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锦屏基本资料

1设计基本条件

1.1工程概况

锦屏一级水电站位于四川省凉山彝族自治州木里县和盐源县交界处的雅砻江大河湾干流河段上，是雅砻江下游从卡拉至河口河段水电规划梯级开发的龙头水库，距河口358km，距西昌市直线距离约75km。

锦屏一级水电站主要任务是发电。

水库正常蓄水位1880m，死水位1800m，正常蓄水位以下库容77.65亿m³，调节库容49.1亿m³，属年调节水库。

电站装机6台，单机容量600MW。

工程枢纽建筑物主要由混凝土双曲拱坝（包括水垫塘和二道坝）、右岸泄洪洞、右岸引水发电系统及开关站等组成，左岸现有建筑物为导流洞及其施工支洞。

双曲拱坝最大坝高305m。

工程等级为Ⅰ等工程，主要水工建筑物为1级。

1.2地质条件

锦屏一级水电站坝址位于普斯罗沟与手爬沟之间约1.5km的雅砻江河段上，河流流向N25°E，河道顺直而狭窄，水流相对平缓。

枯期江水位1635.7m时水面宽80～100m，水深6～8m，正常蓄水位1880m处谷宽约410m。

两岸山体雄厚，基岩裸露，坡陡谷窄。

岩层走向与河流流向基本一致，左岸为反向坡、右岸为顺向坡。

左岸无大的深切冲沟，1820m高程以下大理岩出露段，地形完整，坡度55°～70°，以上砂岩出露段坡度40°～50°，地形完整性较差，呈山梁与浅沟相间的微地貌特征；右岸呈陡缓相间的台阶状，1810m高程以下坡度70°～90°，以上约40°，坝轴线上游为深切的普斯罗沟，沟内有常年水流，1900m高程以上谷底较开阔，以下为一线天式峡谷，沟壁近直立，坡高160～300m，坝轴线下游有手爬沟深切，沟内常年有水，沟型相对较缓、开阔；河床谷底基岩面平缓，总体缓倾下游，基岩顶面高程从坝轴线附近的1600m向下游至泄洪冲刷区附近逐渐降为1595m。

从河面至两岸谷肩有近千米高差，正常蓄水位1880m处，河谷宽高比1.63，呈典型的深切“V”形河谷，但上部岸坡相对较缓。

河床冲积堆积覆盖层一般厚约25.00～35.00m，按物质组成、颗粒大小及结构特征由下至上大致可分为三层。

第①层：

含块卵（碎）砂砾石层，厚度变化较大，一般厚约4.00～8.00m。

块石块径0.25～0.30m，主要成分为大理岩，含量约5～10%；卵（碎）石粒径一般约0.10～0.20m及0.06～0.09m，呈圆～次棱角状，成分砂岩、大理岩、玄武岩，含量约15%；砾石粒径一般约0.01～0.02m及0.03～0.05m，成分砂岩、大理岩，呈角砾状，含量约40～50%；砂为中粗砂，含量约20～25%。

第②层：

含卵（碎）砾石粉土层，颗粒较细，颜色呈深灰色，厚度变化较大，一般厚约10.00～14.00m。

偶见块石，块径0.20～0.40m，含量约0～3%；卵石成分主要为大理岩、砂岩、灰岩，粒径0.08～0.15m为主，含量约15～20%；砾石主要成分大理岩、砂岩，磨圆度较好，粒径主要为0.005～0.02m、0.04～0.06m，含量约20～25%；粉土及中细砂混杂呈黄褐～灰褐色，粉土含量约35%，中细砂含量约15%。

第③层：

含块碎（卵）砂砾石层，粒径不均匀，混杂分布，厚度变化大，一般厚约8.00～13.00m。

块石成分大理岩，含量约5%；碎石粒径一般约0.08～0.10m，成分大理岩、砂岩、玄武岩，呈棱角～次棱角状，含量约5～10%；卵石粒径一般约0.06～0.08m，成分大理岩、砂岩、玄武岩，磨圆度较好，呈圆～次圆状，含量约15～20%；砾石粒径一般约0.005～0.01m及0.02～0.04m，成分大理岩、砂岩，部分呈角砾状、次圆状，含量35～45%；砂为中细砂含少量粉土，含量10～15%。

