海南省昌化江大广坝水利水电二期(灌区)工程初步设计报告第Ⅱ卷戈枕枢纽中国水电顾问集团中南勘测设计研究院2006 年11月目录1 综合说明 (1)1.1绪言 (1)1.2水文 (2)1.3工程地质 (6)1.4工程任务和规摸 (13)1.5工程总布置及主要建筑物 (20)1.6水利机械、电工、金属结构及采暖通风 (33)1.7消防 (42)1.8施工组织设计 (43)1.9水库淹没处理及工程永久占地 (52)1.10水土保持 (53)1.11环境影响评价和永久占地 (57)1.12工程管理设计 (61)1.13劳动安全与工业卫生 (62)1.14设计概算 (64)1.15经济评价 (66)1.16结论与今后工作建议 (67)2 水文气象 (68)2.1流域概况 (68)2.2气象 (69)2.3水文基本资料 (71)2.4径流 (74)2.5洪水 (79)2.6泥沙 (94)2.7水位流量关系曲线 (94)2.8水情自动测报系统 (95)1 综合说明院长：胥树茂(副)总工程师：周立本(副) 彭才德(副) 胡大可(副)石青春(副) 张锡柱(副) 陈自然(副) 设计总工程师：曾雪艳专业总工程师：校核：刘山编写：曾雪艳工程特性表工程特性表工程特性表工程特性表工程特性表工程特性表工程特性表工程特性表1 综合说明1.1 绪言大广坝水利水电二期(灌区)工程戈枕枢纽位于海南省西部东方县和昌江县境内，是海南岛第二大河流昌化江干流三个梯级规划电站的最下游1个梯级，也是大广坝灌区工程的戈枕配水枢纽。

1979年以来，海南省水利电力建筑勘测设计院对大广坝灌区工程进行了一定的勘测设计工作，于1991年提出《大广坝灌区工程可行性研究报告》。

1993年3月，中国水利顾问集团中南勘测设计研究院(简称“中南院”)对戈枕枢纽全面展开了勘测、设计及科研工作；1994年完成电力口戈枕水电站初步设计并通过审查；1995完成水利口大广坝水利水电二期(灌区)戈枕枢纽初步设计并通过审查。

为加快海南岛西部建设步伐，改变西部地区少数民族贫困落后面貌，缓解西部地区干旱情况，受海南省政府委托，2002年海南省水利电力建筑勘测设计院和天津市水利设计院联合完成项目建议书，2002年8月25～29日，水利水电规划设计总院对该项目建议书进行审查并提出相应的审查意见。

其后，将按初审意见修改的项目建议书于2004年上报水利部并于2006年通过审查。

2005年3月，中南院受海南省水利电力建筑勘测设计院的委托，根据项目建议书审查意见负责完成大广坝水利水电二期(灌区)戈枕枢纽部分的可研设计报告。

在进行戈枕枢纽部分的可研设计时，重新进行库区1/2000地形、地类图测量和坝址地质和料场补充勘测设计工作。

2005年8月9日至12日，水利部规划总院对该项目进行可研报告审查，并于2006年7月14日下达可研报告审查意见。

中南院在可研设计的基础上，根据可研设计审查意见进行戈枕枢纽部分的初步设计。

戈枕枢纽的开发任务是在项目建议书审查意见的基础上，根据枢纽天然条件和海南电力市场的需求，经技术经济比较重新进行论证确定。

主要开发任务为以灌溉，供水为主兼顾发电。

戈枕枢纽水电站为低水头河床式电站，具有日调节性能，电站正常蓄水位54.00m，相应库容1.04亿m3；死水位48.00m，相应库容0.63亿m3；调节库容0.41亿m3。

100年一遇设计洪水位为54.00m，混凝土坝1000年一遇校核洪水位为57.37m，土坝2000年一遇校核洪水位为58.80m，总库容1.48亿m3。

枢纽电站总装机容量为80MW，采用2台单机容量40MW的ZZ-LH-515轴流转浆机组，其保证出力3.95MW，多年平均发电量1.094亿kW·h，装机年利用小时1368h。

