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孤山水电站回水研究

文档作者：孟明星赵远翔文档来源：长江勘测规划设计研究院		点击数：	更新时间： 2025年12月30日
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2012年第6期
2012 Number 6
水电与新能源
HYDROPOWER AND NEW ENERGY
总第105期
．IbtalNo。105
文章编号：1671—3354(2012)06一0031—03
孤山水电站回水研究
孟明星，赵远翔
(长江勘测规划设计研究院，湖北武汉430010)
摘要：针对汛期预泄调度、库区小流量回水尖灭高程高于大流量回水尖灭高程的情况，计算了汉江孤山水电站20 a一遇
及其以下各频率洪水的水面线。20 a一遇洪水的水面线由各流量水面线取外包线确定。
关键词：孤山水电站；回水尖灭高程；水库回水计算；预泄调度、
中图分类号：P338．1 文献标志码：A
‘
Study on the Backwater 0f the G瑚h柚Hydropower Station
MENG Mingxing，ZHAO YuaJlxiaIlg
(chan西i蛆g Institute of SuHey，Planning，Design彻d Resea∞h，wuhan 430010，China)
Abstract：Due to me pre—discharging dispatching dudng the nood se嬲on aIld tlle thin out elevation of the small—nows
backwater higher than that of large—nows，the water sudhce pr06le 0f出e once—in-20一years and the、10wer f-requency noods
are calculated．The water su正虬e pr赶le of the once—in-20—year8 is dete珊ined by the envelope eu球es of the water surface
pr06le of different flows．
Key words：(沁shan Hydropower Station；the thin out eleVation of backwater；resenroir backwater caleulation；pre-dischaI
夸ing dispatching
1 工程概况
汉江孤山水电站位于汉江上游于流，是丹江口水
利枢纽上游衔接梯级，上距白河水电站34．9 km，下距
丹江口水利枢纽179．5 km。孤山水电站是1座航、电
枢纽工程，由大坝、电站、船闸、泄洪闸组成。坝址控制
流域面积60 440 km2，多年平均径流量245亿m3；正
常蓄水位177．23 m，死水位175 m，库区防洪运行控制
水位174 m；总库容2．10亿m3，调节库容o．24亿m3，
具有日调节能力。电站装机容量180 MW，保证出力
26．2 Mw，多年平均发电量6．02亿kw·h；船闸按通
航500 t级单船并满足300 t级船队标准设计，年通航
能力约200万t(2030水平年)。
2研究缘由
孤山水电站回水淹没范围涉及“两省三县”，即湖
北省郧县、郧西县及陕西省白河县。孤山水电站库尾
收稿日期：2012—05一15
作者简介：孟明星，男，工程师，从事水利水电规划设计工作。
白河县城河街位于汉江右岸沿江地带，行政上隶属于
陕西省白河县城关镇，下距孤山坝址23．7—24．6 km，
河街居民集中，人口3 000余人，房屋约11万m2，地面
高程一般在183～186 m，天然防洪能力仅2—3 a一遇
标准，属淹没敏感区，若白河县城淹没安置，其费用对
电站经济指标影响很大。
水库洪水回水淹没范围的确定，应从坝址以上同
一出率的分期洪水回水位组成外包线的沿程回水高程
为依据。水库洪水回水位的确定，考虑20—30 a的泥
沙淤积影响⋯。为了尽量减小对白河县城河街的淹
没，孤山水电站汛期采取预泄调度运行方式，即在正常
运行情况下，水库维持满足航运和发电要求的水位，在
正常蓄水位和死水位之间变动；在发生库区防洪标准
洪水前，将库水位临时降低到库区防洪运行控制水位，
以正常运行水位和库区防洪运行控制水位合理调度，
达到满足发电、航运和减小库区淹没要求的目标。
按照上述运行方式，孤山水电站2 a一遇洪水回
31
万方数据
水电与新能源2012年第6期
水尖灭高程为182．93 m，位于白河县城河街起点处；
20 a一遇洪水回水尖灭高程为182．15 m，位于白河县
城河街下游约18 km处。因此，孤山水电站2 a一遇
洪水回水尖灭高程高于20 a一遇洪水回水尖灭高程，
20 a一遇洪水回水线需采取外包线方式确定。
孤山水电站回水研究范围为汉江干流孤山水电站
坝址至上游白河水电站坝址河段。库区内淹没影响对
象主要为房屋和移民，防洪标准为20 a一遇洪水，因
此，本文推求了上述洪水标准的空库回水，并按水库正
常运行20 a的泥沙淤积河道地形推求了相应洪水频
率的淤积回水。干流不同频率洪峰流量见表1。
表1孤山水电站坝址主汛期、非汛期各频率设计洪峰表m3／s
3 断面资料
在孤山水电站坝址至白河水电站坝址之间，汉江
干流河段长约34．9 km，共布置了75个断面，其中，最
大断面间距为O．75 km，最小断面间距为0．18 km，平
