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聖弗朗西斯科河

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聖弗朗西斯科河屬於南美大河之一,是巴西的第三大河,亦是巴西河流中全流域在境內的第一大河,南美洲第4大水系,位於西經36°14′~47°20′,南緯7°32′~20°48′之間。聖弗朗西斯科河發源於米納斯吉拉斯州西南卡納斯特拉(Canastra)山脈東坡。河源海拔約750m。從河源向北穿越巴伊亞州,約2000km到達茄瓦澤羅和隔岸相對的彼得羅利納。從彼得羅利納市上游約160.9km開始的大彎道向東北為長約480km的急流和瀑布河段。急流河段的上段,只在豐水期可以通航,但彼得羅利納市至保羅阿方索瀑布之間不能通航。該瀑布頂點,聖弗朗西斯科河被花崗岩分割成連貫的三個瀑布,總跌水高度80m。過瀑布峽谷后,流經210km,在阿拉卡茹(Aracalu)以北約96.5km處注入大西洋。上游流經群山峽谷,水勢湍急;中遊河面展寬,水流平緩,但在佩特羅利納附近河面緊縮,形成一段長約500公里的急流和瀑布。水力資源豐富,在保羅阿方索瀑布建有大型水電站(144萬千瓦)。瀑布以上可通航至皮拉波拉,航程約1,600公里,下游只能通航吃水淺的輪船,航程300公里。中游乾燥地區的重要灌溉水源,築有多座大水庫。

1 聖弗朗西斯科河 -概述

聖弗朗西斯科河聖弗朗西斯科河
聖弗朗西斯科河屬於南美大河之一,是巴西的第三大河,亦是巴西河流中全流域在境內的第一大河,位於西經36°14′~47°20′,南緯7°32′~20°48′之間。聖弗朗西斯科河發源於米納斯吉拉斯州西南卡納斯特拉(Canastra)山脈東坡。河源海拔約750m。從河源向北穿越巴伊亞州,約2000km到達茄瓦澤羅和隔岸相對的彼得羅利納。從彼得羅利納市上游約160.9km開始的大彎道向東北為長約480km的急流和瀑布河段。急流河段的上段,只在豐水期可以通航,但彼得羅利納市至保羅阿方索瀑布之間不能通航。該瀑布頂點,聖弗朗西斯科河被花崗岩分割成連貫的三個瀑布,總跌水高度80m。過瀑布峽谷后,流經210km,在阿拉卡茹(Aracalu)以北約96.5km處注入大西洋。

聖弗朗西斯科河全長2897km,流域面積67.6萬km2,多年平均流量2810m3/s,年徑流量886億m3,年輸沙量0.55億t。

聖弗朗西斯科河位於巴西東北部,流經米納斯吉拉斯、巴伊亞、伯南布哥、拉戈斯和塞爾希培等5個州。長期以來,由於它是聯接巴西沿海與內陸地區以及南北之間的通道,因此,被稱為"民族團結之河"。右岸主要支流有:帕拉(Para)河、帛琉佩巴(Paraopeba)河、韋利亞斯(Velhas)河[該河還有:比庫杜(Bicudo)河和錫波(Cipo)河等支流]、帕庫伊(Pacui)河、帕拉卡圖(Paracatu)河、大韋爾迪(VerdeGrande)河[該河還有加魯圖巴(Garutuba)河和佩克納(Pequena)河等支流匯入]、聖里塔(SantaRita)河、聖奧諾夫里(SantoOnofre)河、帕拉米林(Paramirim)河、韋爾迪(Verde)河、雅卡雷(Jacare)河、薩利特里(Salitre)河、庫魯卡(Curuca)河、瓦爾任(Vargem)河以及馬庫魯雷(Macurure)河等。左岸主要支流有:大因達亞(IndaiaGrande)河、博拉楚杜(Borrachudo)河、阿巴埃特(Abaete)河、福莫蘇(Formoso)河、巴拉卡圖(Paracatu)河[該河還有普拉塔(Prata)河、普雷圖(Preto)河、韋爾迪(Verde)河、索努(Sono)河和聖安東尼奧(SantaAntonio)河等支流]、烏魯庫亞(Vrucuia)河[該河有皮拉廷加(Piratinga)河和阿雷亞(Areia)河等支流]、阿卡里(Acari)河、帕爾杜(Pardo)河、佩魯亞蘇(Peruacu)河、卡林杜(Calindo)河、伊塔瓜里(Itaguari)河[該河有卡里尼亞尼亞(Carinhanha)河和科沙(Coxa)河等支流]、科倫蒂(Corrente)河[該河還有瓜拉(Guara)河、伊庫亞斯(Equas)河、阿里雅杜(Arrojado)河、普拉圖當(Pratudao)河和福莫蘇(Formoso)河等支流匯入]、格蘭德河(Grande)[該河還有波爾庫斯(Porcos)河、費梅阿斯(Femeas)河、佩德拉斯(Pedras)河、翁達斯(Ondas)河、雅內魯(Janeiro)河、布朗庫(Branco)河和普雷圖(Preto)河等支流]、皮門泰拉斯(Pimenteiras)河、蓬塔爾(Pontal)河、帕熱烏(Pajeu)河、納維烏(Navio)河、莫紹托(Moxoto)河以及伊帕內馬(Ipanema)河等。