低干渠渠首电站总装机容量为 2.0MW，采用2台单机容量 1.0MW的GZ007-WZ-120轴伸式贯流机组，多年平均发电量0.0704亿kW·h，装机年利用小时3726h。

1.2 水文1.2.1 流域概况昌化江流域位于海南省西南部，流域面积5070km2，干流全长230km，是海南岛的第2大河流。

戈枕坝址位于大广坝水电站下游27km，距广坝水文站24km，下距宝桥水文站7km，控制集水面积4082km2，占全流域面积的80.5%。

昌化江发源于五指山西北麓，有9条较大支流。

流域地势为北面和东南面高，西北和西南面低，戈枕坝址以下河段地势最低。

流域内大部分地区为山地，平地较少，植被良好，山区多为森林覆盖，其余多为灌木、丛林或草地。

1993年12月大广坝工程水利水电工程下闸蓄水，其总库容17.1亿m3，对下游防洪和水流天然特性产生影响。

大广坝以下提引水工程对枯水期径流有所影响。

1.2.2 气象与水文基本资料海南省属大陆性热带岛屿气候，冬季干燥少雨，夏季炎热潮湿多雨。

台风是形成本流域暴雨的主要天气系统。

流域内多年平均降水量1540mm；多年平均气温23.9℃，极端最高气温40.2℃，极端最低气温0.1℃；上中游多年平均水面蒸发量1700mm；年平均相对湿度80%。

坝址气象特征为：多年平均降水量1494.50mm，降水日数107天；多年平均气温24.6℃，最高气温40.2℃，最低气温0.1℃；多年平均相对湿度80%；多年平均水面蒸发量1399mm；多年平均风速2.8m/s；多年平均水温24.7℃。

1953年以来，在干流上先后设立有乐东、亲天峡、广坝、宝桥等多个水文站，流域内共设有29个雨量站。

1993年4月和2005年1月，在戈枕坝址上、下游设立了专用水位站。

亲天峡、广坝、宝桥3个水文站为戈枕枢纽水文分析计算的依据站。

1.2.3 径流因上游大广坝水利水电工程及石碌水库对这些工程下游的广坝水文站、宝桥水文站的实测水位流量均产生了较大影响，在计算天然径流时应对广坝、宝桥站的径流进行还原计算。

在1993年原电力部戈枕水电站初设阶段，根据当时补充收集的石禄水库、低干渠等水文资料，对宝桥站径流进行了还原计算，经审查确定的系列为1953～1991年，戈枕坝址多年平均流量为113m3/s。

因大广坝工程初设阶段，曾对亲天峡和宝桥两站历年水文资料进行了复查，1994年和1995年戈枕枢纽电力口和水利口初步设计计算在大广坝初步设计的基础上增加了6年的水文资料，共有39年水文系列(1953年至1991年)。

本次计算根据1994和1995审查结果，直接用水文年鉴刊印成果。

在此基础上，根据收集的广坝～宝桥间雨量资料，按考虑降雨修正和不考虑降雨修正两种方法进行了1996～2003年径流计算比较。

比较显示，两种方法计算结果相差较小，考虑雨量资料系列较短、设计周期很紧、对径流调节影响很小等因素，本阶段仍采用广坝和宝桥站径流成果，按面积内插计算、延长戈枕坝址径流系列至2003年。

计算采用的坝址径流系列中含有连续的丰、枯水段，较丰水年和较枯水年，也有丰、平、枯水年交替出现时段，基本反映了昌化江中游径流的多年变化情况，系列具有一定的代表性。

计算结果显示：坝址多年平均流量l15m3/s，相应年径流量36.3亿m3。

径流年际变化较大，大水年(1964年)是小水年(1969年)的7.1倍。

径流的年内分配极不均匀，6～11月份来水量较多，水量占年总水量的84.81%，其中9份水量最多，占年总量的23.19%；12月～次年5月份为枯水期，其中3月份水量最少，仅占年总水量的1.58%。

