乌东德电站蓄水后三堆子站水流关系研究_史瑞华.pdf

乌东德电站蓄水后三堆子站水流关系研究史瑞华*，彭安修（长江水利委员会水文局长江上游水文水资源勘测局，重庆400025）摘要：乌东德电站蓄水后三堆子水文站的水流关系变化不仅增加了水文测验、水文资料整编的难度，亦关系到金沙江攀枝花江段的防洪形势以及乌东德入库水沙计算的准确性。以乌东德电站蓄水前后三堆子水文站的实测水文资料为研究对象，通过建立水位与流量、水位与流速的关系，分析三堆子站水位流量关系变化情况。结果显示：（1）乌东德电站蓄水后，当三堆子站流量大于4 600 m3/s且坝前水位高于970.00 m时，三堆子站水位流量关系线发生变化，关系线较蓄水前偏左，即同一水位下流量、流速较蓄水前均减小。（2）其余情况下，三堆子水文站水位流量关系和蓄水前一致，为单一线。基于以上结论，建立的水位流量关系更能准确反映出真实的水位流量关系变化的过程，为水环境监测、水文资料整编等提供依据。关键词：水位与流量关系；对比分析；水文资料整编中图分类号：TV11文献标志码：A文章编号：2096-2347（2023）01-0050-07收稿日期：2022-09-20基金项目：重庆市教委科学技术研究项目（KJZDK201801202）。作者简介：史瑞华，助理工程师，主要从事水文分析计算工作。E-mail:引用格式：史瑞华，彭安修.乌东德电站蓄水后三堆子站水流关系研究J.三峡生态环境监测，2023，8（1）：50-56.Citation format:SHI R H,PENG A X.Variation of water level-discharge relationship in Sanduizi Hydrological Station after impoundment ofWudongde power stationJ.Ecology and Environmental Monitoring of Three Gorges，2023，8（1）：50-56.Variation of Water Level-discharge Relationship in SanduiziHydrological Station after Impoundment of Wudongde Power StationSHI Ruihua*,PENG Anxiu（Upper Changjiang River Bureau of Hydrological and Water Resources Survey,Bureau of Hydrology,Changjiang Water ResourcesCommission,Chongqing 400025,China）Abstract：After impoundment of Wudongde Power Stations,the variations of water level-discharge relationship in Sanduizi Hydrological Station not only greatly increased the difficulty in hydrological measurements and data analysis,but also significantly influenced flood control situation of the river(Panzhihua section)and accuracy of inflow water and sediment calculation inWudongde.In this paper,the hydrological data measured at Sanduizi Station before and after the impoundment of Wudongde Hydropower Station were taken as the research object,and the relationship of water level to discharge and flow velocity was established.The changes in the relationship were analyzed with respect to the water level in front of the dam.The following conclusions weredrawn:(1)After the impoundment of Wudongde Power Station,when the flow rate at the Sanduizi Station was greater than 4 600 m3/sand the water level in front of the dam was higher than 970.00 m,the relationship line between water level and flow rate at the Sanduizi Station changed.The relationship lines of water level to flow rate and flow speed were shifted left compared with those beforeimpoundment,implying that the flow rate and flow speed at the same water level were both reduced compared with those before impoundment.