第二章　湖南水力资源综述

第一节　水力资源状况和特点

一、地形地貌

湖南省位于长江中游以南,地处东经108°47'~114°15',北纬24°39'~30°08'。东以幕阜、武功诸山系与江西交界,西以云贵高原东缘连贵州,西北经武陵山脉毗重庆,南枕南岭与广东、广西相邻,北以滨湖平原与湖北接壤。湖南省境内东西宽667km,南北长774km,土地总面积211835km2,占全国土地总面积的2.2%。

湖南省地形大致为:东面有幕阜山脉、连云山脉、九岭山脉、武功山脉和万洋山脉,走向大致是北东-南西向,是湘江与赣江的分山岭,山峰海拔大都超过1000m;南面是南岭山脉,山体大多为东西向,是长江和珠江两大水系的分水岭,山峰海拔高度大都在1000m以上;西北为武陵山脉,呈北东-南西走向,是资、沅两水的分水线,南段海拔1500m,北段海拔约在500~1000m之间,其跨地之广、山势之雄,为全省之冠;北部是洞庭湖,为平坦的湖积、冲积平原,是全省最平坦和地势最低的地区,海拔多在50m以下;中部多为丘陵、岗地,地势南高北低,衡山屹立其中,除祝融峰外,其余多在500m以下。

二、河流水系

湖南省河流众多,河网密布,河长5km以上的河流5341条。其中湘江2157条,占全省总数的40.4%;资水771条,占全省总数的14.4%;沅水1491条,占全省总数的27.9%;澧水326条,占全省总数的6.1%;洞庭湖区403条,占全省总数的7.6%;其他水系193条,占全省总数的3.6%。

湖南省流域面积大于10000km2的河流有9条,包括湘江、资水、沅江、澧水四水及湘江支流潇水、耒水、洣水、沅水支流汽车水、酉水;流域面积5000km2以上不足10000km2的河流8条,其中湘江4条,沅水2条,澧水1条,南洞庭湖区1条;流域面积1000km2以上不足5000km2的河流39条,其中湘江19条,资水6条,沅水8条,澧水3条,东洞庭湖区1条,珠江流域北江水系2条。

湖南省属长江流域洞庭湖区的面积为204843km2,占全省总面积的96.7%。

湖南省河流水系情况见表2-1-1。

三、水文气象

1.气候

湖南省地处亚热带季风气候区,由于地域广阔,地形多变,纬度不一,各地区气候有些差异。全省各地年日照时数在1219~1854h之间,多年平均年日照时数为1537h,日照时数最多处在洞庭湖区,其中安乡达1854h,最少处在沅水湘西上游一带,其中龙山仅为1219h。多年平均风速为2.0m/s,各地在0.9~6.3m/s之间,以龙山0.9m/s为最小,地处湘中湘江中游的南岳山6.3m/s为最大(南岳山最大风速达35m/s)。受纬度和地形影响,年平均气温南部高于北部,平原高于山区,全省范围内多年平均气温17.0℃,各地多年平均气温在11.3~18.5℃之间,最高在湘南湘江上游地区,其中道县达18.5℃,最低为南岳山11.3℃;就月平均气温而言,1月最低,各地在0.3~7.4℃之间,全省范围内多年平均为5.2℃;7月最热,各地在21.6~30.0℃之间,平均为28.3℃;极端最高气温一般出现在7—8月间,极端最低气温一般出现在1—2月间,全省范围内极端最高、最低气温分别为43.8℃(资水下游的益阳,1961年7月4日)、-18.1℃(湘北的临湘,1969年1月31日)。

2.降水

受大气环流和地形的影响,湖南省降水量分布很不均匀,总的趋势是山区大于丘陵,丘陵大于平原,西、南、东三面山地降水量多,中部丘陵和北部洞庭湖平原少。全省平均降水量1427mm,变化一般在1200~2000mm之间。山地多雨区一般在1600mm以上,大部分丘陵区在1400mm左右,少雨的丘陵平原区仅约1200mm。由于地理因素的影响,全省有4个高值区、2个低值区和1个次低值区。

