大通河跨流域引水和梯级水电站建设对径流的影响分析
大通河流域近60年径流变化特征和趋势分析
收稿日期：2018-11-30作者简介：王大超，男，硕士研究生，研究方向为工程水文学。
E-mail ：2363736023@文章编号：1006-0081（2019）04-0017-051研究背景20世纪80年代以来，由于人类活动和气候变化的影响，水资源问题日益突出。
中国水资源时空分布不均衡，西北地区水资源较为缺乏。
河川径流决定了地表水资源的数量，是最易开发利用的水资源［1］。
河流取水、水库蓄水、跨流域调水等人类活动和全球气温升高、降水量变化等气候变化，会影响流域径流的时空分布规律，也使得流域水文要素序列产生一定程度的变异［2-3］；导致流域水文特征频率不一致和时空不对应，水文规律失真，使水文水利计算和水资源分析评价的成果出现偏差［4］。
大通河是西北地区少有水资源丰富的河流，水资源总量达28.95亿m 3，目前流域开发利用方式主要是建设梯级水电站和跨流域调水。
研究表明，1990年以来大通河流域开发利用主要对生态环境和水文过程造成了负面影响［5］，流域自上至下影响程度逐渐递增［6］；近20a 来该流域径流时空分布规律发生了变化［7］；梯级电站建设对流域洪水过程影响较大［6］，外调水工程直接导致上游尕大滩水文站径流减少［8］，下游享堂水文站径流量也呈现递减趋势［9］，流域径流深总体表现为减少趋势［8］。
分析大通河流域径流变化规律和趋势，对其流域水资源开发利用和区域水利规划具有重要的现实意义。
目前关于大通河干流径流特征的已有研究中，未对整个干流进行全面分析，因此本文选用该河干流天堂和享堂水文站1956~2015年60a 长系列天然径流资料，采用滑动平均法、累计距平、M-K 检验和Morlet 小波分析等方法，分析了该河干流径流的年内年际变化、周期、突变特征和趋势。
2大通河概况大通河是湟水一级支流，位于甘肃省和青海省境内，在上游祁连和刚察县称默勒河，在中游门源县名为浩门河。
大通河流域海拔介于1700~5000m ，呈西北—东南走向，集水面积15130km 2，其中青海省内12943km 2。
对大通河流域水电开发的几点思考
对大通河流域水电开发的几点思考水电流域开发的综合利用，是我国目前水电工程建设进入的新的历史阶段，因此对我国每一条水电流域的整体规划、有序开发是保证水力资源充分利用、开发的先决条件，在开发中，环境保护、生态保护，是我国可持续发展的必然要求。
标签：流域开发整体规划环境保护水电工程1大通河流域概况大通河流域位于青海省东北部，自西北向东南流经青海省的天峻、刚察、祁连、海宴、门源、乐都等县，进入甘肃天祝、永登两县，最后在青海民和县汇入湟水河。
流域总面积15133km2，其中青海省内流域面积12943km2占全流域面积的85.5%，甘肃省内流域面积2190km2占全流域面积的14.5%。
大通河是湟水河最大的一级支流和黄河的二级支流，其多年平均径流量28.26亿m3，大通河发源于青海省天峻县，海拔5174m，于青海省民和县享堂镇汇入湟水河。
大通河干流河道全长574.12km，其中青海境内河道长504.1km，总落差2295m，水能蕴藏量759×104kw，甘肃省境内河道长60.43km，落差575m，水能蕴藏量24.49×104kw，甘青两省共界河道长49.27km，落差306m，水能蕴藏量22.84×104kw。
2大通河流域水电规划开发现状由于大通河流域水能资源条件比较好，对开发中小电站条件非常有利，因此青海、甘肃两省对大通河流域规划比较早。
由青海省水电勘测设计院于1987年对流域内水电资源初步进行整体规划，共分18个梯级电站开发。
在流域上游结合大通河的综合水资源利用，修建两座高坝作为多年或年调节电站，其它电站均采用低水头径流式电站的开发模式。
