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2水文
2．水文、气象
批准：
吴生平
审核：
李建坤
校核：
钟向伟
编写：
王淑云
参加设计人员：
马军钟向伟杨俊
汤友如钟霞王淑云
2．水文、气象
2.1流域概况
莽山水库位于珠江水系北江二级支流长乐水的上游，宜章县辖的东风乡、莽山乡境内，坝址位于东风乡菜子冲的下燕，东经112°45′48″，北纬25°1′21″。
距宜章县城72km。
长乐水又名乐水河，在莽山乡分为南北两源。
南源为干流，发源于宜章县莽山的白公坳，流经宜章县的莽山、东风、黄沙、长村、一六、粟源等乡镇，在广东省坪石镇企头坪汇入武水。
干流长115km，流域面积1195km2。
莽山水库大坝（上坝址，亦称下燕坝址）控制流域面积230km2，干流长36.7km，干流平均坡降21.9‰。
库区四周丛山环抱，西南高，东北低。
流域内坡降大，水流湍急，流域内以韭菜岭海拔1902m为最高，地面最大高差为1600m，溪沟发育为丛山地貌，上游地表有茂密的森林覆盖，植被较好，是我省南部著名的莽山林区，中下游为丘陵区，植被较差。
莽山水库坝址上游有林子坪水库，集雨面积15.9km2，水库正常蓄水位846m（假设标高，相当黄海标高为1257.031m），相应库容为547.3万m3，总库容为570万m3，调节库容为493.68万m3，属年调节水库。
林子坪水库仅占莽山坝址流域面积6.9%，且其调节库容较小，对莽山水库的径流洪水影响较小。
流域水系见图2-1。
2.2气象
莽山水库地处中亚热带季风湿润气候区，气候温和，雨量充沛。
因受高山地貌和季风影响，气候多变，降雨较多。
坝址流域内莽山、韭菜岭（猛坑口）两雨量站的多年平均雨量分别为1704.1mm（1959～2010年）和2399.5mm（1959～1984年），而坝址以下为丘陵区，降雨趋减，如明星桥站多年平均降雨量仅为1303.3mm（1961～2010年），降雨大多集中在4～6月份。
根据宜章县气象局历年观测资料统计，多年平均气温18.2℃，最高气温为41.0℃（2003年7月），最低气温-5.2℃（1972年2月），多年平均蒸发量1457.3mm，多年平均相对温度80%，多年平均风速1.4m/s，历年最大风速为20m/s，风向NW。
本流域暴雨多出现于夏季，从现有实测资料统计，最早发生在三月，最迟在十一月，最大24小时暴雨以莽山站2006年7月15日296.1mm为最大。
据宜章气象站调查分析，暴雨中心尚不在韭菜岭，而在本流域900～1200m高程范围内。
2.3水文基本资料
莽山水库坝址上、下游流域内无水文测站，仅有韭菜岭、莽山、明星桥三个雨量站；而邻近流域有大陂、汾市水文站及上洞雨量站，考虑大陂站流量资料系列较短，汾市站流域下垫面情况与本流域相差甚大，不宜作为莽山水库水文计算的参证站。
经比较分析，本次选择较近流域毛俊站、蓝山站及寨前站作为坝址径流、洪水计算参证站；另外为了推求灌区水库、河坝产水选择邻近流域下垫面情况与灌区相近郴州站作为灌区径流计算参证站。
各站基本情况如下：
1）韭菜岭雨量站：
该站1959年设立，1959～1971年观测逐旬降水量，1972年起人工观测时段雨量，以后在汛期使用自记（观测不全，未收集）。
1985年撤销。
本次收集1959～1984年雨量资料。
2）莽山雨量站：
该站1963年设立，人工观测时段雨量，1975年改为自记，本次收集1963～2010年雨量资料。
3）上洞雨量站：
1958年设立，本次收集1958～2010年年雨量及1969～2010年年最大24小时雨量资料。
4）明星桥雨量站：
