绣江复航一期工程黄金洲至河口段航道整治工程可行性研究报告水文5DOC.docx
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第3章 建设条件
3.1气象
绣江又名北流河，为西江一级支流，发源于广西北流市平政镇上梯村云开大山双子峰，干流由南向北流经北流、容县、藤县三县（市），于藤县县城汇入浔江，全长275km。
绣江属亚热带季风气候区，总的气候特征是冬短，夏长，冬无严寒，夏无酷热，春秋温暖，全年光热丰富，雨量充沛，雨季长，湿度大，光、热、水同季。
无霜期长，春季多低温阴雨，降水地域差异明显。
多灾害性天气，其中水、旱灾害频繁。
流域内在上游有北流、容县和岑溪3个气象站，下游有藤县气象站，各站均在一九五七年先后设立，观测项目有降水量、气温、湿度，蒸发量、风向、风速等，资料整编完整。
3.1.1气温
根据北流气象局资料统计，北流多年平均气温21.7℃。
7月平均温度28.4℃，极端最高温度为38.3℃；一月平均温度为13℃，极端最低气温为0.4℃。
日平均气温≥10℃的年累计积温为7466℃（保证率50％）。
年总辐射量109.16千卡/cm2，年平均日照1724.2小时，年均无霜期351天。
根据容县气象局资料统计，容县多年平均气温21.3℃。
7月平均温度28.3℃，极端最高温度为38℃；一月平均温度为12.2℃，极端最低气温为－2.3℃。
日平均气温≥10℃的年累计积温为7110℃（保证率50％）。
年总辐射量108.71千卡/cm2，年平均日照1753.6小时，年均无霜期332.5天。
据藤县气象站资料统计，多年平均气温21℃，实测极端最高气温39℃（1979年7月29日），实测极端最低气温－4.1℃（1963年1月25日），年最高气温多出现在7、8月。
3.1.2降水
绣江流域内降雨主要受台风雨、峰面雨和西南低涡影响，每年3月份后由冬季风转为夏季风，雨量逐渐增多，多以峰面雨为主；7、8月间转为台风雨为主，大暴雨频繁发生；9月中、下旬到10月份，由夏季风转为冬季风，降雨逐渐减少。
根据流域内各雨量站的实测资料统计分析，降雨量在流域内分布是不均匀的，上游石碗嘴、怀乡等地多年平均降雨量约为1800mm。
中游北流、杨梅、大隆等地多年平均降雨量约为1600mm。
下游降雨量较小，多年平均降雨量约为1400mm。
整个流域多年平均降雨量为1620mm，最大年降雨量为2175.8mm（1981年），最小年降雨量为997.9mm（1963年），降雨量在年内分配上亦不均匀，年降雨多集中4～9月，占年降雨量的75％～80％，10月～次年4月为枯水期，降雨量仅占年降雨量的20％左右。
3.1.3风况
绣江流域具有南亚热带季风特点，流域内多年平均风速1.2～2.9m/s之间，风向随季节转换，一般年份8月～次年3月，盛吹东北—东风，4～7月主导风向为东南—西南风，年最多风向为东北风，频率为30%左右，其次为东南风、西南风。
据北流气象站实测系列资料统计，历年最大风速出现在1965年4月9日8时55分～9时01分，达34m/s（北流站），风向为西南风。
据容县气象站实测系列资料统计，多年平均风速2.63m/s，多年平均最大风速10.9m3/s，最大风速15m3/s。
一般4～8月份为南风或西南风，其余月份为西北风或北风。
据藤县气象站实测系列资料统计，多年平均风速1.3m／s，相应风力一级，年最大瞬时风速21.0m／s（1970年7月22日），相应风力九级，风向为西北。
3.1.4雾况
多年平均雾日数为3天，年最多雾日数为6天。
区域的气象条件对港口和船舶通航影响不大，除大洪水季节及大雾天外，基本都可以作业和航行。
3.1.5相对湿度
流域属年平均相对湿度75%～80％之间，其中3～8月各月均在80%以上，最大为6～7月，达85%以上，最小为1～2月，为70%左右。
3.2水文、泥沙
3.2.1水文基本资料
北流河流域现有水文（位）站7个，其中干流水文（位）站4个，支流水文（位）站3个，平均密度为1109km2/个。
干流自上而下的水文（位）站有石碗咀水文站（北流水文站）、容县水文站、象棋水文站、金鸡水文站；支流义昌江设有岑溪水文站、黄华河设有南渡水文站，杨梅河有杨梅水文站。
另外，绣江河口的浔江上有藤县水位站，各站点资料收集情况见表3.2－1。