但由于青海、甘肃两省对水电资源开发速度的加快，加上没有有实力的大企业介入参与流域的主体开发，流域的开发引进了很多小企业，各企业均以各自利益为重，强占优良资源点，形成各点独立规划开发，上下不能兼顾和流域整体规划开发不能落实的格局。
流域内电站的数量由原规划的18座增加到32座，在原规划的基础上增加了14座水电站。
大通河流域梯级水库群联合调度几点思考
大通河流域梯级水库群联合调度几点思考◎ 樊晓东 青海聚能钛业股份有限公司摘 要：近几年地区经济发展和生态重建需要，程投运，给水量调度工作带来更为复杂影响。
梯级水库群关系到全流域的调水、防洪、灌溉、提升下游水电站年利用小时数和发电量、生态环境等综合利用需要。
依据“电调服从水调”的原则，提出对上游大型水库蓄、放水实施合理联合调度运行模式，并对如何发挥“二库多级”水库梯级群联合调度运行管理提出建议。
关键词：流域 梯级水库 联合调度1.流域概况及上游开发现况1.1流域概况大通河发源于青海省海西洲祁连山脉天峻县托勒南山，干流全长560.7km，流域面积为15130km²，是黄河二级支流及湟水河最大一级支流。
根据国务院批复《黄河流域水资源综合规划》，干流年均水资源总量为28.95亿m³，年均流量91.8m³/s。
1.2规划开发现状大通河流域水能资源条件相对较好，对滚动开发中小水电站条件相对有利，青海省水电设计院于1987年对流域内水电资源初步进行整体规划18座梯级水电站开发，增加到如今规划34座水电站开发。
纳子峡水电站是大通河流域水电规划的“龙头”水库，最大坝高121.5m，总库容7.83亿m3，总装机容量8.7万kw，属II等大（2）型水库，兼有蓄水、调水、防洪、灌溉、发电等作用。
石头峡水电站位于纳子峡下游十几公里处，最大坝高123.1m，总库容9.76亿m3，总装机容量9.76万kw，属II等大（2）型水库，是“引大济湟”跨流域调水“龙头”调节水库，兼有蓄水、调水、防洪、灌溉、发电、提升下游水电站年利用小时数和发电量等功能，主要职能是满足调水、生态环境等综合利用的需要，水利发电并不是其主要功能。
2.大通河水量调度现状及存在问题2.1水量调度现状目前已建成“引大济秦”和“引大济湟”2处调水工程，调水总量将达到12.3亿m³，占流域水资源总量的42.6%。
梯级电站不断开发和调水工程建成对大通河流域水资源影响十分显著，特别是梯级水电站在汛期的无序蓄、放水致使洪水流经河道暴涨暴落，给下游发电用水、防洪等带来诸多不利影响。
大通河流域上游径流变化特征与突变分析
大通河流域上游径流变化特征与突变分析刘赛艳;黄强;解阳阳;王义民【摘要】[目的]分析大通河流域上游径流变化特征,明晰其演变规律,为大通河流域水资源规划与管理提供科学依据.[方法]利用累积距平、滑动平均、R/S法、Cramer法和小波分析法等方法,对大通河上游流域径流的年内年际变化特征、趋势、突变状况及周期进行分析,并针对径流变化的成因进行了探讨.[结果]大通河上游流域径流量存在以下特点:(1)径流量年内分配不均,81.6％～87.2％的径流量主要集中在汛期;年际变化波动频繁,1956-2010年经历了“丰-枯-丰-枯”4个循环交替;(2)近半个世纪以来,大通河流域上游径流呈减少趋势,尕日得和尕大滩站径流年均递减系数分别为0.010 2和0.006亿m3/年,两站Hurst指数分别为0.70和0.58,表明径流减少趋势具有正持续性;(3)大通河上游径流在1989年出现突变,原因是1989年汛期发生大面积集中降水,因此突变不具有持续性;(4)大通河上游流域年径流量在6,18及30年左右时间尺度上周期振荡明显;(5)气候变化是大通河上游流域径流减少的主要原因,而人类活动(主要是外调水工程)直接导致了上游径流的减少.[结论]受人类活动和气候变化影响,大通河流域上游径流量已经发生明显变化,在大通河流域水资源开发利用和管理中应引起重视.