陕西省旬阳县桂花水电站水库 防洪复核报告 西北水利水电建筑勘察设计院 二○一一年五月 1
陕西省旬阳县桂花水电站水库 洪水复核报告 1概况 桂花水电站工程位于汉江南岸一级支流坝河下游。坝河发源于大巴山北麓 的光头山，即平利县八道乡西沟脑，由南向北流经平利县、安康市和句阳县， 在旬阳县观音堂附近与吕河交汇后注入汉江。坝河全流域面积2080km2,主河 道长128km,河道平均比降3.88%。 坝河流域南高北低，上游崇山叠嶂、悬崖陡壁，河谷幽深，林草丛生，人 烟较少：中下游河谷开阔，山势较低，人类活动频繁。流域呈扇形，植被良好， 水土流失轻微。河道除汛期行洪时河水浑浊外，其他时间清澈见底。 坝河流域内多年平均气温15.4℃，极端最高气温41.5℃，极端最低气温-9.6 ℃：全年无霜期253天：多年平均年日照时数1790：平均风速2.3m/s,最大 风速20m/s:多年平均年降水量为774.5mm,最大年降水量为1085.2mm:多年 平均蒸发量778mm。 桂花水电站枢纽工程位于旬阳县桂花乡政府上游0.4km处，距离旬阳县城 27km。该电站为日调节水电站，枢纽工程包括挡水及泄水建筑物、引水建筑物、 发电站厂房及开关站三部分。挡水及泄水建筑物由大坝、溢流坝顶泄水闸及冲 沙底孔组成。水库坝址以上控制流域面积1267km,占全流域的61%，主河道 长114.7km,河道平均比降4.06%。水库大坝布置在河谷狭口上游40m处，为 浆砌石单曲拱坝，最大坝高55.5m,坝顶弧长115.65m,其中溢流坝段弧长57.0m, 溢流堰顶高程288.00m,坝顶溢流净宽度40m:非溢流坝段坝顶高程296.5m, 水库总库容3252×10m3。引水发电洞进水口布置在河道右侧，进水口底板高 程272.00m,引水发电洞全长约181.214m。发电厂房位于大坝下游200m处的 右岸河滩上。 2防洪标准 桂花水电站水库大坝坝型为浆砌石单曲拱坝，最大坝高55.5m,总库容3252 2
×10m3,依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL205-2000)规定，桂 花水电站枢纽工程属Ⅲ等中型工程，主要建筑物级别3级。根据《防洪标准》 (GB50201一94)和《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL205-2000), 山区和丘陵区浆砌石坝的设计洪水标准（重现期）为50-100年，校核洪水标准 (重现期)为500-1000年，由桂花水库大坝下游无重要防护对象，参考《桂花 水电站工程初步设计报告》（陕西省水利电力勘测设计院，2006.1），本次洪 水复核按50年一遇(P=2%)洪水设计，500年一遇(P-0.2%)洪水校核。 3水文资料 坝河流域内设有桂花园及平利水文站。平利水文站设于1958年，1962年 撤销。桂花园水文站设立于1963年，控制流域面积1283km2,1984年上迁3km 至桂花乡政府附近，控制流域面积1275km。桂花园水文站为国家基本水文测 站，测验规范、整编合理、成果可靠，有1964年至今的降雨、径流、洪水、泥 沙等资料。 4暴雨洪水特性 坝河流域洪水系暴雨形成，暴雨的特性决定着洪水的特性。该流域的洪水 最早出现在4月，最迟出现在10月。68月易出现强度较大的降雨过程，覆盖 面积较小，持续时间较短，洪水陡涨陡落：9~10月经常出现连阴雨过程，常伴 有暴雨出现，基本特点是覆盖面积较大，强度较小，持续时间较长，洪水历时 较长，过程平缓，一次较大的洪水过程历时月3~5天。由于流域内山高坡陡， 河槽调蓄作用较小，汇流时间短，一次暴雨形成一个洪峰，在多雨季节易形成 陡涨陡落的连续洪峰 5设计洪水 由于坝河有长系列实测资料的水文站仅有桂花园站，且桂花电站水库坝址 位于桂花园水文站上游0.5km处，水文站控制流域面积仅比桂花水电站工程控 制流域面积大8km,因此本次洪水复核以桂花园水文站作为设计依据站。 3
5.1历史洪水及重现期 1978年8月铁道部十五工程局为安康水电站的设计施工曾对1934年7月 17日历史洪水进行了调查，调查在桂花园水文站测验河段上进行，由洪痕点推 算洪峰流量为1750ms,评价成果较可靠。调查中访间了当地目睹过这场洪水 的几位老人，据出生于1887年的老船工史万成说这就是他见过的最大洪水，并 听他爷爷讲在同治末年(1874年)也曾出现过一场大洪水，但没有1934年这 场洪水大，《桂花水电站工程初步设计报告》中确定1934年洪水重现期为120 年。 2010年桂花园水文站测得了一场特大洪水，洪峰流量为2280ms,为1874 年以来的第一大洪水，确定其重现期约为150年。 