绣江沿线各水文测站概况一览表
表3.2－1
序号
站点名称
所在河流
建站时间
资料年限
（年）
水文站集雨
面积（km2）
备注
1
石碗咀水文站
圭江
1966年4月
1967～2005
273
降雨等
2
北流水文站
圭江
2000年1月
2001～2015
1027
流量、水位等
3
容县水位站
绣江
1951年11月
1952～1989
2831
水位、雨量等
4
象棋水文站
绣江
1958年9月
1964～2015
4410
流量、水位等
5
金鸡水文站
绣江
1953年10月
1964～2015
8720
流量、水位等
6
藤县水位站
浔江
1951年11月
1959～2008
296686
水位、降雨
7
杨梅水文站
杨梅河
1954年8月
1959～2015
730
水位、流量等
8
南渡水文站
黄华河
1966年4月
1967～2004
1845
水位、流量等
（1）石碗咀水文站
石碗咀水文站位于广西北流市新丰镇石碗咀村，该站建于1966年4月，水文站址以上控制集雨面积为273km2，1995年以后取消水文要素的观测，仅保留雨量观测，为国家基本水文测站。
水尺基面为假定基面高程，与黄海基面高程基准的转换关系为：
假定基面高程+117.206m=85基面高程。
（2）北流水文站
北流水文站位于北流市北流镇河泉村，位于北流三桥附近，建于2000年1月，水文站以上控制集雨面积为1027km2.，是为了弥补撤销石碗咀水文站对流量等水文要素观测以后所建测站，为国家基本水文站。
建站时，水文站所在北流河河道已建部分防洪堤，河道稳定。
其水尺基面为黄海基面高程。
（3）容县水位站
容县水位站建于1951年11月，位于广西容县容厢镇共和村，水文站址以上控制集雨面积为2660km2，为国家基本水文测站。
1989年以后不再进行流量等水文要素的观测，仅进行水位观测，现改为容县水位站。
其水尺基面为珠江高程，与黄海基面高程基准的转换关系为：
珠江基面高程+0.662m=85基面高程。
（4）象棋水文站
象棋水文站位于广西藤县象棋镇，建于1958年9月，水文站址以上控制集雨面积为4410km2，为国家基本水文测站。
其水尺基面为珠江高程，与黄海基面高程基准的转换关系为：
珠江基面高程+0.683m=85基面高程。
（5）金鸡水文站
金鸡水文站位于广西藤县金鸡镇洲地村，建于1953年10月，水文站址以上控制集雨面积为8720km2，为国家基本水文测站。
其水尺基面为珠江高程，与黄海基面高程基准的转换关系为：
珠江基面高程+0.683m=85基面高程。
（6）杨梅水文站
杨梅水文站位于容县杨梅镇，位于北流河的一级支流——杨梅河上，站址以上控制集雨面积为730km2，为国家基本水文测站，其水尺基面为黄海高程。
（7）南渡水文站
南渡水文站位于藤县南渡镇社新村，位于北流河的一级支流——黄华河上，站址以上控制集雨面积为1845km2，为国家基本水文测站，其水尺基面为黄海高程。
（8）藤县水位站
藤县水位站位于藤县藤城镇招牌顶，控制集水面积296686km2，自1951年11月建站观测，观测项目有：
流量（1953年和1954年）、水位、降雨量等，其水尺基面为珠江高程，与黄海基面高程基准的转换关系为：
珠江基面高程+0.7m=85基面高程。
3.2.2径流分析
本研究河段内有象棋水文站和金鸡水文站，收集的水文资料从1964～2015年共46年。
3.2.2.1流量资料的三性分析
①可靠性
象棋水文站、金鸡水文站均为国家基本水文测站，其测验资料数据由水文专业人员进行观测和整编，对资料有严格的审查校核，测验精度和整编质量满足测验和整编规范要求，资料不存在明显不合理现象，故测站流量资料是可靠的。
②一致性
象棋水文站、金鸡水文站自建站以来，所处流域内气候条件和下垫面条件的基本稳定性，从水文测站以上流域的水利开发利用看，在工程所选水文系列时段内，流域内下游于1966年开工建设了交口水电站，中游于2003开工建设了金鸡水电站，上游于2003年开工建设了黄金洲电站，1987年开工建设了浪水水电站等拦河闸坝，均为日调节，对测站日平均流量资料不影响，所以水文站实测资料具有一致性。
③代表性
用金鸡水文站1964年～2015年径流系列，绘差积曲线及累积平均曲线（见图3.2-1、图3.2－2），进行系列代表性分析。