右岸堰肩1680.00m高程以下为崩坡积堆积，岩性为灰褐色块碎石土，厚约10.00～15.00m，碎石成分为大理岩，一般粒径约0.005～0.03m，少量0.05～0.07m，结构松散、局部有架空。

两岸岩体强卸荷、弱风化下限水平深度约15.00～20.00m，弱卸荷下限水平深度约30.00～50.00m。

强卸荷带内卸荷裂隙较发育，普遍张开，充填风化岩屑、岩块，部分可见次生泥，岩体块裂特征明显；弱卸荷带内卸荷裂隙不发育，张开宽度较小，无次生充填，岩体多呈次块～镶嵌结构。

河床基岩顶板高程为1595.00m，基岩无强卸荷，弱卸荷下限铅直埋深约15.00～20.00m，相应高程为1580.00～1575.00m，弱卸荷特征主要表现为岩体总体上较松弛，完整性较差，裂隙有一定轻微张开，中等透水带。

河床部位卸荷对岩体的完整性、紧密程度有一定的影响，对岩体透水性影响较为明显。

1.3水文条件

1.3.1气象

雅砻江流域地处青藏高原东侧边缘地带，属川西高原气候区，主要受高空西风环流和西南季风影响，坝址区干湿季分明。

每年11月至次年4月为旱季、降雨很少，日照多、湿度小，日温差大。

每年5月~10月为雨季，降雨集中，气温湿润，日照少，湿度较大，日温差小，降雨量约占全年雨量的90-95%。

根据洼里（三滩）水文气象站资料，多年平均气温17.2℃，历年极端最高气温39.7℃，极端最低气温-3℃。

多年年平均降雨量792.8mm，降雨日数116.1天；多年平均相对湿度67%，多年平均水温12.2℃，最大风速13m/s。

气象要素特征见表1－1。

表1-1CZA水文站年降雨量统计表

月份/项目

1

3

5

7

9

11

年

降

雨

量

（mm）

历年均值

0.9

6.8

60.8

177.0

91.7

7.0

676.5

历年最大

5.2

23.8

191.4

277.9

148.2

24.3

946.6

历年最小

0

0

16.2

79.7

25.0

0

464.8

降水日数

0.7

2.9

12.3

21.5

17.9

3.2

116.1

气象要素特征见表1-2。

表1-2气象要素特征表

月份

特征值

1

3

5

7

9

11

气

温

（℃）

多年平均

10.5

17.4

21.7

21.2

19.2

12.8

极端最高

27.0

38.0

38.7

39.7

39.1

29.8

极端最低

-3.0

2.0

8.7

10.0

10.1

2.5

降

雨

量

（mm）

多年平均

0.6

14.3

51.4

199.9

105.5

10.0

占全年百分数（%）

0.08

1.81

6.49

25.2

13.3

1.27

历年一日最大

3.0

21.4

25.9

62.7

40.6

12.3

地

温

（℃）

多年平均

11.8

19.4

25.1

24.5

22.1

14.8

极端最高

46.5

64.0

74.2

68.0

58.3

49.8

极端最低

-9.7

-2.8

7.1

9.5

8.8

-2.3

相对

湿度

（%）

多年平均

55

45

60

84

84

74

蒸发量

（mm）

多年平均

134.9

258.7

240.5

118.4

95.7

83.0

风速

（m/s）

多年平均

1.7

2.5

1.9

0.9

1.1

1.4

1.3.2水文

雅砻江流域径流丰沛，径流主要来源由降雨形成，其径流年内变化及地区分布，与降雨变化基本一致，年际变化不大，年内分配相对稳定。

洪水主要由暴雨形成，6～9月为汛期，上游CZC、CZD等地年最大洪水6月即可出现，中、下游地区最大洪水多发生在7、8两月。

流域径流年内分配大致分为：

丰水期6～11月，主要为降雨补给，水量占全年的81.6%，枯水期12月至次年5月，主要由地下水补给，水量占全年的18.4%。

根据CZA水文站1953年6月～1995年5月43年实测水文系列资料统计，坝址区域内多年平均流量为1220m³/s。

最大年平均流量为1850m³/s，是多年平均流量的1.52倍；最小年平均流量为830m³/s，是多年平均流量的0.68倍。

历年实测最大流量为8020m³/s，最小流量236m³/s。

本工程施工分期设计洪水、不同频率月、旬平均流量、坝址区各支沟洪水分析成果及CZA水文站实测最大洪峰流量统计成果见表1-3～表1-7。

表1-3锦屏一级电站分期洪水成果表

使用期

均值

（m³/s）

CV

Cs

Cv

Qp（m³/s）

P=2%

P=3.3%

P=5%

P=10%

P=20%

P=50%

1月

407

0.16

2

552

534

520

492

461

404

2月

341

0.15

2

454

441

429

408

383

338

3月

386

0.24

8

653

607

570

507

444

359

4月

655

0.37

4

1320

1210

1130

978

823

598

5月

1110

0.36

2

2080

1950

1840

1640

1420

1060

6-9

