第二节 水文

一、坝址区径流

1.年、月、旬径流系列

峡江水利枢纽工程坝址（简称峡江坝址）下游设有峡江水文站，坝址与水文站集水面积接近，仅相差14km²（0.2‰），因此，峡江坝址年、月、旬径流直接采用峡江水文站资料。

峡江水文站具有1957年至今的实测径流资料。1953—1956年无流量资料，但有水位观测资料，峡江站1953—1956年各旬、月平均流量采用本站水位查20世纪50年代末本站综合水位流量关系曲线而得。万安水库1992年截流、1993年下闸蓄水，即1992年以后的峡江径流受万安水库的蓄泄影响。本设计采用万安水库入、出库时段径流差对峡江年、月、旬径流进行还原。

可行性研究阶段峡江坝址采用了1953—2007年共55年不受万安水库蓄泄影响的径流系列，全系列多年平均流量为1640m³/s，多年平均年径流量为517.5亿m³，多年平均年径流深826.4mm，多年平均年径流模数26.19L/（km²·s）。水利部水利水电规划设计总院对《江西省峡江水利枢纽工程可行性研究报告》进行了审查，并同意坝址采用1953年3月—2008年2月径流系列，坝址处多年平均流量为1640m³/s。

初步设计阶段将峡江站径流资料延长至2008年，资料延长后的全系列多年平均年流量仍为1640m³/s，多年平均径流量为517.5亿m³，多年平均径流深823.5mm，多年平均径流模数26.10L/（km²·s）。

峡江坝址56年不受万安水库蓄泄影响的年径流、月径流系列见表1-2。

（1）径流系列特性。从峡江坝址径流成果中可知，多年平均径流深达823.5mm，说明峡江坝址控制流域内径流量比较丰富。但从坝址1953—2008年共56年径流系列中又可看出，峡江坝址径流的年际年内变化较大。最大年平均流量为2590m³/s（1975年），其次为2520m³/s（1973年），最小年平均流量为527m³/s（1963年），最大年平均流量是最小年平均流量的4.91倍。径流年内分配也不均匀，汛期连续5个月（3—7月）径流量占全年径流量的比重达67.7%，其中又以6月最大，占全年径流量的19.5%，10月至翌年2月为枯水期，其连续5个月径流量仅占年径流量的19.1%，其中12月及1月径流量最小，分别占全年径流量的3.05%和3.17%，最大月平均流量8240m³/s（1962年6月）是最小月平均流量的175m³/s（1958年12月）的47.1倍。

（2）径流系列代表性。峡江坝址径流系列为1953—2008年共56年。该径流系列中包含有丰水年、平水年和枯水年，如1961年、1973年、1975年、1992年为丰水年，1968年、1980年、1984年、1990年为平水年，1963年、1967年、1971年为枯水年。峡江上游吉安站具有1931—2008年共78年长系列的年降水量实测资料，泰和站也具有1937—2008年共72年长系列的年降水量实测资料。经统计分析，吉安站1931—2008年长系列和1953—2008年短系列年降水量统计参数：均值分别为1489mm和1480mm，变差系数相同，为0.20；泰和站1937—2008年长系列和1953—2008年短系列年降水量统计参数：均值分别为1404mm和1401mm，变差系数相同，为0.23。两站长短系列年降水量相差很小，且变差系数C_v值相同，各频率设计值差异很小；而且1997年以后的峡江坝址多年平均流量基本稳定在一个很小的幅度内波动，误差小于1.2%。因此，可以认为峡江坝址1953—2008年的年、月径流系列有较好的代表性。

（3）年径流及枯水时段径流频率。通过对径流系列的代表性分析后可知，依据峡江站实测径流资料分析计算得到的峡江坝址1953—2008年的径流系列具有较好的代表性。对峡江坝址56年年径流及枯水期时段平均流量系列进行频率分析计算，频率分析计算采用目估适线法，理论频率曲线线型采用P-Ⅲ型曲线，其中适线参数初值由矩法计算而得。峡江坝址多年平均年径流量及枯水期时段平均流量频率分析计算成果见表1-3。

（4）径流成果合理性。为分析峡江坝址年、月径流成果的合理性，本次对峡江坝址的上下游万安坝址、栋背站、吉安站、峡江站、石上站同期资料的年径流成果进行了分析，分析计算得到的年径流特征参数见表1-4。显然，峡江坝址径流深及径流模数与其赣江干流上下游各站及工程坝址径流深及径流模数相差甚微，且各坝址（站）频率计算成果中的统计参数（均值、C_v、C_s/C_v）也符合一般规律，因此，可认为本次推求得到的峡江坝址年、月径流成果是合理的。