用象棋水文站1959年～2015年径流系列，绘差积曲线及累积平均曲线（见图3.2－3、图3.2－4），进行系列代表性分析。
从差积曲线中可以看出，两测站资料系列包括了多个完整的丰、平、枯水年周期性变化。
再从模比系数累积平均曲线看，随着系列的增加，系列均值逐渐趋于稳定。
由以上分析可见，金鸡水文站1964年～2015年径流系列及象棋水文站1959年～2015年径流系列具有较好的代表性。
3.2.2.2径流资料计算
1）交口枢纽径流计算
（1）年径流
金鸡水文站位于交口电站坝址上游15km处，该站控制集雨面积8720km2，占交口电站坝址控制集雨面积8870km2的98%，故交口枢纽径流系列主要是依据上游金鸡水文站的实测径流资料，按水文比拟法按集雨面积比的一次方修正推求。
即利用金鸡水文站日平均流量乘以面积比系数1.0172。
用此法推求得交口水利枢纽天然日径流系列。
据求得的交口水利枢纽1964～2015年共51年径流系列统计，多年平均流量223m3/s，汛期（4～9月）水量约占年水量的72.8％，其中主要集中在5～8月，占年水量的54.9％左右；枯水期（10～3月）水量仅占年总水量的27.2％，历年各月径流成果见表3.2－2。
交口水利枢纽逐月平均流量表
表3.2－2
项目
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
年
平均流量（m³/s）
103
98
99
215
335
384
342
395
271
186
138
106
223
径流量（亿m³）
2.8
2.4
2.6
5.6
9.0
10.0
9.2
10.6
7.0
5.0
3.6
2.8
70.4
占年水量（％）
3.9
3.4
3.8
7.9
12.7
14.1
13.0
15.0
10.0
7.1
5.1
4.1
100
（2）年径流频率计算
将交口水利枢纽1964年～2015年共51年的年平均流量系列进行经验频率计算，得多年平均流量为223m3/s，Cv=0.33，配线选用多年平均流量为223m3/s，Cv=0.35，Cs/Cv=2.0；成果见表3.2－3、图3.2－5。
交口水利枢纽年平均流量频率计算成果表
表3.2－3
项目
平均流量
（m3/s）
Cv
Cs/Cv
各频率设计值（m3/s）
5％
15％
20％
50％
85％
95％
本次计算
223
0.35
2
364
303
284
214
144
112
（3）枯水径流分析
根据坝址1964～2015年历年最枯月径流进行经验频率计算，得多年平均最枯月流量为66m3/s，Cv=0.32，配线选用多年平均最枯月流量为66m3/s，Cv=0.32，Cs/Cv=2.0。
各频率最枯月径流成果见表3.2－4，图3.2－6。
交口水利坝址最枯月平均流量频率成果表
表3.2－4
均值
（m3/s）
CV
CS/CV
流量（m3/s）
5％
10％
15％
20％
50％
85％
95％
66
0.35
2
109
97
90
85
64
43
33
（4）日保证率流量
根据交口坝址1964年1月～2015年12月逐日平均流量系列进行大小排列，求得天然情况下各保证率日平均流量见表3.2－5及图3.2－7。
交口水利枢纽天然日平均流量保证率成果表
表3.2－5
资料年限
各保证率下流量（m3/s）
50％
75％
85％
90％
95％
98％
1964年1月～2015年12月
131.4
75.9
59.5
50.6
39.6
30.7
2）金鸡枢纽径流计算
（1）年径流
金鸡水利枢纽坝址下游2.3km处有金鸡水文站，中间无支流汇入，其控制集雨面积与坝址控制集雨面积几乎相同，故金鸡枢纽径流直接采用金鸡水文站实测资料推求。
据金鸡水文站1964～2015年共51年径流系列统计，多年平均流量218.9m3/s，汛期（4～9月）水量约占年水量的72.8％，其中主要集中在5～8月，占年水量的54.9％左右；枯水期（10～3月）水量仅占年总水量的27.2％，历年各月径流成果见表3.2－6。
金鸡水利枢纽逐月平均流量表
表3.2－6
项目
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
年
平均流量（m³/s）
101.5
96.0
97.2
211.1
329.1