5700

0.29

4

10000

9370

8850

7920

6920

5390

10月

2550

0.40

2.5

5140

4770

4460

3920

3320

2380

11月

1090

0.22

5

1710

1620

1540

1410

1270

1050

12月

618

0.18

2

867

837

812

764

709

611

表1-4雅砻江CZA站月平均流量（单位：

m³/s）

月

10

11

12

1

2

3

4

5

6

7

8

9

P=75%

1280

691

427

312

284

295

374

575

1190

2070

1820

2030

P=80%

1220

670

415

308

277

289

364

553

1120

1960

1750

1930

P=85%

1160

646

402

293

268

282

352

528

1040

1850

1690

1830

表1-5雅砻江CZA站旬平均流量表（单位：

m³/s）

月

4

5

10

11

12

旬

上

中

下

上

中

下

上

中

下

上

中

下

上

中

下

P=5%

459

579

744

868

1040

1280

3260

2480

1780

1330

1060

873

743

639

552

P=10%

432

520

660

795

937

1180

2880

2170

1610

1230

979

814

701

595

51

P=20%

405

470

584

707

826

1020

2500

1920

1450

1120

901

752

648

553

480

表1-6锦屏一级水电站及各支沟洪水成果表

沟名

流域面积（km2）

P=3.3%（m³/s）

P=20%（m³/s）

矮子沟（左）

42.1

129

84.7

矮子沟（右）

7.6

31.7

19.8

羊房沟

27.4

91.5

58.1

五二湾沟

5.0

28.3

17.6

CZB沟

80

179

114

肖厂沟

5.6

27.1

16.9

解放沟

16.6

66.4

41.9

普罗斯沟

9.8

36.6

22.9

手爬沟

20.4

74.9

47.4

印把子沟

25.6

89.2

56.6

表1-7CZA站实测最大洪峰流量表

年份

1953

1954

1955

1956

1957

1958

1959

1960

1961

1962

Q（m³/s）

7530

8310

6430

3720

6330

5090

5190

5040

5050

7000

年份

1963

1964

1965

1966

1967

1968

1969

1970

1971

1972

Q（m³/s）

5200

5320

7820

5960

3050

4920

4950

6770

3780

5380

年份

1973

1974

1975

1976

1977

1978

1979

1980

1981

1982

Q（m³/s）

3800

6290

4400

4970

4930

4300

4820

8020

7120

5970

年份

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

Q（m³/s）

3400

4450

5130

4090

5890

4380

4660

6200

5980

4630

年份

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

Q（m³/s）

7020

4420

5750

6090

4980

7580

6420

6600

1.4径流

本流域径流主要来源于降水，径流的年内变化及地区分布与降水的变化趋势基本一致。

CZD以北地区，由于深居内陆，海拔高，南来暖湿气流受高山阻挡，故降水量较少，CZD以上流域多年平均径流深为315mm，径流模数为9.98dm³/（s.km2）。

CZD～CZA之间处于中段暴雨地区，雨量增多，多年平均径流深为487mm,径流模数为15.4dm³/（s.km2）。

CZA～CZF区间处于下段暴雨区，雨量更加丰沛，多年平均径流深为981mm,径流模数为31.1dm³/（s.km2）。

本流域面积大，植被良好，对径流起到一定的调蓄作用，径流年内丰枯变幅较小。

据CZA（CZB）站1953年6月～2000年5月流量系列统计，多年平均流量为1220m³/s。

径流年内分配大致分为，丰水期6～11月，主要为降雨补给，水量约占全年的81.6%。

枯水期12月至次年5月，主要由地下水补给，水量占全年的18.4%。

径流的年际变化不大，最大年平均流量1850m³/s，（1965年6月～1966年5月），是多年平均流量的1.52倍，最小年平均流量830m³/s（1973年6月～1974年5月），是多年平均流量的0.68倍。