（5）设计代表年日径流。峡江水利枢纽工程航运水位的分析计算需根据日平均流量或水位进行，而且峡江水库调节性能较差，库容系数仅为0.41%，水电站的电能计算宜根据日平均流量复核，因此，峡江坝址需进行设计代表年日径流的分析计算，且设计代表年的选择宜根据水利年年平均流量系列和枯水时段平均流量系列及其频率分析计算成果进行。根据峡江坝址水利年年平均流量和枯水时段平均流量系列及其频率分析计算成果，选取年平均流量接近设计值的1994—1995年、1981—1982年、1996—1997年、1989—1990年和2003—2004年5个年份为设计丰水年、设计偏丰年、设计平水年、设计偏枯年和设计枯水年。峡江坝址1994—1995年、1981—1982年、1996—1997年、1989—1990年和2003—2004年的年平均流量、枯水时段平均流量与设计频率P=10%、P=25%、P=50%、P=75%、P=90%的设计值差异不大，且各典型年的年内径流分配具有一定的代表性，因此，峡江坝址设计丰水年、设计偏丰年、设计平水年、设计偏枯年和设计枯水年的日径流直接采用峡江坝址1994—1995年、1981—1982年、1996—1997年、1989—1990年和2003—2004年的逐日平均流量。峡江坝址设计年平均流量、设计枯水时段平均流量与典型年（设计代表年）年平均流量、枯水时段平均流量比较见表1-5。

（6）枯水径流。峡江站每年最枯流量一般出现在12月至翌年2月，以12月至翌年1月出现年最枯流量的年数最多。在峡江站1953—2008年共56年实测径流资料中，12月、1月和2月出现年最小流量的年份分别有19年、16年和10年，占系列总年数的33.9%、28.6%和17.9%。峡江站56年实测径流系列中，实测最小流量为147m³/s，出现于1968年1月19日。根据《内河通航标准》（GB 139—2004）和《船闸总体设计规范》（JTJ 305—2001）以及《江西省赣江流域规划报告》和交通部门编制的《江西省内河航运发展规划》中航运发展规划要求赣江赣州以下航道在2020年前达到Ⅲ级航道标准，峡江水利枢纽工程的通航设施按Ⅲ级航道标准考虑，其设计最低通航水位的相应流量可采用综合历时曲线法、也可采用保证率频率法计算确定。综合历时曲线法根据5个设计代表年的日平均流量进行排频分析求得综合历时曲线。保证率频率法是在每年的日平均流量资料中先求出各年某一保证率的日平均流量值组成系列，再对该日平均流量系列进行频率分析计算。峡江站采用综合历时曲线法求得的各频率枯水流量成果和采用保证率频率法推求得到的98%和95%保证率的各频率枯水流量值见表1-6。

2.万安坝址年、月、旬径流

万安水利枢纽工程坝址（简称万安坝址）位于峡江坝址上游，坝址控制集雨面积36900km²。万安坝址下游设有万安（西门）水文站，1984年开始施测流量。棉津水文站位于万安坝址上游，控制集雨面积36818km²，1953—1984年有实测流量资料，因其面积与万安站相差仅为0.2%，并经1984年比测，两站径流资料相当接近，因此，万安坝址1953—1983年径流直接采用棉津水文站资料。而万安坝址1992年以后的年、月、旬径流采用万安入库径流。

经两站资料衔接后，万安坝址则有1953—2008年共56年的年、月、旬径流系列，全系列多年平均流量为953m³/s，多年平均径流深815.0mm，多年平均径流模数25.83L/（km²·s^-1）。

二、坝址区洪水

1.暴雨洪水特性

（1）暴雨特性。赣江流域是江西省的多雨区之一，气候受季风影响，主要的降水时期为每年的4—9月，3月和10月也偶尔会发生暴雨。暴雨类型既有锋面雨，又有台风雨，其水汽的主要来源是太平洋西部的南海和印度洋的孟加拉湾。一般每年从4月开始，降水量逐渐增加；5—6月，西南暖湿气流与西北南下的冷空气持续交绥于长江流域中下游一带，冷暖空气强烈的辐合上升运动，形成大范围的暴雨区。赣江流域正处在这一大范围的锋面雨区中，此时期（5—6月），本流域降水量剧增，不仅降水时间长，而且降水强度也大。因此，锋面雨是赣江流域的主要暴雨类型。7—9月，本流域常受台风影响，此时期，既有锋面雨出现，也有台风雨产生。暴雨历时一般为4～5天，最长可达7天，最短的仅2天。锋面雨历时较长，台风雨历时较短。从暴雨出现的时间统计，绝大多数的暴雨出现在4—8月，以5—6月出现次数最多，此时期正值江南梅雨期，冷暖气团交绥于江淮流域，形成持续性梅雨天气。