1960年设立，1961年开始正式观测，本次收集1961～2010年年最大24小时雨量资料。
5）桃源坪雨量站：
1973年设立，采用20cm自记雨量计，本次收集1973～2010年雨量资料。
6）杨家洞雨量站：
1963年设立，采用25.2cm自记雨量计，本次收集1973～2010年雨量资料。
7）浆洞雨量站：
1973年设立，采用20cm自记雨量计，本次收集1973～2010年雨量资料。
8）大陂水文站：
1970年设立为水文站，控制面积452km2，1970～1973年观测流量，因受上游500m的两处引水工程（发电、灌溉）影响。
1974年起改为水位站，本次利用其成果作比较分析（比较年径流）。
9）毛俊水文站：
位于湖南省蓝山县，1972年设立，1973年1月1日正式观测，观测水位、流量、雨量，2003年底撤消，控制流域面积309km2。
测验河段顺直长150m,河床为岩石、沙子、卵石组成；高水有冲淤现象，冻结高程49.7m右岸漫滩，宽约30m。
该站历年Z～Q关系较为稳定，上游植被以森林、草坡为主，与莽山水库较为接近。
毛俊站基本水尺为直立式、搪瓷水尺，自记水位台为岛岸结合式，自记水位计为SW40型。
一般采用流速仪测流。
本次收集1973～2003年流量及雨量资料。
10）蓝山水文站：
位于湖南省蓝山县县城，2004年元月设立，观测水位、流量、雨量，控制流域面积254km2，由于该站流域植被与莽山水库较为接近，故选用其作为参证站。
蓝山站基本水尺为直立式、搪瓷水尺，自记水位台为岛岸结合式，自记水位计为SW40型。
一般采用流速仪测流。
本次收集该站2004～2010年流量及雨量资料。
11）寨前水文站：
1957年设立为沙田水文站，1959年上迁至寨前圩曰寨前
（一）站，1963年1月1日下迁200m为寨前
（二）站，1971年12月又下迁约1200m，为现寨前（三）站。
寨前（三）站基本水尺为直立式水尺，自记水位计为SW40型。
一般采用流速仪测流，高水采用浮标法施测，浮标系数采用0.85。
寨前（三）站控制流域面积384km2，由于该站流域植被与莽山水库较为接近，故选用其作为参证站，但该站离莽山水库较远。
本次收集该站1959～2010年流量及雨量资料。
12）郴州水文站：
位于湖南省郴州市，1959年1月1日设立，1960年因原断面上游建坝，导致水流不平稳而下迁250m至今，观测水位、流量、雨量，控制流域面积354km2。
测验河段顺直，基本断面上游50m是岩板，再上500m有一座活动闸坝，下游107m是枯水断面，卵石河床，160m处有一急滩，中、低水起控制作用，2300m处有一滚水坝，近年来闸门敞开。
断面附近水草丛生，导致Z～Q曲线变化频繁。
右岸当水位达4.6m以上时开始漫滩。
郴州水文站基本水尺为直立式水尺，自记水位计为SW40型。
采用流速仪测流。
本次收集1959～2010年流量及雨量资料。
以上各站资料除韭菜岭站外均为水文刊印成果，其精度可满足本阶段设计要求。
各站位置见图2.1。
雨量站、水文站一览表
表2.3
站名
站别
设立时间
刊布资料项目
年
月
降水量
水位
流量
输水率
泥沙颗粒级配
水温
水化学
韭菜岭
雨量站
1959
√
莽山
雨量站
1963
√
上洞
雨量站
1958
√
明星桥
雨量站
1960
√
桃源坪
雨量站
1973
√
杨家洞
雨量站
1963
√
浆洞
雨量站
1973
√
大陂
水文站
1970
√
√
毛俊站
水文站
1973
1
√
√
√
蓝山
水文站
2004
1
√
√
√
寨前
水文站
1957
√
√
√
√
郴州
水文站
1959
1
√
√
√
2.4径流
2.4.1参证站选择