历年实测最大流量8020m³/s（1980年8月18日）。

最枯流量多发生在2～3月，历年实测最小流量236m³/s（1985年2月11日）。

锦屏一级水电站坝址位于CZA水文站下游约10km处，其区间面积仅占CZA水文站集水面积的0.2%，故直接采用CZA（CZB）站径流资料，按年径流（6月～翌年5月）、汛期径流（6月～11月）、枯期径流（12月～翌年5月）分别进行频率计算。

成果见表1-8。

表1-8CZA站径流成果表

项目

均值

（m³/s）

Cv

Cs/Cv

Qp（m³/s）

P=10%

P=50%

P=90%

年径流（6月～翌年5月）

1220

0.20

2

1540

1200

920

汛期（6月～11月）

1990

0.24

2

2620

1950

1410

枯期（12月～翌年5月）

440

0.12

2

509

438

374

根据径流频率计算成果及动能调节计算的要求，选择代表年如下：

丰水代表年：

1954年6月～1955年5月，年平均流量1740m³/s。

中水代表年：

1982年6月～1983年5月，年平均流量1210m³/s。

枯水代表年：

1983年6月～1984年5月，年平均流量855m³/s。

1.5洪水

雅砻江流域暴雨一般出现在6～9月，主要集中在7、8两月，且多连续降雨。

一次降雨过程为3天左右，两次连续过程为5天左右或更长一些，主雨段多在1～2天。

上游CZC、道孚以北，海拔高程多在4000m以上，降水量不大，极少出现日雨量大于50mm的暴雨，实测最大日雨量68.6mm（清水河站1986年7月8日）。

CZC、道孚以南受地形影响，形成三个稳定的暴雨区。

一是位于濯桑～理塘～CZD一带。

呈南北向椭圆形分布，该区雨强不大，最大一日点雨量99.2mm（濯桑1969年7月4日），但笼罩面积较广。

二是大坪子～务本一线，呈东西向带状分布，该区雨强较大，最大一日点雨量227.8mm（宁蒗站1969年7月1日）。

三是在安宁河上游，最大一日点雨量243.6mm（安宁桥站1975年9月26日），雨区面积也不大。

雅砻江流域洪水主要由暴雨形成。

较大洪水多为两次以上的连续降雨形成。

汛期内连绵不断的降雨使河流底水逐渐抬高，如发生1～3日较为集中的大面积暴雨，即可形成较大洪水。

洪水过程多呈双峰或多峰型，一般单峰过程6～10天，双峰过程12～17天。

洪水起涨时底水流量较大，一般可占峰顶流量的1/2～1/3左右。

由于流域大部分地区雨强不大，加之流域形状呈狭长带状，不利于洪水汇集，故洪水一般具有洪峰相对不高、洪量大、历时长的特点。

本流域6～9月为汛期，上游CZC、CZD等站年最大洪水6月即可出现，中、下游各站年最大洪水多发生在7、8两月，主要测站年最大流量出现频次见表1-9。

表1-9雅砻江主要测站年最大流量发生频次统计表

站名

项目

6月

7月

8月

9月

10月

合计

统计年份

雅江

次数

9

20

9

9

47

1952～1999年

频次%

19.1

42.6

19.1

19.1

100

CZA

（CZB）

次数

2

17

14

8

41

1959～1991年1993～2000年

频次%

4.9

41.5

34.1

19.5

100

泸宁

次数

2

18

18

8

46

1953～1955年1957～1999年

频次%

4.4

39.1

39.1

17.4

100

CZF

次数

1

15

14

11

1

42

1957～1998年

频次%

2.4

35.7

33.3

26.2

2.4

100

据CZA（CZB）站实测资料统计，年最大流量最早发生在6月（1994年6月21日，洪峰流量为4400m³/s），最晚发生在9月（1989年9月20日，洪峰流量为4660m³/s）。