【期刊名称】《西北农林科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(044)003【总页数】8页(P219-226)【关键词】大通河;径流变化;径流突变;R/S法;Cramer法;小波分析【作者】刘赛艳;黄强;解阳阳;王义民【作者单位】西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地,陕西西安710048;西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地,陕西西安710048;西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地,陕西西安710048;西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】P333IPCC(The Intergovernmental Panel on Climate Change)主席Pachauri在IPCC技术报告之六《气候变化与水》的序言中指出：“气候、淡水和各社会经济系统以错综复杂的方式相互影响。
大通河流域水库联合调度
1 大通河基本概况大通河属于黄河流域，是黄河的二级支流，地处青藏高原东北边缘，发源于祁连山南麓大通山，托里山的木里，源头海拔高程5000m以上，西北东南流向，流经青海省刚察、祁连、海晏、门源、互助、乐都等县和甘肃省天祝、永登两县，最后在青海省民和县享堂镇附近汇入湟水，是湟水最大的一级支流。
流域面积15130km2，河道总长度560.7km。
流域径流由降水补给为主，冰雪融水和地下水补给为辅，降水量从上游至下游为600～400mm，部分山区可达700mm。
受气候、森林、地形及地质等下垫面条件影响，大通河径流年际变化不大，且较为稳定，因上游植被良好，水土流失较轻，悬移质含沙量较小。
2 纳入联合调度范围的水库大通河流域规划24座水电站，已建成19座，其中纳子峡水电站为目前大通河流域梯级龙头水库，水库正常蓄水位3201.5m，水库总库容7.33亿m3,调节库容1.72亿m3,为年调节水库；纳子峡水电站下游为石头峡水电站，水库正常蓄水位3086m，水库总库容9.76亿m3,调节库容4.67亿m3,为年调节水库。
除上述两座水电站，大通河流域已建成其余水电站均为径流式水电站，无调节能力，包括仙米、江源、东旭二级、卡索峡、青岗峡、加定、金沙峡和享堂一、二级等17座水电站。
原则上讲，大通河流域已建成的19座水电站均应纳入联合调度范围，但因电站归属原因，且考虑到除两座年调节电站外其余电站均为无调节能力的径流电站，在正常运行情况下，不会对梯级电站的运行产生影响。
因此，本联合调度方案是在建立纳子峡与石头峡联合调度协商机制的基础上，将黄河水电公司所属东旭二级、卡索峡、青岗峡、加定、金沙峡五座径流式水电站纳入联合调度范围。
3 调度原则与目标3.1 调度原则（1）正确处理水库群防洪与发电、局部与整体、汛期与非汛期、单库与多库调度关系。
通过水库群联合调度，实现流域上下游协调，保障流域防洪安全、发电安全、生态安全，充分发挥水库群综合效益。
电力管道穿越河道的防洪影响评价分析
妨碍行洪通畅。本文以文华路电力穿管过淠河总干渠工程为例，进行了管道工程穿越的河道水文分析计算、所在河
段河床稳定性分析和洪水时河床冲刷与淤积计算，并依据计算成果分析管道工程建设对河道防汛和工程管理的影响，
并提出了减少或消除各种不利影响的措施。
关键词：管道穿越；水文分析；稳定性分析
中图分类号：TV672.2
冲刷的研究还较少尚无成熟的理论可在工程实践中应用。《公
路桥位勘测设计规范》中推荐的一般冲刷公式分两种情况计
算：非粘性土和粘性土，应根据不同的土质采用不同的计算
公式。
河槽部分一般冲刷计算公式为：
h p
A
Q 2
B ' c
E
h ( mc
hc
1/ 6
d
5
)3
3/5
河槽最大水深（m）；
h c
—河槽平均水深（m）；
B' C
—河槽部