（2）洪水特性。赣江为雨洪式河流，洪水由暴雨形成，因此，洪水季节与暴雨季节相一致。一般每年自4月起，本流域开始出现洪水，但峰量不大；5—6月为本流域出现洪水的主要季节，尤其是6月，往往由大强度暴雨产生峰高量大的大量级洪水；7—9月由于受台风影响，也会出现短历时的中等洪水，3月 和10月偶尔也会发生中等洪水。因此，本流域4—6月洪水由锋面雨形成，往往峰高量大，7—9月洪水一般由台风雨形成，洪水过程一般较尖瘦。一次洪水过程一般为7～10天；长的可达15天，如1964年和1968年洪水；最短的仅为5天，如1996年洪水和2002年秋汛洪水。峰型与降水历时、强度有关，多数呈单峰肥胖型，一次洪水总量主要集中在7天之内。

（3）洪水地区组成。赣江流域常见的有“九岭山南麓”“雩山地区”“井冈山地区”和“武夷山北麓”四大暴雨中心，暴雨地区组成复杂，因此，洪水地区组成也较复杂。赣江流域洪水地区组成大致可分为3种类型：第一种为中上游来水为主，下游相应，如1961年、1962年、1968年、1994年和1998年洪水；第二种为中上游相继发生大洪水，下游来水较小，如1959年、1964年和2002年洪水；第三种为洪水主要来源于中下游，上游来水较小，如1982年洪水。第一种是较为常见的洪水，第二种洪水发生机率较小，第三种洪水很少发生。

2.历史洪水及其重现期

历史洪水是频率法计算设计洪水的重要资料，进行设计洪水的分析时加入可靠的历史洪水资料，可增强样本的代表性、提高计算成果的精度。

长办（长江流域规划办公室，现长江水利委员会）二勘队、吉安水文站、江西省交通厅以及长办水文处分别于1956年5月、1956年、1959年11月和1965年11月先后对吉安河段进行过4次洪水调查，调查河段全长3100m。其中调查到的首大洪水为1915年洪水，次大洪水为1876年。

长办二勘队及长办水文处分别于1956年5月和1965年11月先后对峡江河段进行过两次洪水调查，调查河段全长约3000m。其中调查到的首大洪水亦为1915年洪水，次大洪水为1876年。据有关文史记载，1876年“赣江、抚河大水，夏秋之间，赣江、抚河流域发生近百年来的特大洪水。赣江干流，洪水盛发于万安县，泰和、吉安等县均受洪患，新干、清江、丰城等县，沿河各堤均冲决”。1915年，“赣江大洪水，尤以上游洪水，绵亘千里，酿成巨灾。该场洪水东起闽赣，西达粤桂，面积广被，时程相连，是跨流域特大洪水，号称‘华南大水’”。经推算，峡江站1915年洪水洪峰流量为21400m³/s；1876年洪水洪峰流量为21300m³/s。

由以上洪峰流量可以看出，1915年和1876年洪水量级相当，按平均排序法计算，1915年洪水序位是1876年以来132年中的第1.5位，由此得1915年洪水重现期约为88年。另外，根据《江西省洪水调查资料》成果，其中1876年洪水成果仅供参考，若剔除1876年洪水（不考虑），则1915年洪水可视为自1915年以来至今最大的一场洪水，其重现期为94年。经分析，本设计将1915年洪水重现期确定为90年，且不考虑1876年洪水。

3.坝址设计洪水

（1）设计洪峰、洪量。峡江水利枢纽工程坝址以下4.5km处有一座水文站——峡江水文站，该站自1957年至今具有50余年的实测洪水资料。峡江站控制流域面为62724km²，峡江坝址控制流域面积与水文站相差很小，仅差0.2‰。因此，峡江坝址设计洪水的推求直接采用峡江站洪水资料进行。