上游大广坝水利水电工程对戈枕枢纽的径流调节作用比较明显，5～11月份比天然情况下减小，1～4月份、12月份比天然情况下增大，详见表1.2.3-1。

表1.2.3-1 天然情况下和受上游工程调节影响的坝址多年平均流量表1.2.4 洪水1.2.4.1 暴雨洪水特征热带气旋是造成本流域大洪水的主要原因，成因占总降雨次数的88%。

据宝桥站历年实测洪水资料，年最大洪水发生在5月下旬至11月份，以9月份最多，10月份次之。

一次洪水过程一般为3d，最长的7d。

洪水过程以复峰居多，ld洪量占3d 洪量的66%～70%。

历年实测最大洪峰流量为23200m3/s(2001年)，实测最小洪峰流量333m3/s(1969年)。

1.2.4.2 历史洪水昌化江流域的历史洪水经过了数次调查，大广坝水利水电工程设计时，曾对历史洪水进行过专题分析。

其历史最大洪水为1948年。

本次戈枕坝址设计洪水计算，在对以往洪水调查分析的基础上，进行洪水重现期分析。

本次宝桥、亲天峡设计洪水计算时，将1948年历史洪水重现期由1987年确定的95年增加到113年，同时对2001年和2005年实测大洪水的重现期进行了分析比较。

1.2.4.3 戈枕坝址设计洪水坝址处无实测流量资料，依据亲天峡和宝桥两站各频率年最大洪水峰、量值内插得出坝址处相同频率的峰、量值见表l.2.4-l，成果符合流域洪水规律。

坝址设计洪水由两部分组成：广坝坝址洪水和广坝至戈枕的区间洪水。

采用同频率地区组成法，选定以上游来水为主的1991年7月洪水作为典型，按峰量同频率控制放大，确定广坝与戈枕发生同频率洪水、区间出现相应洪水的设计洪水过程线。

表1.2.4-1 戈枕坝址各频率年最大洪水成果表根据选择的1963年、1991年两种典型计算的设计洪水地区组成成果和大广坝水利水电工程调洪下泄成果，分析计算了受大广坝水利水电工程调洪影响的戈枕坝址设计洪水。

计算结果显示：大广坝水利水电工程对戈枕坝址相应频率的设计洪水影响结果如下：P=1% 无影响P=0.1% 对1991年洪水典型削减了2.7%的戈枕坝址洪峰流量(1000m3/s)，1963年洪水典型削减了8.5%的戈枕坝址洪峰流量(3200m3/s)。

由于大广坝调洪采用的是坝址设计洪水而不是入库设计洪水，加上防汛调度、洪水地区组成等一些不确定性因素影响，经综合分析计算，推荐的戈枕枢纽工程设计、校核标准洪水为天然的戈枕坝址设计洪水成果：100年一遇设计洪峰流量为24800m3/s，1000年一遇、2000年一遇校核洪峰流量分别为37600m3/s、41500m3/s，设计洪水过程线采用以1991年洪水典型峰量同频率放大计算成果。

1.2.4.4 戈枕坝址分期设计洪水坝址分期设计洪水是根据亲天峡和宝桥两站水文资料及各施工期和各月实测的相应最大流量资料，用不跨期选样原则，进行两站各时段最大洪水频率分析计算，求得戈枕坝址和大广坝坝址各施工时段各频率设计值。

并用广坝站或宝桥站的实测洪水过程线作典型，按洪峰倍比放大，求得设计洪水过程线。

上游大广坝工程对戈枕坝址施工时段设计洪水，在设计最不利条件下基本无调蓄影响，故工程施工时段采用天然的设计洪水成果。

但考虑上游大广坝为多年调节水库，其通过多年运行，基本摸索出该地区暴雨洪水频率规律，可在汛前通过调度方式腾出适量库容拦蓄洪水，避免下泄。