分水面宽（m）； Qt —河滩部分的设计流量（m3/s）；hmt—
河滩最大水深（m）；
h' t
—河滩平均水深（m）；
B' t
—
河滩
部分水面宽（m）；VH1—河滩水深 1m 时非粘性土不冲流速
（m/s）。d—河床质平均粒径（mm）；E—与汛期含沙量有
河床冲刷分析计算、渗流分析计算以及防洪综合评价分析等
内容。河床的稳定性评价是长输管道河流穿越勘察中不可缺
少的一项，河床的稳定性分为横向稳定性和纵向稳定性[2，3]。
防洪工程进行冲刷深度的计算和分析可为堤岸防护稳定，防
冲备石，防汛抢险提供基本依据[4]。本文以电力管道穿越河
流工程防洪影响评价为例，通过对穿河管线防洪的技术路线、
引滦入津工程——跨流域引水的城市供水工程
水利史话收稿日期：2019-06-09引滦入津工程是将河北省境内的滦河水跨流域引入天津市的城市供水工程。
水源地位于河北省迁西县滦河中下游的潘家口水库，在设计保证率75%时,向天津年供水10亿m 3。
工程于1982年5月11日开工，1983年9月11日建店通水，总工期16个月，为20世纪80年代中国大型调水工程高速度建设的典范。
工程由潘家口水库放水，沿滦河入大黑汀水库调节。
引水枢纽为引滦入津工程的起点,引水隧洞穿越分水岭之后，沿河北省遵化县境内的黎河进入天津市境内的于桥水库调蓄，再沿州河、蓟运河南下，进入专用输水明渠，经提升、加压由明渠输入海河，再由暗涵、钢管输入芥园、凌庄、新开河3个水厂。
引水线路全长234km 。
工程由引水枢纽、引水隧洞、河道整治工程、于桥水库、尔王庄水库、泵站、输水明渠及其渠系建筑物等215项工程组成。
引水枢纽含如津、入唐2个水闸，引水流量分别为60m 3/s 和80m 3/s ，分别向天津市和河北省唐山地区输水。
引水隧洞及进出口工程总长12.39km ，其中洞长9.66km 。
隧洞采用圆拱直墙型，净宽5.7m ，净高6.25m ，沿线穿过罕见的特大断层长达212m 。
为保证工程质量，借鉴当代地下工程设计、施工的先进经验，采用新奥法并结合实际的新型设计与施工工艺。
整治河道108km ，开挖输水明渠64km ，修建倒虹吸12座，涵洞5座、水闸7座。
对已建的于桥水库加高加固后作为引滦入津工程的控制性调蓄枢纽，总库容15.59亿m 3，坝体加高1.2m ，坝基采用混凝土防渗墙及灌浆进行加固。
尔王庄平原水库为引滦入津工程的月调节水库，库容4500万m 3。
随着天津市经济发展与人民生活水平的提高，引滦入津主体工程迄今已逐步分流配水，扩大供水支干线6条，预应力混凝土管总长度达414km ，新建泵站8座，年增供水量2.58亿m 3。
截至2000年，引滦入津工程已向天津输水147亿m 3，发挥了巨大的社会效益、经济效益和环境效益。
梯级水电站优化运行研究与应用的开题报告
梯级水电站优化运行研究与应用的开题报告一、研究背景及意义随着社会经济的不断发展和人们生活水平的不断提高，对水电站的贡献也越来越大。
作为目前各种能源中最为环保的一种，水电站的运行优化显得尤为重要。
梯级水电站由于水利条件的限制，其运行方式与传统水电站有所不同。
因此，对梯级水电站的运行进行优化研究，不仅能够提高电力发电效率、降低发电成本，还能够保证水资源的合理利用，确保生态环境的可持续发展。
因此，研究梯级水电站优化运行具有重要的意义。
二、研究内容本次研究将针对梯级水电站的优化运行进行深入研究，具体内容包括以下几个方面：1.分析梯级水电站的运行特点和优化方法，找出影响梯级水电站发电效率的主要因素。
2.建立梯级水电站的优化运行模型，结合现代数学和统计学方法，对梯级水电站进行建模和分析。
3.通过仿真实验等方法，对梯级水电站进行优化运行方案的模拟验证，同时探究优化方案的可行性和实用性。
4.最终，将得到的优化运行方案应用于实际梯级水电站的生产运营中，实现优化运行，提高发电效率。
三、研究方法1.利用文献研究法，深入了解梯级水电站的运行特点和优化方法。