位于峡江水文站上游约172km处建有万安水利枢纽工程，该枢纽工程于1992年4台机组全部投产发电，1993年水库下闸蓄水至94.11m。万安水利枢纽工程是赣江干流上已建成的第一座大型水利水电枢纽工程，其坝址以上流域面积为36900km²，占峡江坝址以上流域面积的58.7%。万安水库设计正常蓄水位98.11m，汛期的防洪限制水位88.11m，死水位88.11m，调节库容10.1亿m³；初期运行正常蓄水位94.11m，防洪限制水位83.11m，初期死水位83.11m，调节库容7.65亿m³，为不完全年调节水库。由于万安水库的调节作用，使得峡江站洪水系列基础不一致。为了资料的一致性，对受万安水库影响年份的峡江站大洪水进行了还原计算，还原计算方法采用马斯京根法将万安入、出库洪水流量差的过程演算至峡江站并与峡江站与之对应的实测洪水过程叠加。

经统计、延长和还原计算，求得峡江坝址1953—2008年共56年的年最大洪峰流量和时段洪量连序系列，并对各洪水系列进行频率分析计算。在频率分析计算时，将实测洪水系列加入1915年调查历史洪水组成不连序系列，并采用P-Ⅲ型线型目估适线法，求出峡江坝址洪水统计参数和各频率设计洪峰流量及时段设计洪量值。由于1968年和1962年的360h洪量较大，在对360h洪量系列进行频率分析计算时，将其提出作特大值处理。峡江坝址年最大洪峰流量和年最大72h、168h、360h洪量频率分析计算成果见表1-7。

（2）设计洪峰、洪量的合理性分析。峡江坝址设计洪水峰量成果系由流量途径推求，为了分析其合理性，现将坝址设计洪水成果与上、下游吉安和石上水文站设计洪水成果列于表1-8中。

从表1-8中可以看出，洪峰流量、时段洪量统计参数存在明显规律，均值自上而下随集水面积的增加而递增，洪量随统计时段的加长而增大；C_v、C_s值则自上而下随集水面积的增加而递减，并随统计时段的增长而增大。以上变化规律是因为峡江处在赣江中游下段，集水面积大，天然河道有一定的调蓄能力，洪水过程呈矮胖型、复峰及多峰型，洪水组成复杂，致使短历时洪量变幅小、长历时洪量变幅大的缘故。从以上分析可看出，本设计采用的峡江坝址设计洪水成果各统计参数符合赣江中下游洪水统计参数的变化规律，是合理的。

（3）设计洪水过程线。峡江坝址设计洪水过程线采用同频率控制放大法进行推求，控制时段为洪峰流量、72h、168h和360h洪量4个时段。典型洪水过程按峰高、量大、常遇、峰型集中以及对工程安全不利等原则在实测大洪水中进行选择。通过分析比较，选取1968年6月和1994年6月峡江水文站实测洪水过程作为典型洪水过程。

4.整体防洪设计洪水

经分析，石上水文站被选作峡江水利枢纽工程为下游防洪的防洪控制站。该站具有1955—1998年共44年的实测洪水资料，上游樟树站（控制了石上站集水面积的98%）具有1999—2008年共10年的实测洪水资料，经水文比拟法转换，石上站即具有1955—2008年共54年的连序洪水系列，另有1915年和1924年调查历史洪水资料。采用P-Ⅲ型线型适线的方法对石上站洪水系列进行频率分析计算求得防洪控制站设计洪水。石上站洪水由峡江坝址洪水和峡江坝址至石上站区间洪水组成。由于赣江流域纵贯江西南北，纬度跨越大，范围广阔，暴雨在区域上分布不均，洪水模数大小差异很大，致使赣江中下游地区的洪水组成复杂多变。因此，峡江水利枢纽工程整体防洪设计洪水分别采用典型洪水组成法和同频率洪水组成法拟定。

（1）典型洪水组成法。

1）典型洪水选择。从石上站1955年以来实际发生的大洪水中，选择1962年、1964年、1968年、1973年、1982年、1992年、1994年、1998年共8年大洪水作为典型，其中：1973年和1998年发生的两场大洪水，属坝址、区间来水比较均匀的洪水；1962年、1964年、1968年和1992年发生的4场大洪水，属峡江坝址来水相对较大的洪水，且1964年和1968年洪水在石上站表现为双峰型洪水，1964年洪水主峰在前，1968年洪水主峰在后；1982年和1994年发生的两场大洪水，属峡江坝址至石上区间来水相对较大的洪水。以上8年大洪水基本上代表了赣江中下游实际发生的大洪水的恶劣组合、不同洪水来源和峰型。