高值区:①澧水上游高值区。该区位于澧水上游、武陵山脉北支,湘、鄂两省交界之山区,范围约7000km2,多年平均年降水量1600~2000mm,个别地方在2100mm以上。②雪峰山区高值区:多年平均年降水量1600~2000mm。③五岭(南岭)山脉高值区。位于湘、粤交界的南岭和湘东南湘、赣交界的罗霄山脉,多年平均年降水量1600~特别是在2011年《中共中央 国务院关于加快1800mm,个别地方如莽山的猛坑石高达2353.5mm。④湘东北高值区。沿湘鄂交界的幕阜山至湘赣交界的九岭山一带和浏阳的连云山,范围在4000km2以上,多年平均年降水量在1600mm以上。

低值区:①洞庭湖区低值区。主要是洞庭湖湖区范围,面积约15000km2,多年平均年降水量1200mm,个别地方在1200mm以下。②衡邵丘陵低值区:多年平均年降水量在1200mm以下,最低的衡南县花桥仅1086mm。

次低值区:沅江上、中游山间盆地,多年平均年降水量在1400mm以下,少数地区多年平均年降水量还不足1200mm。

降水在年内的分配很不均匀,最大月降水量一般出现在5月或6月,大致是湘江、资水、沅水流域出现在5月,澧水和洞庭湖的大部出现在6月,一般多年平均最大月降水量占全年降水量的16%~20%;最小降水量湘江、资水、沅江流域多在12月,澧水流域和洞庭湖区大都在1月,最小月降水量只占全年的1.6%~4.4%。一般最大月降水量相当于最小月降水量的5~6倍,个别站达10倍以上。连续4个月最大降水量出现在3—6月的主要为湘江,沅水则为4—7月,资水介于两者之间,而出现在5—8月的主要为澧水上、中游部分地区。

降水的年际变化也较大。全省最大多年平均年降水量一般在1500~2500mm之间,大都发生在暴雨区的山地,如湘江郴县的何家,1975年的降水量达3089mm;最小多年平均年降水量一般在800~1300mm之间,如湘江支流蒸水的邵东县佘田桥,1976年的降水量仅714mm。最大多年平均年降水量与最小多年平均年降水量的比值,一般在2.0左右,个别地方接近3.0。

3.蒸发

湖南省多年平均水面蒸发量826mm,变化幅度为700~1000mm,其地域分布与降水量的分布基本相似,但其高低值相反,一般是山区小,丘陵、平原大。其高值区如洞庭湖平原水网区及湘江中、下游,数值一般为900~1000mm,低值区如澧水上游与湖北省交界处、以安化为中心的资水下游、与江西省交界的湘东浏阳河上游山区和湘东南以桂东为中心的山地,其值一般小于800mm。

4.径流

湖南省径流主要由降水形成,全省多年平均年径流深一般在400~1400mm之间,平均766mm。其时空分布规律与降水量分布规律大体相似,降水多的地区往往也就是径流丰富的地区,一般山地多于丘陵、平地,植被良好的山丘区,径流明显增大。

全省多年平均连续最大4个月径流一般出现在4—7月,湘江少数地区和洞庭湖区是3—6月,澧水的多数地区是5—8月。一般湘江、资水的汛期为3—8月,沅水、澧水的汛期为4—9月。径流的年内分配很不均匀,各流域也不尽相同,湘江以5月最大,资水、沅水以6月最大,澧水以7月最大,最小月份湘江、资水为12月,沅水、澧水为1月,一般最大月为最小月的6倍左右,个别站可达10倍以上。

径流的年际变化,山区较小,丘陵、平原区大,历年径流极大值与极小值的倍比在2~5之间。

代表性测站年径流特征值及逐月分配比例见表2-1-2和表2-1-3。

5.泥沙

湖南省多年平均悬移质含沙量以澧水最大,为0.416kg/m3,依次为沅水0.229kg/m3、湘江0.179kg/m3、资水0.127kg/m3。在地区分布上,石门、桃源沿雪峰山至洞口、怀化、芷江以西的沅、澧水流域多年平均含沙量0.20~0.50kg/m3;以东的大部分地区为0.10~ 0.20kg/m3,只有分散的局部地区为0.20~0.50kg/m3,如涟水、蒸水、渌水流经区域。全省多年平均含沙量最大的地区是澧水支流渫水和湘江支流沩水,一般为0.50~ 1.0kg/m3,而沅水上游支流巫水和渠水一带是泥沙的低值区。