377.5
336.0
388.7
266.0
183.0
135.5
104.6
218.9
径流量（亿m³）
2.72
2.32
2.60
5.47
8.82
9.79
9.00
10.41
6.89
4.90
3.51
2.80
69.24
占年水量（％）
3.93
3.35
3.76
7.90
12.73
14.13
13.00
15.04
9.96
7.08
5.07
4.05
100
（2）年径流频率计算
将金鸡水利枢纽1964年～2015年共51年的年平均流量系列进行经验频率计算，得多年平均流量为218.86m3/s，Cv=0.33，配线选用多年平均流量为218.9m3/s，Cv=0.35，Cs/Cv=2.0；成果见表3.2－7、图3.2－8。
金鸡水利枢纽坝址年平均流量频率计算成果表
表3.2－7
项目
平均流量
（m3/s）
Cv
Cs/Cv
各频率设计值（m3/s）
5％
15％
20％
50％
85％
95％
本次计算
218.9
0.35
2
358.2
297.4
279.4
210.0
141.8
109.8
（3）枯水径流分析
根据金鸡水利枢纽1964～2015年历年最枯月流量进行经验频率计算，得多年平均最枯月流量为65.15m3/s，Cv=0.34，配线选用多年平均最枯月流量为65.2m3/s，Cv=0.35，Cs/Cv=2.0。
各频率最枯月径流成果见表3.2－8，图3.2－9。
金鸡水利枢纽坝址最枯月平均流量频率成果表
表3.2－8
均值
（m3/s）
CV
CS/CV
流量（m3/s）
5％
10％
15％
20％
50％
85％
95％
65.2
0.35
2
106.7
95.6
88.6
83.2
62.6
42.2
32.7
（4）日保证率流量
根据金鸡水利枢纽1964年1月～2015年12月逐日平均流量系列进行大小排列，求得天然情况下各保证率日平均流量见表3.2－9及图3.2－10。
金鸡水利枢纽坝址天然日平均流量保证率成果表
表3.2－9
资料年限
各保证率下流量（m3/s）
50％
75％
85％
90％
95％
98％
1964年1月～2015年12月
128.4
74.7
58.4
49.9
38.9
30.2
3）象棋枢纽径流计算
（1）年径流
象棋枢纽处控制集雨面积为4376km2，下游5km处有象棋水文站，该站控制集雨面积4410km2，象棋枢纽占象棋水文站以上控制集雨面积的99％以上，其流域特性一直，故象棋枢纽径流直接采用象棋水文站实测资料推求。
据金鸡水文站1959～2015年共57年径流系列统计，多年平均流量112m3/s，汛期（4～9月）水量约占年水量的74.3％，枯水期（10～3月）水量仅占年总水量的25.7％，历年各月径流成果见表3.2－10。
象棋水利枢纽逐月平均流量表
表3.2－10
项目
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
年
平均流量（m³/s）
47
45
46
109
173
202
181
198
132
89
66
51
112
径流量（亿m³）
1.3
1.1
1.2
2.8
4.6
5.2
4.8
5.3
3.4
2.4
1.7
1.4
35.4
占年水量（％）
3.6
3.1
3.5
8.0
13.1
14.8
13.7
15.0
9.7
6.8
4.8
3.9
100
（2）年径流频率计算
将象棋水利枢纽1957年～2015年共57年的年平均流量系列进行经验频率计算，得多年平均流量为112.0m3/s，Cv=0.35，配线选用多年平均流量为112m3/s，Cv=0.35，Cs/Cv=2.0；成果见表3.2－11、图3.2－11。
象棋水利枢纽坝址年平均流量频率计算成果表
表3.2－11
平均流量
（m3/s）
Cv
Cs/Cv
各频率设计值（m3/s）
5％
15％
20％
50％
85％
95％
112
0.35
2
183.3
152.2
143.0
107.5
72.5
65.6
（3）枯水径流分析
根据象棋水利枢纽1959～2015年历年最枯月流量进行经验频率计算，得多年平均最枯月流量为30.1m3/s，Cv=0.34，配线选用多年平均最枯月流量为30.1m3/s，Cv=0.35，Cs/Cv=2.0。