5.2参证站设计洪水 依据桂花园水文站1964-2010年实测洪水资料，根据桂花水电站的特点 本次主要针对洪峰流量、一日洪量和三日洪量进行洪水分析。 按照年最大值选样法选取历年最大洪峰流量，并考虑1934年调查历史洪水 洪峰值组成不连续系列，根据《水利水电工程设计洪水计算规范》(SL 144-2006),频率曲线线型选用P-Ⅲ型，采用矩法初估的均值619m3/s、变差系 数为0.55，经适线（见图1）后的均值为650ms、变差系数Cv0.55、CsCv=3。 不同频率设计洪水洪峰流量见表1。 根据桂花园水文站1964-2010年实测洪水资料，按照年最大值选样法选取 历年最大1日、3日洪量组成连续系列进行频率计算，经适线（图2和图3）后 的统计参数和不同频率1日、3日设计洪量见表1
S.666 (8(u)石事果知长
G.566 昌昌昌昌昌昌昌昌昌景昌 (,m,01)小M再派 6
E=AS/D 1m01X0000-cM (,阳，0)M
表】坝河桂花园站设计洪水频率计算成果表 均值 Cy 不同颜率设计值 项目 计算采用 计算采用 0.1%0.2%1%2% 619 650 0.55 0.55 3.0 2594 2378 1871 1650 3088 3150 0.57 057 3.0 13062119499344 8210 三日洪品 w3(10m㎡) 58916070 0.6 0.63.026618242781881516444 《桂花水电站工程初步设计报告》和《安康地区实用水文手册》中计算的 桂花园水文站的洪水特征值如表2。由表1和表2可以发现，三次洪水分析计 算的不同频率设计洪峰流量基本接近，其中本次计算的洪水成果略大于历次洪 水分析成果。本次计算的P-0.2%的校核洪峰流量2378m3/s比原初步设计成果 2150m's大228ms,相对误差为10.6%：P-2%的设计洪峰流量1650ms比原 初步设计成果1550ms大100ms,相对误差为6.4%：本次计算的P-0.2%和 P=2%的最大一日洪量分别比原初步设计中最大一日洪量大15.1%和9.7%，本次 计算的P-0.2%和P=2%的最大三日洪量分别比原初步设计中最大三日洪量大 5.5%和2.6% 本次洪水分析采用的资料系列延长到了2010年，比原初步设计采用的 1694-2001年系列更具代表性，且加入了2010年的特大洪水，从安全角度考虑， 桂花园站洪水成果采用本次计算结果（见表1）。 表2坝河桂花园站历次洪水分析成果表 特征值 不同频率设计 项目 备注 均值CvCs/Cv0.1%0.2%1% 2% 洪峰流量0.(m1s)6480.522.52320215017301550 -日洪量w1(10m)31350.522.511240103808370 “初步设 7480 E日洪量W3(10m)6055 报告州 0.602.525070230101815016024 洪峰流量2.(s)7080,453230821451742 1565 手册
5.3桂花电站坝址设计洪水 桂花电站水库上游有古仙洞电站水库，古仙洞枢纽控制流域面积433.4km, 桂花园水文站控制流域面积1275km2,古仙洞-桂花园区间面积841.6km2。古仙 洞水库的调洪库容仅为313万m,滞洪制峰作用较小。《桂花水电站工程初步 设计报告》（陕西省水利电力樹测设计研究院2006.1）中分析了考虑古仙洞水 库调蓄作用和不考虑古仙洞水库调蓄作用的两种计算结果，两种结果差别很小， 洪峰流量仅相差145m3s,相对误差在10%以内，而且洪水过程线差别也很小， 因此，《桂花水电站工程初步设计报告》在设计洪水的最终采用成果中没有考虑 古仙洞水库的调蓄作用。本次洪水复核从安全角度出发考虑，亦不考虑古仙洞 水库的调蓄作用。 由于桂花水电站控制流域面积与桂花园控制流域面积很接近，区间面积仅 8km2,占桂花电站控制流域面积的0.6%，根据水利水电工程设计洪水计算规范 (SL144-2006),可以直接移用水文站的成果，即桂花电站水库坝址设计洪水即 为桂花园水文站设计须率洪水（见表1）。 根据典型洪水过程线的选取原则，选择桂花园站1982年7月21日洪水为 典型，采用同颜率法放大，并对放大后的洪水过程进行修匀，使各时段洪量满 足设计洪水时段洪量，修匀后的洪水过程线见图4。 6调洪演算 6.1库容曲线 根据电站管理单位2010年对库区测量成果，结合“桂花水电站工程初步设 计报告”，复核的桂花水电站水库水位~库容关系见图5。 6.2泄流曲线 桂花电站水库泄洪建筑物主要有大坝溢流表孔泄洪和冲沙闸，大坝溢流表 孔泄流量计算采用《混泥土拱坝设计规范》(SL282-2003)中提供的公式复核： Q=m.66.B2gH? 9
20212-5 000.1 (wurq p-) 00217.1 000052-0 000212C-9 00022.1 001.21 (到，w)0吾梁