2）整体防洪设计洪水推求。赣江中下游整体防洪设计洪水，利用设计防洪控制站洪量放大系数放大本控制断面、上游坝址断面和区间同一典型年份的洪水过程而得，对于单峰、多峰型洪水，其放大系数分别采用3天、5天洪量放大系数。

（2）同频率洪水组成法。

1）典型洪水选择。分别选用1968年洪水和1994年洪水作为复峰型洪水典型和单峰型洪水典型。

2）整体防洪设计洪水推求。坝址同频率区间相应整体防洪设计洪水。峡江坝址和石上站设计洪水依据本断面的典型洪水过程分别用各自的洪峰流量和3天或7天洪量同频率控制放大而得，其中，单峰型洪水采用3天洪量控制，双峰型洪水采用7天洪量控制；区间相应洪水过程依据石上站设计洪水过程与由相同频率的峡江坝址洪水采用马法演算至石上站设计洪水过程相减而得。

区间同频率坝址相应整体防洪设计洪水。石上站设计洪水分析计算方法及成果同坝址同频率区间相应的成果；峡江坝址至石上站区间设计洪峰流量和时段洪量采用地区综合法推求，峡江坝址设计洪水过程先由石上站的设计时段洪量减去峡江坝址至石上站区间设计时段洪量求得峡江坝址相应时段洪量，再用峡江坝址相应时段洪量与典型洪水的时段洪量之比值放大典型洪水过程得到峡江坝址的相应洪水过程；峡江坝址至石上站的区间设计洪水过程，由石上站的设计洪水过程减去峡江坝址相应洪水过程演算到石上站求得。

三、工程水位流量关系

峡江站综合水位-流量关系曲线采用峡江站历年的水位流量关系点据分析绘制。

可行性研究阶段峡江坝址水位-流量关系曲线的中低水部分依据参证站（峡江站）水位-流量关系采用移植法分析绘制，其中水位采用蒋沙站（即可研阶段推荐坝址）与峡江站水位相关关系获得，流量直接采用峡江站流量；高水部分依据坝址处实测大断面采用史蒂文森法延长。

初步设计阶段推荐坝址（下坝线）较可研阶段下移了170m。由于两坝线相距很近，区间无大支流汇入，且坝址位于可研阶段推荐坝址与峡江站之间，因此，初步设计阶段峡江坝址水位-流量关系曲线依据可研阶段推荐坝址（上坝线）的水位-流量关系曲线采用水面比降法移植而得。

坝址下游防洪控制断面（石上水文站）水位-流量关系曲线采用石上站历年的水位-流量关系点据分析绘制，坝址上游回水控制站（吉安水文站）水位-流量关系曲线采用吉安站历年的水位-流量关系点据分析绘制。

峡江坝址、石上站和吉安站的水位-流量关系成果见表1-9。

四、库区防护区水文

1.防护区设计洪水

防护区进行导排沟、渠设计时须考虑导排沟、渠沿山体一定高程通过时，山体坡面及小溪（河）汇入沟、渠的洪水，以策行洪安全，因此，防护区设计洪水主要是分析计算导排沟、渠的设计洪水。

由于防护区内大部分导排沟、渠所经之处的小溪（河）的集水面积不大，且无实测水文资料。因此，一般的小溪（河）入沟、渠的设计洪水，分别采用暴雨途径的瞬时单位线和推理公式法计算，其中：集雨面积大于30km²的采用瞬时单位线法计算，集雨面积小于30km²的采用推理公式法计算。集水面积稍大的万福夹堤首和樟山防护区桥头夹堤首断面设计洪水依据鹤洲水文站设计洪水采用水文比拟法计算而得。分析计算防护区设计洪水时，依据实地调查资料考虑了导排沟、渠上游水库对坝址以上流域洪水的调蓄作用。各防护区导排设计流量成果见表1-10。

2.排涝站设计流量

各排涝站的设计流量主要计算由降雨产生的涝水量、导排沟（渠）导排能力以上的洪水水量以及防护区圩堤渗漏水量所需要提排的流量。涝水流量是由暴雨所形成的流量，根据各防护区不同设计标准的设计暴雨计算；超导排能力洪水水量依据各导排沟（渠）的设计洪水过程和导排能力计算，并按平均排除法折合成泵站的提排流量；圩堤渗漏水量较小，排涝流量不计入圩堤渗漏水量折合的提排流量。各排涝站排涝设计流量分析计算成果见表1-11。