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农业灌溉工程可行性研究报告

1 综合说明1.1 设计基础和原则1))Yan Oya灌溉工程的可行性研究报告及更新报告,由斯里兰卡灌溉和水管理部提供;2)项目区地形图及其他项目文件,由斯里兰卡当局提供;3) 双方就项目技术问题讨论达成的一致;1.2 项目区所在地项目区位于斯里兰卡东北部Anuradhapura和Trincomalee地区,坝址距首都科伦坡(Colombo)300km,在Hurulwewa tank下游70km处,紧邻Wahalkada tank。

Yan Oya流域地理坐标为:北纬7°55′00″~8°55′00″、东经80°41′27″~81°2′10″。

1.3 水文项目区灌溉水源来自Yan Oya河,其流域面积为1500km2,长度为150km。

项目区位于热带海洋性气候区,具有明显的雨季和旱季,平均年降水量为1644毫米,从10月开始到次年2月为雨季。

1.4 工程地质项目区为一广阔的冲积平原,地面平坦。

表部为冲积层,上层单元是软塑有机质粘土,下层单元为粘质粉土或粘土质砂或很细砂质粉土夹层及透镜体。

山坡和坝肩附近地区覆盖着山麓堆积和岩屑组成的坡积物,可达5米厚。

低平的山岗由残积土覆盖。

包括残积土和全风化岩层,覆盖层总厚度从5.0m到12.5m不等。

1.5 项目建设任务规模项目任务为灌溉,项目区灌溉面积为6346 ha。

1.6 项目建设内容在Yan Oya河上兴建一拦河引水坝,适当雍高Yan Oya河常水位。

本工程主要建筑物有土坝、溢洪道、左右岸取水口等。

1.7 项目建设工期根据本工程特点,本工程施工期从第一年1月开工,第四年12月完工,总工期48个月。

工程特性表工程特性表2 水文2.1 流域概况斯里兰卡是位于印度洋上的一个岛国,在南亚次大陆南端、西北隔保克海峡与印度半岛相望、东北临孟加拉湾,总面积6.56万平方公里。

境内主要水系有Mahaweli Ganga、Duduru Ganga、Aruvi Aru、Kalu Ganga、Yan Oya等,其中Mahaweli Ganga是境内最大的河流。

Yan Oya流域位于斯里兰卡东北部,北纬7°55′00″~8°55′00″,东经80°41′27″ ~81°2′10″,在北部Ma Oya与南部的Amban Ganga、Kalu Oya 之间。

该流域西部为Malwathu Oya、东部与Kunchikumban aru为邻,地势西南高,北东低,流域全长120km,平均宽度15-20km,总面积约1500km2。

上游地区社会经济大多发展较好,人类聚集区较多,尤其以Huruluwewa地区为典型;下游为低地平原区,大部分土地覆盖灌木,尚未开垦。

流域内部现有HURULUWEWA、WAHALKADA两座水库和数量众多的水塘以及翻修后沿用的古代灌渠。

水塘是本地居民利用地形修建而成的重要水源,数量众多,方便可靠,当地村落多以水塘为中心而筑。

Yan Oya发源于Dambulla、Sigiriya的山地丘陵地区,自西南流向东北方向,在中游纳入Adappan Oya、Sellige Oya两条支流,在上游河段又被称为Sigiri Oya(Habarana Oya),在下游Pangurugaswawa村处有支流Thawalam Halmilla Oya汇入,最终于Pulmoddai南部地区注入印度洋,主流总长150km,河道断面单一,比降大致1.5-2‰。

YanOya灌溉工程枢纽位于Yan Oya下游地区,PANGURUGASWEWA村庄上游,坝址以上流域面积1341km2。

流域水系见附图SYS-2-01。

2.2 气象斯里兰卡地处热带,属热带海洋性气候,受海洋性季风影响强烈。

Yan Oya流域处于斯里兰卡的干旱缺水地区,受热带季风影响较大,年内降水变化差异大,每年的10月到次年的2月,受产生于亚洲蒙古高原的西伯利亚冷高压控制,在压力梯度与地转偏向力的影响下,盛行东北季风(干冷),经孟加拉湾携带大量水汽与形成于副热带低压的西南暖湿气流相遇,在斯里兰卡的东北地区形成降雨,降水量大。

这是该流域的主要降水期,全年70%的降水集中在这一时期,其余时间干旱少雨。

流域气温年较差较小,多年平均气温20°~33°,3月、4月温度最高,最低气温则出现在1月、2月。

多年平均相对湿度77%,东北季风季节湿度最大,平均80%,3月~9月湿度最低,平均65%。

最高风速出现在8、9月份,最低风速出现11月份,全年月平均风速4~14km/h。

年平均蒸发量2000mm,蒸发最高月份为7~9月,月平均蒸发量达200mm;11月~次年1月,月平均蒸发量100mm,为全年最低。

2.3 水文基本资料设计流域周围有雨量测站15个、水文站6个,蒸发测站2个。

具体位置见附图SYS-2-01。

雨量测站、水文测站情况分别见表2-1、表2-2。

流域周围雨量站大部分从1944年开始陆续观测,降水系列为1944-1991年共48年可供设计使用。

其中Kanthalai、Maradankadawala、Mihintale、Minnerya四站虽然在流域外部,但是YanOya流域边界分水岭多平缓,且自身资料系列最长,所以该四站数据可作为数据分析的参考站。