四、能源概况

湖南省的常规能源主要为水力与煤炭两类,未探明有油、天然气储量。

目前,湖南省煤炭累积探明储量32.57亿t,其中涟邵矿业集团有限公司、白沙煤电集团有限责任公司、资兴矿务局及省直五矿为14.57亿t,占总量的45.3%,其他县(市)煤矿及乡镇煤矿为17.82亿t,占54.7%。全省保有储量27.24亿t,其中涟邵、白沙、资兴及省直五矿为11.76亿t,占43.2%,市县及乡镇煤矿为15.48亿t,占56.8%。在煤炭资源总量中,劣质煤为0.57亿t,占累积探明储量的1.75%,占保有储量的2.1%。

湖南省煤炭年生产能力在1万t以上的矿井,其核定生产能力为3442万t,原煤产量为2106万t,其中无烟煤1309万t,占62.2%,烟煤产量797万t,占37.8%。

煤炭在全省一次能源生产中仍占主导地位,20世纪90年代约为90%。在一次能源消费中,煤炭雄居首位,约占80%左右。预测表明在今后15~20年中,在全省一次能源生产和消费中,煤炭仍占重要地位。

湖南省的电力工业,一直贯彻“水火并举”的电力发展方针和坚持水资源综合利用原则,长期以来水电装机的比重超过50%,电量的比重接近50%。

五、湖南省水力资源的状况和特点

1.湖南省水力资源状况

根据2003年水力资源复查成果,按照《全国水力资源复查技术标准》统一口径,全省水能理论蕴藏量15694.8MW,多年平均年发电量1374.86亿kW·h(单河理论蕴藏量10MW及以上河流192条,理论蕴藏量13270.4MW);单河理论蕴藏量10MW及以上且拥有单站装机容量0.5MW及以上水电站的河流178条,理论蕴藏量12263.7MW,技术可开发量装机容量12020.9MW、多年平均年发电量486.19亿kW·h,经济可开发量装机容量11349.8MW、多年平均年发电量457.58亿kW·h。其中洞庭湖水系单河理论蕴藏量10MW及以上且拥有单站装机容量0.5MW及以上水电站的河流共166条,理论蕴藏量12028.0MW,技术可开发量装机容量11883.9MW、多年平均年发电量480.54亿kW·h,经济可开发量装机容量11230.9MW、多年平均年发电量452.67亿kW·h。

可开发量按规模统计,大型水电站5座、装机容量3247.5MW、多年平均年发电量124.73亿kW·h,属经济可开发量,均已开发;中型水电站技术可开发量装机容量4536.0MW、多年平均年发电量183.81亿kW·h,经济可开发量装机容量4385.0MW、多年平均年发电量176.18亿kW·h;小型水电站技术可开发量装机容量4237.41MW、多年平均年发电量174.95亿kW·h,经济可开发量装机容量3717.3MW、多年平均年发电量153.96亿kW·h。其中大、中型水电站全部位于洞庭湖水系,统计洞庭湖水系小型水电站指标,技术可开发量装机容量4100.3MW、多年平均年发电量169.30亿kW·h,经济可开发量装机容量3598.4MW、多年平均年发电量149.05亿kW·h。

10MW及以上水电站装机容量10288.5MW、多年平均年发电量414.16亿kW·h。10MW及以上水电站除珠江流域有1座外(二类电站,经济开发量,装机容量15.0MW,多年平均年发电量0.46亿kW·h),其余均分布于洞庭湖水系。

湖南省水力资源成果见表2-1-4。

湖南省境分流域水力资源基本情况见表2-1-5。

2.水力资源特点

湖南省的水力资源有以下几个特点:

(1)季节性电能较多。湖南省境内径流的年内和年际变化均较大,因而需要修建调节水库,对径流进行时间和空间上的调配,以充分利用水力资源,但限于淹没等因素,湖南省水力资源具有年调节性能以上的水库不多,保证出力较小,季节性电能较多。

(2)水力资源大多集中于河流的上游和干流的中下游峡谷区。在地区分布上,以包括资水、沅水、澧水的湘西地区最丰富,为全国十二大水电基地之一。其次为湘南地区的耒水、潇水、白水和湘东地区的洣水,它们都是湘江的一级支流,水力资源较丰富。湘北洞庭湖及四水尾闾地区为最小。

(3)具季调节性能以上的电站,水库大多承担防洪、灌溉、供水等综合利用任务。

(4)全省水力资源分布较分散,小型水电站点多面广。