2 聖弗朗西斯科河 -流域特徵

聖弗朗西斯科河聖弗朗西斯科河
聖弗朗西斯科河流經炎熱而乾燥的巴西東北部,處於熱帶地區,氣候變化規則,每年5~10月為旱季,11月~次年4月為雨季。上游年降雨量1400mm,中游僅為400mm。河流平均流量在索布拉廷諾壩址處(距河口840km)為2776m3/s,最大流量為18000m3/s,最小流量為595m3/s。該地區平均最高氣溫36℃,最低氣溫19℃,實測最高氣溫42℃。河道水深在6~40m之間,河水水位季節性變化達10m。冬季各支流乾枯無水。幹流河道枯水期狹小,洪水期河谷寬達6~20km。河口多年平均流量2810m3/s,年徑流量940億m3,徑流深度157mm,懸移質泥沙濃度為0.06kg/m3,每年流入大海的泥沙達0.55億t。河口寬約1.609km,口門有沙洲,吃水深的海輪不能進入內河。

流域總降雨量為6300億m3,其中6000億m3(佔95%)來源於大西洋,只有300億m3來自流域內。流域內蒸發量達4450億m3,約佔總降雨量的70%,迴流入海的只佔15%。

3 聖弗朗西斯科河 -河流利用

聖弗朗西斯科河聖弗朗西斯科河

水能資源;聖弗朗西斯科河流域最重要的資源是其豐富的水能資源,全流域擬建17座梯級水電站,裝機總容量可達2000萬kW。

聖弗朗西斯科河流域開發工作經長期醞釀后,於1946年開始做了一些工作,並於1948年9月成立了"聖弗朗西斯科河流域委員會",該流域委員會制訂了包括調節河道徑流、開發水能資源、改善通航條件、推廣並發展大規模灌溉、防洪、促進工農業發展以及改善衛生、移民條件等的"聖弗朗西斯科流域開墾計劃"。首先,在上游修建了特雷斯瑪麗亞斯(TeresMarias)水庫,以調節徑流。另外,計劃在皮拉波拉市附近興建福莫薩(Formosa)水庫(中游通航河段的最南端)。這兩座水庫實際上控制了雨量較大(1400mm)的上游流域,對於改善中游通航條件、減輕壩下游周期性發生的洪水並增加下游梯級電站的保證出力、增大灌溉能力都起了相當大的作用。福莫薩水庫以下計劃再建(包括已建)11級徑流電站。

聖弗朗西斯科河上游(皮拉波拉以上)不能通航;中游從皮拉波拉至彼得羅利納可以通小型輪船。

聖弗朗西斯科河蘊藏著豐富的水能資源,規劃興建的13座水電站,水庫總庫容超過837.6億m3,水電站總裝機容量超過1581.6萬kW。到1994年為止,在幹流上已建水電站7座,水庫總庫容690.6億m3,發電利用水頭474.9m,水電站總裝機1347.7萬kW。其中已建裝機在100萬kW以上的水電站就有4座,它們是索布拉廷諾水電站(裝機105萬kW)、伊塔帕里卡水電站(裝機250萬kW)、辛戈水電站(一期工程裝機6台,容量達301.2萬kW,二期工程預計將機組增至10台,總裝機達502萬kW)。目前已建水電站中裝機容量中最大的,是保羅阿方索梯級水電站,該電站第一、二、三期工程裝機容量高達148.8萬kW,第四期工程裝機246.2萬kW,電站總裝機容量已達394.8萬kW。

灌溉工程規劃;聖弗朗西斯科河是解決巴西東北內地半乾旱地區灌溉與防洪的關鍵。它發源於降雨比較規律、雨量比較充沛的東南部米納斯吉拉斯州,是唯一一條流量大而流經半乾旱地區的大河。在已興建的水力發電工程中,特雷斯瑪麗亞斯和索布拉廷諾2座水庫對該河流量具有顯著的調節作用。

特雷斯瑪麗亞斯水庫位於聖弗朗西斯科河上游段,總庫容191.8億m3,主要目標為徑流調節和防洪。  

索布拉廷諾水庫總蓄水庫容341億m3,1970年建成,目標為發電(裝機105萬kW)與防洪,位於"半乾旱多邊形地帶"中心。

洪水期從索布拉廷諾水庫取水,通過引水渠自流引水至聖弗朗西斯科河流域北界的矮山脊。開鑿隧洞穿越分水嶺,連通引水渠,自流或用水泵把水抽至矮山脊北側山腳處的各個配水池,通過控制建築物再把配水池的水分配到外圍渠道。

