系的主干流河河源,汉语亦作“杂曲”,系藏语音译,即“从山岩中流出的河”之意。扎曲源于青海省玉树藏族自治州杂多县,县城以上流域被称为扎曲河源区,其流域总面积10505平方公里,总长度199.3公里,河道平均比降2%o。河源区分三段即加果空桑贡玛曲、扎那曲、河扎曲。
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2.2气象
杂多县地处青藏高原中部,澜沧江流域的上段,具有气温低,光照充足,干湿季分明,雨热同季等高原大陆性气候特征。同时,由于地形起伏较大,尤其是东部地区山高沟深,高差显著,因此还具有垂直带分布明显等山地气候特点。
全年气候严寒、少雨,无明显的四季之分,只有冷暖两季之别。冷季长达8~9个月,暖季只有3~4个月。降水集中在6—9月,无绝对无霜期。据杂多县气象站资料统计,项目区年均温0.180C,平均最低气温(1月)-11.30C ,平
均最高气温(7月)11.O0C,极端最低气温-25.70C,极端最高气温20.50C ,年日照2575.9小时,年蒸发量1458.6mm,年降水量548.5mm,年总辐射量685.3kJ/cm2,>O0C年积温1306.30C。
本县降水量的分布,东部多于西部,南部多于北部,随着海拔升高而减少。孜曲、扎曲和解曲的中下游地区年降水量多于450mm,尤以扎青至昂赛-带可达500~520mm,为全县的多雨地带;而北部和南部的高寒山区以及莫曲和当曲流域,年降水在350~400mm之间。
全县因受西南季风的影响,干湿季分明,从11月至翌年4月为干季。5
月开始,降水量明显增多,进入雨季。其中6—7月降水量最多,其间东部地区降水量为100~200mm,西部的当曲和莫曲流域也可达80~lOOmm。10月下旬以后降水量显著减少。
2.3冰情
受气候条件的影响,布当渠的冰期较长。根据多年实测冰情资料可以看出,在1 O月上旬,水流中就出现冰花,l O月中下旬到11月上旬,河道即出现流冰。最早结冰期为11月1 0日,流冰期11月2 0日至来年3月份,热力因素是影响河流开河的主要因素。河流的终止流冰时间一般在3月下旬,最晚则出现在4月下旬。
2.4径流
扎曲属无资料地区,年径流计算主要通过径流深等值线法、年径流系数法、地区综合法和水文比拟法四种方法计算。水文比拟法采用扎曲香达水文站作为参证站,分析比较成果的合理性,最后确定扎曲多年平均径流量。
(1)径流深等值线法
根据《青海省水文手册》中径流深等值线图,查得扎曲防洪断面以上控制流域中心处多年平均径流深H=250mm,扎曲防洪断面以上集水面积10505km2,用下式计算多年平均年径流量:
W=H×F×l000
扎曲防洪断面处多年平均径流量分别为26.3×108m3,平均流量分别为
83.3m3/s。
(2)年径流系数法
根据《青海省水文手册》中多年平均年降水量等值线图,查得扎曲防洪断面以上控制流域中心处多年平均降水量为P=500mm。根据多年平均年径流系数等值线图年径流系数a=O.58,用下式计算多年平均径流深:
H=P×a=500×0.58=290mm
扎曲防洪断面处多年平均径流量分别为30.5×108m3,扎曲防洪断面处多年平均流量分别为90.6m3/s。
(3)地区综合法
根据相同或相似流域,产汇流条件相同或相似的原理,选择与之相似的临近的香达水文站作为参证站,按面积比拟法推求防洪断面以上的流域多年平均流量,香达水文站控制流域面积17909平方公里,具有1956年~2000年45年的径流资料,并经过青海省水文局的整编,资料可靠,具有代表性。根据《水利水电工程水文计算规范》(SL278—2002)第3.5.5条,当集水面积超过15%时应考虑区间自然地理条件的差异,推算工程地址的径流量。因此,推算防洪断面径流时采用下面计算式:
F1 Q1?()n?Q2
F2式中:Q1、Q2—分别为设计站和参证站的多年平均径流量; F1、F2—分别为设计站和参证站的流域面积; n—地区综合参数;
根据澜沧江流域各水文站的实测径流资料,分析该地区的平均流量-面积指数关系,确定面积指数N=0.76。香达水文站多年平均流量为138m3/s,推求得工程区处多年平均流量为92.0m3/s,多年平均径流量为29.0×108m3。
(4)降雨修正径流
根据径流分析计算大纲范本,堤防与设计站集水面积相差在15%以上,按面积和区间自然地理条件(如降水或其它有关因素)差异,综合修正得堤防处径流。
Y堤?K1.K3.xk1?k3???F堤F设P堤P设??
式中:P堤、P设—堤防、设计站以上流域相应时间的平均降水量; Y堤—堤防处径流; X—设计站径流;
F提、F设—堤防处和设计站的集水面积。
设计径流采用香达站作为参证站,流域面积17909km,并考虑自然地理条件及降水的差异性计算设计断面径流量,香达水文站多年平均降雨量527.7mm,杂多县防洪断面处多年平均降雨量526mm,香达站多年平均流量为138m3/s,则堤防处多年平均流量为80.7ma/s,多年平均径流量为25.4×104m3。
(5)成果的合理性分析及采用
2
表2-1 杂多县防洪断面处径流成果计算表 单位:m3/s
┌──────┬───────┬─────┬─────┬─────┬─────┐
│ 计算方法 │径流深等值线法│径流系数法│地区综合法│水文比拟法│ 采用值│ ├──────┼───────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│多年平均流量│ 83.3 │ 90.6 │ 92.0 │ 80.7 │ 86.7 │ └──────┴───────┴─────┴─────┴─────┴─────┘
根据以上四种方法的计算可以看出,计算结果比较接近,因次本次计算
成果采用几种计算成果的均值,即扎曲防洪断面处多年平均径流量分别为27.3×108m3,扎曲防洪断面处多年平均流量分别为86.7m3/s。
2.5设计洪水
2.5.1暴雨洪水特性
杂多县流域降水强度小,暴雨出现机率较少,由于受低压和南亚季风的影响,雨水多集中在6~9月的降水占全年总降水量的83%以上,而冬季11月份
至翌年3月份则以降雪出现,是青海省降水比较丰沛的地区。
扎曲流域洪水一般发生在7~9月,主要发生在7、8两月。洪水由持续大的降雨形成。洪水过程具有涨落缓慢,洪峰低,历时长,洪水年际变化较小的特点,洪水发尘时间与降水时间-致,洪水峰型为单峰,洪水年际变化小。 2.5.2洪峰模数法
由《青海省水文手册》中《洪峰流量模数等值线图》内插查求得十年一遇,二十年一遇,三十年一遇,五十年一遇,百年一遇,二百年一遇的洪峰流量模数分别为1.0,1.5,1.6,1.8,1.9,2.0,由以下公式求得流域重心处的洪峰流量流量:
Qm=M·F
0.67
M—多年平均年最大洪峰模数; F—流域面积; 其结果见下表2—2:
不同保证率洪峰流量表
表2-2 单位:m/s
P(%) Qm 2.5. 3地区综合法
根据相同或相似流域,产汇流条件就相同或相似的原理,洪峰流量与面积有如下关系:
QMP=B1P×F 式中:QMP—频率为P的洪峰流 F—计算断面控制的流域面积 B1P—模系数 FN1P—面积指数
根据通天河中游和澜沧江上游地区巴塘河新寨站、通天河直门达站、扎曲
N1P
3
1% 940 2% 890 3.33% 792 4% 742 5% 495