莽山水库流域植被主要为森林与荒草坡，覆盖较好，雨量比邻近流域充沛；但流域内无水文测站，因此其径流计算需根据邻近流域水文资料确定，从流域附近各处水文测站分析，大陂及汾市水文站离莽山水库最近，但大陂站仅有4年流量资料，而汾市站虽有长系列流量资料，但上游为丘陵区，与莽山水库下垫面情况相差甚远，不宜作为莽山水库径流计算参证站。
本次分析比较1973～2003年同期多年平均降水量，我省蓝山县毛俊站、蓝山站及桂东县寨前站与莽山流域多年平均降水量较为接近，且三站的下垫面条件与莽山水库相似，控制面积适中，实测系列较长，因此选择毛俊站、蓝山站及寨前站作为参证站。
三站与莽山坝址以上流域基本情况见表2.4.1。
从毛俊、寨前站降雨径流分析，二站年降雨径流关系一致，但二站月降雨过程与莽山站比较，毛俊站最接近。
另外本次分析了1973～2003年毛俊站、莽山坝址以上年降水量的相关关系（见图2-2），相关性较好，因此选择毛俊站作为主要参证站。
考虑到毛俊站仅有1973～2003年的实测资料，1959～1972年则利用寨前站径流过程，2004～2010年径流过程利用蓝山站径流过程。
参证站情况表
表2.4.1
河名
站名
面积（km2）
河长（km）
坡降（‰）
多年平均降雨量（1973～2003年）
下垫面情况（%）
流域内雨量站数
资料系列
森林
水田
荒草坡
灌木及茶林
沤江
寨前
（二）
291
31.0
11.5
31.5
12.0
26.0
30.5
3
1959～1972
沤江
寨前（三）
384
1649
4
1959～2010
俊水
毛俊
309
41.2
10.9
1720
44.0
5.0
51.0
4
1973～2003
舜水
蓝山
254
2004～2010
长乐水
莽山坝址
230
36.7
21.9
1740
55.0
5.0
15.0
25.0
2
2.4.2径流计算
本次莽山坝址年径流采用两种方法计算：
方法一，以毛俊站、寨前站及蓝山站作为主要参证站，根据莽山坝址以上年平均雨量借用毛俊站的年降雨径流关系，计算出坝址的年平均径流量，然后以年平均流量控制，借用毛俊站（1973～2003）、寨前站（1959～1972）及蓝山站（2004～2010年）实测逐月径流过程推求坝址处逐月平均流量，成果见附表2-1。
莽山坝址以上平均雨量由莽山站（1963～2010年）、上洞站（1958～2010年）平均值代替，其中1958～1962年则根据莽山坝址（1963～2010年）年平均雨量与上洞站（1963～2010年）年平均雨量建立相关关系，然后根据该相关关系由上洞站（1958～1962年）插补得到1958～1962年莽山坝址以上平均雨量。
毛俊站年降雨径流关系则是根据毛俊站年平均径流深，与其流域内桃源坪站、杨家洞站、浆洞站及毛俊站四站年降雨量平均值建立（见图2-3）。
通过计算，莽山坝址多年平均流量为9.85m3/s。
方法二：
以毛俊站、寨前站及蓝山站作为主要参证站，采用水文比拟法进行计算，即将径流经面积比拟后,按莽山坝址以上与毛俊站多年平均降雨量的比值修正，得到莽山坝址长系列径流。
莽山坝址以上多年平均降雨量、毛俊站多年平均降雨量计算同方法一。
通过计算，莽山坝址多年平均流量为9.75m3/s。
上述两种方法计算成果相近，方法一较方法二更能反映坝址每年的流量变化过程，因此本次推荐采用方法一计算成果。
通过计算，坝址多年平均流量9.85m3/s，多年平均径流量3.11亿m3，多年平均径流深1351.3mm。
项目建议书阶段成果：
坝址多年平均流量9.88m3/s，多年平均径流量3.12亿m3，多年平均径流深1354.7mm。
本次计算成果与项目建议书阶段成果相近，主要差别在于：
项目建议书阶
升级会员 