2.建立梯级水电站的优化运行模型，包括电站机组等参数模型以及整站模型。
3.利用现代数学和统计学方法，对梯级水电站进行建模和分析。
4.通过仿真实验等方法，对梯级水电站进行优化运行方案的模拟验证。
5.最终，将得到的优化运行方案应用于实际梯级水电站的生产运营中，实现优化运行。
四、研究预期结果1.基于梯级水电站运行特点和优化方法，找出影响梯级水电站发电效率的主要因素，建立相应的优化运行模型。
2.对梯级水电站进行建模和分析，找出梯级水电站的优化运行方案。
3.通过仿真实验等方法，对梯级水电站进行优化运行方案的模拟验证，并探究优化方案的可行性和实用性。
4.最终，将得到的优化运行方案应用于实际梯级水电站的生产运营中，实现优化运行，提高发电效率。
五、研究难点1.梯级水电站的运行方式与传统水电站有所不同，因此，其优化运行方案的研究具有一定难度。
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大通河跨流域引水和梯级水电站建设对径流的影响分析
李小荣
【摘要】大通河是黄河上游支流-湟水的最大一级支流,流域呈狭长地带,地形西北高,东南低,干流全长560.7 km,天然落差2 793 m,流域面积15 130 km2,占湟水流域总面积的46%.运用1956~2015年60年实测流域长系列水文资料,对黄河流域上游湟水水系的大通河径流量变化特征分析,结果显示,大通河流域近20 a径流量总体呈衰减趋势,天堂~享堂站径流量随河长及集水面积增加而减小,水资源开发利用影响自上游至下游逐渐显著.而梯级电站对对流域洪水过程影响较大,人为蓄放水,使天然的洪水过程由平稳状态转变为剧烈变化状态,对局部河段的冲刷作用加剧,对河床和两岸的稳定性以及下游河段防洪造成一定的影响.水资源密集开发等人类活动使大通河中下游河段生态环境呈现破碎化、片断化发展趋势.研究结果可为最大限度地减轻人类活动对河流特性、自然生态的影响提供基础依据.
【期刊名称】《地下水》
【年(卷),期】2017(039)004
【总页数】3页(P134-136)
【关键词】跨流域引水;梯级水电站;径流影响;大通河
【作者】李小荣
【作者单位】甘肃省兰州水文水资源勘测局,甘肃兰州 730000
【正文语种】中文
【中图分类】TV121+.4
随着区域经济社会发展对水资源需求的加大，梯级电站的建成运行，特别是在西北缺水地区，实施跨流域调水解决水资源供需矛盾，对河流水资源的时空分布规律产生了很大影响，使河流水量减少，甚至断流。
因此，开展大通河流域水资源开发对河流特性的影响分析，引起社会及有关部门的重视，最大限度地减轻人类活动对河流特性、自然生态的影响。
大通河是黄河上游支流—湟水的最大一级支流，发源于青海省天峻县托勒南山，
自西北向东南流经青海省的天峻、祁连、刚察、海晏、门源、互助、乐都、民和以及甘肃省的天祝、永登、红古等11个县(区)，在青海省民和县享堂镇附近流入湟水。
流域呈狭长地带，地形西北高，东南低，干流全长560.7 km，天然落差2 793 m，流域面积15 130 km2，占湟水流域总面积的46%。
干流两岸支流呈羽
毛状水系，上游主要支流有唐莫日曲、可可赛河、娘姆作沟、拉巴曲、武松塔拉河、萨拉沟、莱斯图曲、永安西河；中游主要有老虎沟、讨拉沟河、塔里花沟、珠固寺沟、浪士当沟、扎龙沟、金沙峡、水磨沟等；下游河段无较大支流汇入。
大通河流域水电开发起始于上世纪九十年代末，建成跨流域调水工程2处，分别为引大入
秦和引硫济金工程，至2015年已建成梯级电站42座，总装机容量676.1 MW，其中干流上28座、支流上14座。
大通河流域干流从上到下分布有青石嘴、天堂、连城(二)、享堂(三)水文站，其中
青石嘴、天堂、享堂(三)三站为上、中、下游控制站。
测站基本信息见表1。
2.1 径流统计
选取青石嘴、天堂、连城(二)、享堂(三)4个水文站，采用1956～2015年共60