历年实测年最大流量的最大值为8020m³/s（1980年8月18日），年最大流量的最小值为3050m³/s（1967年7月23日）。

从洪水地区组成看，形成CZA（CZB）站较大洪峰流量主要有两种情况：

一是全流域性洪水，主要雨区先在CZD以上，以后向CZD～CZA（CZB）～CZE区间移动，当暴雨的移动与洪水汇流配合适当时，在CZA（CZB）站形成较大洪峰流量，如1965年、1970年、1984年等，CZD以上来水可达CZA（CZB）站的60～70%。

二是CZD～CZA（CZB）区间来水为主，如1974、1981等年，CZD～CZA（CZB）区间来水占CZA站（CZB）的60%左右。

从调查和实测洪水统计来看，形成CZA（CZB）站较大洪水多系全流域性洪水。

另外，本流域还发生过异常洪水。

1967年6月8日9时左右，上游的CZD县唐古栋村发生大滑坡，堵塞河道，形成高达355m的天然拦河坝，堵断江流9昼夜，蓄水约6.8亿m³，于6月17日8时左右漫顶后溃决，造成雅砻江罕见的特大洪水。

据成勘院原雅砻江下游查勘组调查及实测资料，溃决处水位壅高达50.7m,溃决后最大流量约53000m³/s,主要泄洪历时13h,泄洪量约6.0亿m³。

CZA站出现最大洪峰流量为23600m³/s,CZE站为23100m³/s,CZF站为19900m³/s。

CZA、CZE两河段调查到的首大洪水为1863年，次大洪水为1924年，与1924年洪水同级的有1893年洪水。

另有1904、1913、1933、1938、1948、1954等年较大洪水，其中1913年洪水略大于1933年洪水。

1933年和1938年洪水为同级，并略大于1948年洪水，1904年洪水与1954年同级，1954年洪水是实测到的最大洪水。

CZA、CZE两河段区间面积只占CZE站集水面积的5.4%，两河段的主要历史洪水是基本对应的，实测资料也表明CZA和CZE两站历年年最大流量发生时间完全相应，所以，在确定历史洪水重现期时可视为同一河段。

鉴于1904年以来历史洪水调查清楚，并未遗漏象实测首大（1954年）那样量级的洪水，因此，历史洪水重现期按两个时段处理，即1863年以来1863年洪水为首位，重现期为138年，1924和1893年同级，列二至三位，重现期为55年。

另一时段为1904年以来1924年洪水为首位（已在1863年以来排位），1913年洪水为1904年以来第二位，重现期为49年。

1933年和1938年洪水为三至四位，重现期为28年；1948年洪水为第五位，重现期为19年。

1954年和1904年为六至七位，重现期为15年。

CZA（CZB）站经插补后组成1953～2000年年最大洪峰流量、一日洪量、三日洪量、七日洪量、十五日洪量系列（1954年洪水抽出作为特大值处理），加上历史洪水，共同组成不连序系列。

历史洪水的经验频率按上述两个考证期，分别以期望公式及钱穆公式计算，实测系列亦按1904年以来统一排位、钱穆公式计算经验频率，其成果见表1-10。

表1-10CZA站设计洪水成果表（Q:

m³/s，W:

亿m³）

项目

均值

Cv

Cs

Cv

Qp（%）

0.01

0.02

0.1

0.2

0.5

1.0

2.0

3.33

Qm

5700

0.29

4

16100

15400

13600

12800

11700

10900

10000

9370

W1

4.72

0.28

4

13.0

12.4

10.9

10.3

9.47

8.82

8.15

7.64

W3

13.4

0.28

4

36.8

35.1

31.0

29.3

26.9

25.0

23.1

21.7

W7

27.9

0.31

4

84.1

79.9

70.0

65.7

59.9

55.4

50.8

47.3

W15

53.0

0.32

4

165

156

137

128

116

107

98.1

91.2

1.6坝、厂区水位流量关系曲线

根据解放沟、普罗斯沟坝址两组水尺与CZB站同期水位相关，制作出两组水尺处的水位流量关系线实测段。

再通过实测水面线将相对靠近的水尺断面水位流量转换至普罗斯沟坝、厂址断面，利用坝、厂址实测大断面作高水延长，从而得到普罗斯沟坝、厂址断面天然情况下的水位流量关系曲线。