通向分水嶺的引水渠,沿途除交叉通過聖弗朗西斯科河左岸每一條季節性支流之外,均在河上建一小壩,壩上布置控制設備,旱季缺水期間可將引水渠中的水引入這些支流。

各外圍渠道將通過若干支流沿各分水嶺延伸,把東部(或沿海)流域與西部的幾個平原分隔開,使引水渠系的各條渠道能到達大多數季節性乾枯河流的上游。沿各外圍渠道興建眾多中、小型水庫,洪水期聖弗朗西斯科河可向各水庫分水,以蓄存備用。

根據初步研究結果,聖弗朗西斯科河以北半乾旱地區,如果灌溉用水不受限制,則有78萬hm2土地適於耕作,其。聖弗朗西斯科河引水方案,按1年4個月內總引水流量1000m3/s估算,可提供充足的水源灌溉另外的60餘萬hm2農田。引進半乾旱地區的水,主要將分配到現有的天然河道,然後再分配到各地的灌溉工程。

航運;聖弗朗西斯科河從河源至皮拉波拉市700km的上游,有幾處急流段。在皮拉波拉市附近有一個7m高的瀑布,瀑布以下至彼得羅利納市為中游段,長1290km。除一段9km長的河段(在彼得羅利納市上游40km處,稱之為"索布拉廷諾險灘"),其水面比降超過50cm/km外,其餘河段水面比降一般僅有9cm/km,所以,長期以來一直為通航河段。中遊河段彎曲度很小,大約只有10%;整治前最小水深0.7m,疏浚后,最小水深增至1.5m。洪、枯季水位變幅高達10m,枯水期河道狹小,洪水期河寬達6~20km。它的若干條支流,下游段可以通航。彼得羅利納市以下至伊塔帕里卡瀑布一段,長440km,稱為次中游。雖然該河段水面比降屬於中等,並未禁止通航,但由於有許多險灘和小瀑布,不適於通航。

伊塔帕里卡至皮拉尼亞斯(Piranhas)河段,長85km,有兩個大瀑布:伊塔帕里卡瀑布,高15m;保羅阿方索瀑布,高80m。保羅阿方索瀑布以下是一段長約70km的峽谷河段,總落差達130m。

從皮拉尼亞斯至大西洋為下遊河段,全長210km,可以通航。

從以上情況看,聖弗朗西斯科河幹流可通航里程大致只有1500km,而且只能通較小的內河船舶,在其下游段,由於河口泥沙淤積礙航,吃水深的海輪亦不能進入內河。

將來,擬在皮拉波拉與特雷斯瑪麗亞斯壩之間140km的河段上再興建2~3座水壩和船閘,並在特雷斯瑪麗亞斯壩上增建2座船閘,以便聖弗朗西斯科河中游航道向上游延伸,船舶通過皮拉波拉市可一直上行至特雷斯瑪麗亞斯水庫。從該水庫繼續上行即可到達聖弗朗西斯科河最上游的支流之一的帛琉佩巴河。

儘管有特雷斯瑪麗亞斯水庫的調節,在旱季,聖弗朗西斯科河仍有若干河段水深不能滿足船舶通航要求,因此,對這些河段進行了系統疏浚,確保一條寬20m、深1.5m的常規船舶航道。在中游最靠近彼得羅利納市通航河段以上110km處的庫拉林霍(Curralinho)和伊坦斯(Itans)之間進行了水下岩石開挖,將露出水面的一些岩石清除掉,最後將該16km長的河段疏浚成寬60m、最小水深1.8m的航道。自索布拉廷諾電站建成后,此河段水深又增加了12m,所有礙航岩石均被淹沒在水下,通航條件大為改善。

索布拉廷諾瀑布,是中游段通航的主要障礙。在該處,河道被分為兩支:一支為"薩庫多梅約"(SacoDoMeio),河槽寬750m,在2.5km長的河道內水面落差為4.5m;另一支即為索布拉廷諾,在90km長的河道內,水面落差約4.5m。索布拉廷諾壩,最大壩高41m,壩長350m,總庫容341億m3,有效庫容288億m3,可保證下游最小流量達到2060m3/s。建有通航船閘:最大水頭32.5m,最小水頭17.5m,閘室尺寸為145.3m×17m(長×寬)。採用動力平衡輸水系統,充水時間13.75min,放水時間18min,閘室內水位上昇平均速度為2.36m/min。上閘首採用淹沒式垂直提升門,下閘首採用人字門。船閘設計有效通航能力為800萬t/年。

聖弗朗西斯科河中游在索布拉廷諾以上將來還要建幾個梯級電站,這些梯級電站雖不是專為航運而建,但建成后無疑將會改善通航條件。

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