年实测和插补延长系列分析研究大通河流域年径流变化特征。
经统计，青石嘴、天堂、连城(二)、享堂(三)水文站多年平均径流量分别为17.61
亿 m3、24.20亿 m3、26.47亿 m3、27.41亿 m3；近20年平均径流量分别为16.20亿 m3、25.44亿 m3、24.50亿 m3、24.41亿 m3。
比较可见，近20 a
径流量总体呈衰减趋势，除青石嘴～天堂上下游水量平衡外，天堂～享堂上下游径流量随河长及集水面积增加而减小。
分析结果见表2。
对年径流量极值统计分析，最大值均出现在上世纪九十年代之前，最小值除青石嘴和天堂站出现在1979年外，连城(二)和享堂站均出现在90年代后。
可以看出，
近20 a来径流量呈减小趋势，水资源开发利用自上游至下游影响逐渐显著。
点绘天堂、连城(二)站径流量年际变化及累积值相关曲线，见图1，可见：上下游
径流量年际变化趋势基本一致，1994年为径流量减小的跳跃点。
自引大入秦工程1994年建成引水后，连城(二)站年径流量开始减少，1996—2015年平均径流量24.50亿 m3，比1958—1995年平均径流量26.67亿 m3减少了8.1%。
2.2 跨流域引水对径流的影响
引大入秦和引硫济金跨流域引水工程对下游水量影响较大，其中3月份影响最大。
青石嘴、天堂、连城三站3～8月份随着河流来水量增加影响减小，9月份以后又
随着河流来水量减少影响增大。
年内分配上，跨流域引水工程使青石嘴站3～11
月平均流量减少0.6%～9.6%，天堂站3～11月平均流量减少0.5%-3.8%，连城(二)站3～11月平均流量减少1.7%～52.9%。
大通河工程引水量对代表站流量的
影响见表3。
2.3 梯级电站对洪水过程的影响
点绘水电站建设前、中、后期代表站天堂、连城(二)站的典型洪水过程见图2，从
图2可知，水电站建设前1990年洪水过程变化相当平稳；到2005年建成水电站11座，代表站的洪水过程总体较为平稳，局部时段受电站蓄放水影响呈现陡涨陡
落的特征，涨落频次增多；至2015年已建成水电站42座，代表站的洪水过程变
化十分剧烈，峰形呈现锯齿状。
水电站修建前大通河流域的洪水主要由暴雨形成，流域狭长，对洪水起到调蓄作用，天然的洪水过程平稳有序。
由于梯级电站的迅速开发，使河流的水情变化加剧，梯
级水电站群无序蓄放水，使河流洪水过程极不稳定，呈现陡涨陡落
的急剧变化态势，特别是上游发生特殊水情时，电站同时提闸泄水，致使自然洪峰与人工洪峰叠加，对下游地区的防洪安全产生极大威胁。
枯水期电站蓄引水致使河道断流，河床外露，洪水期又加大泄洪，对河道的间歇性冲刷严重，影响河道的稳定性，对防洪产生不利影响。
2.4 水资源开发对生态环境的影响
大通河流域水资源密集开发，形成多段的减水河段和断水河段，部分河段断流长度达到3～4 km，分段阻隔了大通河中下游生态系统的连续性，导致大通河中下游
工程引水枢纽以下河段生态环境呈现破碎化、片断化。
受淹没、断流、水环境污染、河道采砂采石、水资源量减少等影响，河流中的水生物和两岸的植物严重萎缩，部分保护区森林植被、自然景观受到一定影响，产生次生地质灾害。
(1)大通河流域近20年径流量总体呈衰减趋势，天堂～享堂站径流量随河长及集水面积增加而减小，水资源开发利用影响自上游至下游逐渐显著。
(2)梯级电站对对流域洪水过程影响较大，人为蓄放水，使天然的洪水过程由平稳
状态转变为剧烈变化状态，对局部河段的冲刷作用加剧，对河床和两岸的稳定性以及下游河段防洪造成一定的影响。
(3)水资源密集开发等人类活动使大通河中下游河段生态环境呈现破碎化、片断化
发展趋势。
【相关文献】
[1]李丽娟,张勃.甘肃省各地区相对资源承载力及可持续发展研究[J].冰川冻土.2011.
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