(2)In other cases,the water level and discharge relationship at Sandui Hydrological Station was the same as that before the impoundment,which is a simple correlation.The above characteristics can reflect the changes in the relationship betweenwater level and discharge more accurately,providing a better control timing of flow measurement,to support water environmentDOI：10.19478/ki.2096-2347.2023.01.07三峡生态环境监测Ecology and Environmental Monitoring of Three Gorges2023年3月Mar.2023第8卷第1期Vol.8No.1水生态研究第8卷第1期51monitoring and hydrological data regrouping.Key words：relationship between water level and discharge;comparative analysis;compilation of hydrological data水位流量关系一般是指监测站基本水尺处的水位与通过该断面的流量之间的关系 1-2。它具有重要的实用意义。天然河流中的水位与流量之间有时呈单值函数关系，即同一个水位只有一个相应流量，称为稳定的水位流量关系。有时呈现复杂的关系，即受多种因素影响，如洪水涨落、断面冲淤变化、变动回水、水草、冰凌等，其水位流量关系曲线多呈不稳定的形态，称之为不稳定的水位流量关系。具体的曲线形态将随水力因素的不同而产生差异，但共同的特点是在同一水位下，将有多个流量值与之对应。流量测验技术复杂、耗时耗力，连续施测困难，而连续观测水位则相对简单容易。因此，通常根据连续的水位资料，通过建立水位流量关系推算出连续的流量资料，供水文计算、水文预报分析等使用。有时也因某种特殊需要，由已知流量通过水位流量关系反推水位，如河道防汛水位、闸坝电站下游水位等。随着经济的发展，金沙江下段兴建了乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝四个梯级大型水利枢纽工程。三堆子水文站是金沙江下段雅砻江汇入金沙江后提供收集基本水文资料、防汛抗旱、水资源监督管理等服务的国家基本水文站，是金沙江下段四大梯级电站中乌东德水电站的流量、泥沙入库控制站。乌东德水电站蓄水后，三堆子水文站的水流关系逐渐复杂，大大增加了水文测验、水文资料整编的难度，亦关系到金沙江攀枝花江段的防洪形势以及乌东德入库水沙计算的准确性。对水电站蓄水对水文站的影响，目前国内绝大多数研究的都是电站蓄水后对下游河段水文测验的影响 3-12，有专家指出水利工程的修建不仅会影响水系的径流量，也会对水文站网产生一定程度的影响。本文以三堆子水文站实测水文资料为依据，对蓄水后的水位流量、水位流速、水位断面面积等与蓄水前进行全面的对比分析，旨在更好地掌握三堆子站水位与流量关系的变化，把握测流时机，合理布控流量测次，优化测验方式，提高工作效率。同时为水环境生态监测、水文监测、防汛抗旱、水文资料整编等方面提供参考。1研究区基本情况1.1三堆子水文站概况三堆子水文站（10151E，2635N）位于四川省攀枝花市盐边县，地处金沙江下段干热河谷地带，集水面积为388 571 km2，是雅砻江汇入金沙江后在汇合口下游约3 km设立的干流一类精度基本水文站 13，也是金沙江下游乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝四个梯级大型水电站的入库站。该站设立于 1957 年 6 月，站名为倮果水位站，1958年更名为三堆子站水位站；1967年6月下迁3 km，更名为三堆子（二）站；2004年4月上迁50 m，更名为三堆子（三）站；2006年5月改为水文站；2008 年 1 月上迁 160 m，更名为三堆子（四）水文站。为了给梯级电站的修建、运行、调度收集和提供基本资料，该站的测验项目有：水位、水温、流量、悬沙、颗分、卵石推移质、沙质推移质、降水、蒸发、气象要素、水质与水情报汛等。该站流量、悬移质含沙量等项目采用缆道测验，卵石推移质、沙质推移质采用船测，是金沙江上唯一的船测站。测验河段顺直长约400 m，上游约800 m有石堆三处，水流较急，造成主泓靠右，左岸在起点距 100 m 以内为死水，水位在979.00 m以上淹没，淹没后死水区消失。下游340 m处有过江大桥，下游约1.9 km处有一弯道起中高水控制。三堆子水文站距离乌东德电站坝址191 km，研究区位置图如图1所示。乌东德电站正常蓄水位975.00 m时，回水将到达三堆子水文站测验断面 14。1.2乌东德水电站概况乌东德水电站是金沙江下游河段规划建设的四个水电梯级乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝的最上游一级，位于乌东德峡谷，坝址所处河段右岸隶属云南省昆明市禄劝县乌东德镇，左岸隶属四川省会东县。电站上距金沙江中游最下游梯级观音岩水电站约270 km，下距白鹤滩水电站约 180 km，控制流域面积 4.061105km2，史瑞华，等：乌东德电站蓄水后三堆子站水流关系研究三峡生态环境监测http:/ m，设计洪水位979.38 m，校核洪水位986.17 m，死水位945.00 m。回水长度206.65 km，水域面积127.1 km2，总库容7.408109m3（其中调节库容3.020109m3，防洪库容2.440109m3）；电站装机容量1.02106kW，多年平均年发电量约3.8931010kWh。水库可淹没四个特大碍航滩险，形成200 km长的深水航道，为发展库区航运创造良好条件；和下游梯级电站一起，配合三峡水库对长江中下游起防洪作用。乌东德水电站工程于2011年初启动筹建工作，2020年7月水库蓄水，2020年8月26日坝前水位首次蓄至865.00 m。乌东德水电站库区集水面积较大的支流