各频率最枯月径流成果见表3.2－12，图3.2－12。
象棋水利枢纽坝址最枯月平均流量频率成果表
表3.2－12
均值
（m3/s）
CV
CS/CV
流量（m3/s）
5％
10％
15％
20％
50％
85％
95％
30.1
0.35
2
49.3
44.1
40.9
38.4
28.9
19.5
15.1
（4）日保证率流量
根据象棋水利枢纽1959年1月～2015年12月逐日平均流量系列进行大小排列，求得天然情况下各保证率日平均流量见表3.2－13及图3.2－13。
金鸡水利枢纽坝址天然日平均流量保证率成果表
表3.2－13
资料年限
各保证率下流量（m3/s）
50％
75％
85％
90％
95％
98％
1959年1月～2015年12月
60.7
34.3
26.0
22.0
17.3
11.9
4）径流成果合理性分析
径流成果合理性分析主要是通过对上、下游主要测站同期年径流统计参数值进行对比分析（见表3.2－14）。
从表3.2－14中结果可以看出，年径流均值随集雨面积的增加而递增，年径流模数由上游到下游随着集雨面积的增加而逐渐减小，也符合流域内降雨量地区分布规律，上、下游各站的年径流统计参数基本平衡合理。
北流河流域主要水文站年径流统计参数比较表
表3.2－14
河名
位置
集雨面积（km²）
均值
（m³/s）
Cv
年径流模数（l/s/km²）
北流河
杨梅水文站
737
23.1
0.36
31.3
南渡水文站
1845
49.5
0.40
26.8
容县水文站
2831
81.5
0.32
28.8
象棋水文站
4544
112.0
0.35
24.6
金鸡水文站
8720
223
0.35
25.5
3.2.3泥沙
3.2.3.1悬移质输沙量
北流河发源于广西北流县，全长230km，流径广东信宜、广西北流、容县、岑溪，于藤县县城汇入浔江。
经分析，北流河泥沙主要来自流域内雨洪对地表的侵蚀冲刷，水土流失严重，因而含沙量较大，水流常年混浊。
流域两岸多为含砾砂岩、细砂岩夹页岩和粉砂岩。
流域上游人口密集，沿岸垦荒采矿较多，自然植被已遭受破坏，水土流失严重，是北流河的高产沙区。
藤县境内北流河下游地带，河道蜿蜒弯曲，属不对称“U”形的中低山丘陵地形，相对高差在100～130m，两岸多为裸露基岩和一、二级阶地，沿岸阶地竹林茂盛，植被良好，水土流失不甚严重，故该区泥沙来源相对较少。
流域内金鸡水文站有悬移质泥沙测验资料，1958年开始进行悬移质泥沙观测，测验资料较长，并且测验资料经水文主管部门审编刊印。
根据金鸡水文站多年泥沙资料统计，多年平均含沙量为0.283kg/m3，年内各月含沙量成果见表3.2－15。
金鸡水文站逐月平均含沙量成果表
表3.2－15
项目
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
全年
含沙量（kg/m³）
0.07
0.08
0.15
0.56
0.64
0.46
0.43
0.43
0.28
0.18
0.07
0.04
0.283
根据交口坝址逐月平均流量及金鸡水文站逐月平均含沙量成果，求得交口坝址多年平均多年平均悬移质输沙量258.4万t，成果见表3.2-16。
推算出金鸡坝址逐月平均入库输沙量，成果见表3.2－17。
推算出象棋坝址逐月平均入库输沙量，成果见表3.2－18。
交口枢纽逐月平均输沙量成果表
表3.2－16
项目
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
全年
输沙量（104t）
1.9
1.8
3.8
30.5
57.0
45.5
39.5
46.1
19.8
9.0
2.3
1.1
258.4
占年输沙量百分数（％）
0.7
0.7
1.5
11.8
22.1
17.6
15.3
17.8
7.7
3.5
0.9
0.4
100
金鸡枢纽逐月平均输沙量成果表
表3.2－17
项目
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
全年
输沙量（104t）
1.8
1.8
3.7
30.2
56.1
44.5
38.8
44.8
19.3
8.8
2.
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