Habarana、Kantaletank、Mihintale、Horowpothana、Maradankadawala、Kebithigollewa、Padaviya、Gomarankadawala等站由于在区域周围控制条件较好,且观测资料长度相对较长,是本次工程暴雨、径流分析的主要依据站。

蒸发测站有Padaviya、Kanthalai两站,其中最具代表性的为Padaviya 站,资料长度为1974~1977年,农业部门设立的Kanthalai站则具有较长的观测资料,与Padaviya站可以形成较好的互补。

上述各站的观测资料均已通过整编审查、陆续刊布,其精度能够满足工程设计的要求。

表2-1 雨量测站一览表表2-2 水文测站一览表2.4径流2.4.1 径流特征流域径流主要由降水形成,同时受到流域Huruluwewa下游区间两岸3867ha农田的灌溉回归水影响,径流量与降水的时空变化基本同步。

据分析流域多年平均径流深173.4mm,最丰年570.6mm(1984年),最枯年25.0mm(1988年),丰、枯水年径流之比为22.8倍。

由于降水受季风影响,故年内水量分配,呈现明显的峰谷变化,带有明显的季节性。

其中,峰现时间发生于12月份,该月径流量约占年径流量的35%,成因主要为东北季风。

枯水期一般在3月至9月之间,其中6月-9月四个月径流总量仅占年总量的5%,最枯月发生在6、7月份,径流量占年径流总量的比例不足1.0%。

YanOya水库坝址流域多年平均径流月分配见表2-3及图2-1。

由于主要受东北季风作用,从空间上判断降水自西南向东北逐渐增大与河流走向一致,径流空间变化也遵循这一规律,从附图SYS-2-01中降水量等值线,可以明显看出来。

表2-3 YanOya流域坝址处多年平均径流月分配表图2-1 YanOya水库流域多年平均月径流直方图2.4.2 径流计算YanOya水库坝址控制集水面积1341km2,坝址以上流域分为三块:Huruluwewa以上流域、Huruluwewa至Horowpothana区间、Horowpothana 至Pangurugaswewa区间,其中Huruluwewa以上流域由于Huruluwewa 水库的建立并运行,认为该流域仅仅通过水库下游两岸农田灌溉回归水间接地对YanOya坝址处径流产生影响,因此,主要采用其余两个区间的径流来计算该地区径流量。

Horowpothana径流资料经过校核修正后系列为1951-1991年。

根据YanOya流域Horowpothana至Pangurugaswewa地区与相邻MaOya流域与在气候与地理条件的相似性,该地区径流使用MaOya地区的降水径流相关模型求的。

由此可以求得坝址处1951-1991年共41年逐年各月平均流量,见表2-4。

多年平均流量、径流总量、径流深分别为7.3m3/s、2.33亿m3、173.4mm。

对YanOya坝址1951年~1991年共41年平均流量进行频率计算后,并采用皮尔逊III型曲线拟合适线,采用参数为:Q=7.3m3/s,Cv=0.85,Cs/Cv=2.5。

P=10%、P=50%、P=90%设计年平均流量分别为15.3m3/s、5.3m3/s和1.9m3/s。

表2-4 YanOya水库逐年各月平均流量表单位:m3/s2.5洪水本次洪水计算使用两种不同的方法:(1)洪水频率分析(2)河道洪水演算法2.5.1 洪水频率分析法Horowpotana、Pangurugaswewa两个水文站的年最大水量实测资料可用,见表2-5,二者的资料长度分别为:1952-1984年32年、1947-1979年34年。

表2-5 Horowpotana、Pangurugaswewa站实测最大观测洪峰单位:m3/s较Horowpotana站,Pangurugaswewa洪水资料由于缺少斯里兰卡有关部门的的校核与检验,相对来说,可靠性较差。

使用Gumbel频率分析洪水,Horowpotana系列资料可以直接使用。

控制面积1341km2的Pangurugaswewa站1957年的洪峰流量6031m3/s相比较控制面积955 km2的上游Horowpotana站观测到同时期洪峰流2254m3/s,数值明显偏大。

因此在使用Pangurugaswewa系列进行频率分析时,剔除这一时段值。

频率分析成果见表2-6。

表2-6 频率分析成果表2.5.2 河道洪水演算法Horowpotana、Pangurugaswewa两站缺少完整、连续的逐时的洪水实测记录。

经过筛选,选择1984年2月和1977年12月两组连续逐时观测资料的Horowpotana的洪水资料,校正Huruluwewa水库到Horowpotana 流域模型。

河道洪水演算法采用的模型主要参数为K、m,其中c K为一表示整c个流域与河网的经验系数,m为表示河段槽蓄量与流量之间非线性关系的参数,一般取值0.8。

每个河段均由该河段汇流系数所代表,该系数则根据河段长度与流域水网平均河长的比值来确定。

对于上次的两次洪水,采用该模型模拟,成果见表2-7。

表2-7 流量演进模型模拟成果两次洪水的初损为10mm,后损按1mm/h。

由表2-7可以看出该模型在模拟洪水方面具有较好的精度。

根据以上的模拟,选定Pangurugaswewa以上流域c K、m分别定为148.7、0.8。

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