均断面间距为o．47 km。断面布置的原则是在淹没影
响和防洪影响敏感河段(如羊尾镇、胡家营镇、白河县
城等)根据河道地形按300 m左右间距布置断面，在
干流其他河段按500 m左右间距布置断面。
4糙率分析
4．1历史洪水调查
调查了汉江干流孤山水电站坝址一白河水电站坝
址区间河段历史洪水水面线。调查到的1983、2003和
2010年洪水洪峰流量分别为31 ooO m3／s(与白河水
文站100 a一遇洪峰流量3l 200 m3／s相当)、
20 400 m3／s(与白河水文站10 a一遇洪峰流量
2I 200 m3／s相当)和21 500 m3／s(与白河水文站10 a
一遇洪峰流量21 200 m3／s相当)，洪水痕迹线分别见
图1、图2和图3。
4．2历史洪水分析
1983和2003年洪水距今分别为29和9 a历史，
且1983年汉江上游仅有石泉水电站运行，2003年仅
有石泉和安康水电站运行，其后，喜河和蜀河水电站相
继建成，这些水电站对汉江上游干流洪水均有不同程
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距坝里程，km
孤山库区汉江干流1983年洪水痕迹线
距坝里程／km
孤山库区汉江干流2003年洪水痕迹线
距坝里i{呈／km
图3 孤山库区汉江干流2010年洪水痕迹线
度的削峰滞洪作用；另一方面，近几年汉江孤山至白河
河段河道采砂现象严重，河床河势与2003年以前相比
已有较大变化。鉴于上述两方面的原因，用1983年和
2003年洪水率定糙率难以客观反映近期汉江干流孤
山库区河段情况。
2010年洪水距今时间较短，洪峰流量与白河水文
站10 a一遇洪峰流量21 200 m3／s相当，洪峰量级大
小适当，用其率定糙率能较好代表近期汉江孤山库区
河段情况。因此，本文采用由2010年洪水分河段率定
的糙率作为孤山库区河段回水计算依据。
4．3孤山库区糙率
‘根据以上分析，采用2010年洪水水面线各断面流
量及相应水位，分河段推求了孤山水电站库区干流各
河段的糙率，成果见表2。
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万方数据
孟明星，等：孤山水电站回水研究2012年11月
表2汉江干流孤山坝址至白河坝址河段糙率表
5 回水水面线计算
5．1 坝前洪水流量和水位确定
主汛期坝前洪水流量和水位按调洪计算成果确
定。为兼顾发电和航运需要，非汛期坝前水位均采用
正常蓄水位，坝前洪水流量采用非汛期相应标准的洪
峰流量。
孤山水电站主汛期采用预泄调度方式，即在洪水
来量大于5 000 m3／s时，库水位由正常蓄水位
177．23 m降至库区防洪运行控制水位174 m。预泄过
程中，为满足下游防洪要求，最大下泄流量不超过
14 800 m3／s。
对于预泄后水位低于正常蓄水位的洪水的回水
线，应为从正常蓄水位降低到库区防洪运行控制水位
过程中，不同坝前水位和流量组合后的外包线。孤山
水电站预泄调度过程中，最大下泄流量为
14 800 m3／s，因此需在正常蓄水位对应的可能最大流
量5 000～14 800 m3／s之间进行流量分级。
考虑2 a一遇洪水的回水末端高程高于20 a一遇
洪水的回水末端高程，在2 a一遇和20 a一遇洪水洪
峰流量之间插值4个洪峰流量：15 000、18 000 m3／s
(5 a一遇)，19 700、21 500 m3／s(10 a一遇)。
通过对主汛期和非汛期坝前洪水流量及水位的分
析，不同标准洪水坝前洪水流量及水位组合隋况见表3。
表3孤山水电站20 a一遇回水坝前流量及水位汇总表
5．2回水水面线计算成果
根据水库淹没处理标准，本文推求了20 a一遇洪，
水库区水面线，并结合水库泥沙淤积计算，计算了建库
20 a后干流各流量级洪水的淤积回水水面线。
根据拟定的孤山水电站汛期运行方式，采用
5 000 m3／s对应正常蓄水位的回水水面线与1Q。000、
12，1300 m’／s(2 a一遇)，15 000、18 000 m3／s(5 a一
遇)，19 700、2l 500 m3／s(10 a一遇)和24 800 m3／s
(阜o a二遇)等不同流量的回水水面线外包，并考虑非
汛期洪水回水水面线综合外包，作为移民迁移线。
-孤山水电站淤积20 a后，20 a一遇洪水水面线计
算成果见图4。一、。
昌
烈
{追
一回水外包
+10000m3／s回水
一15 000m3／s回水
一19700m3／s回水
一5 000m3／s回水
一12 300m 3／s回水
一18 000m3／s回水
一2l 500m3／s回水
O 5 lO 15 20 25 30 35
距坝里程／km
图4孤山水电站20 a一遇洪水水面线圈
6结语
(1)目前，水电站的开发均不同程度地受到库区
淹没和移民的制约，根据水库回水水面线成果合理确
定水库淹没区各种对象的淹没线，进而合理确定水电
站正常蓄水位，是一个值得研究的课题。
(2)通过对汉江孤山水电站20 a一遇洪水水面线
的研究，初步提出了一种库区有淹没敏感因素、水库汛
期预泄调度、小流量洪水回水尖灭高程高于大流量洪
水回水尖灭高程的水库水面线确定的方法，可较合理
地确定该类水库各频率洪水水面线。
(3)考虑到理论计算与实际值之间的偏差，在实
际移民调查的过程中，还应为计算出的回水线适当留
存一定的安全余度，做到效益和安全双赢。
参考文献：
[1]sL290—2003，水利水电工程建设征地移民安置规划设计
规范[s]．
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