秦 磊 鄧永鋒

（1.寶雞市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院 陜西 寶雞 721000；2.西安理工大學(xué)水電學(xué)院 陜西 西安 710048）

1 項(xiàng)目概況

太白縣北灣水電站位于太白縣桃川鎮(zhèn)見(jiàn)坡村，站址位于桃川河左岸北灣，引水樞紐位于見(jiàn)坡村的將軍石，上接將軍石水電站尾水。該水電站是《陜西省上、中游河段小水電水能規(guī)劃報(bào)告》中確定的石頭河流域梯級(jí)開(kāi)發(fā)的項(xiàng)目之一，主要擔(dān)負(fù)為太白縣區(qū)域供電任務(wù)。

北灣水電站是一座徑流引水式電站，設(shè)計(jì)總裝機(jī)容量3000kW，年平均發(fā)電量1500萬(wàn)kW·h。引用桃川河自產(chǎn)流量和引紅濟(jì)石引水流量，設(shè)計(jì)引水流量分別為0.92m3/s和3.3 m3/s，設(shè)計(jì)裝機(jī)容量為3臺(tái)800kW和1臺(tái)630kW機(jī)組。

2 建設(shè)項(xiàng)目的水資源論證

2.1 分析范圍和論證范圍的確定

根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目所在區(qū)域涉及漢江、渭河兩大流域，位于漢江褒河支流紅巖河、渭河支流石頭河上游。兩流域毗鄰，自然地理特性有所相似，氣候有所異同。由于紅巖河將作為本電站的水源之一，故將紅巖河關(guān)山斷面以上流域面積納入本次分析范圍。

項(xiàng)目水資源論證范圍包括北灣水電站引水樞紐以上控制流域，集水面積224.8 km2；褒河支流紅巖河關(guān)山斷面以上流域面積376 km2。論證流域總面積600.8km2。兩流域相毗鄰，自然地理特性相似，氣候相近但有差異，故其流域水資源特性有相似也有不同的地方。

2.2 水資源開(kāi)發(fā)利用分析

太白縣境內(nèi)水資源豐富，河流密布，共有57條大小河流南北分流入漢江和渭河。主要河流有流入渭河的石頭河，流入漢江的清水河上游，褒河支流太白河、紅巖河等。年平均徑流量14.2億m3，總水能蘊(yùn)藏量40萬(wàn)kW，可開(kāi)發(fā)量5.85萬(wàn)kW。

2.3 取水合理性分析

北灣水電站取用的是天然地表水，用水不耗水，在能源產(chǎn)生過(guò)程中無(wú)“三廢”排放，生活污染較輕。電站為無(wú)調(diào)節(jié)性，運(yùn)行時(shí)對(duì)下游河道流量的年內(nèi)分配基本沒(méi)有影響，對(duì)周圍和下游用水戶基本無(wú)影響。

北灣水電站的建設(shè)有利于水源的可持續(xù)利用，并與當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)。工程的引水樞紐布局合理，基本不對(duì)區(qū)域水資源產(chǎn)生影響，并能保證下游生態(tài)用水的要求，其取水是合理的。

2.4 來(lái)水量分析

本次水資源論證依據(jù)的基礎(chǔ)資料為斜峪關(guān)、鸚鴿水文站實(shí)測(cè)徑流資料，杜家莊、桃川、鸚鴿、高碼頭、斜峪關(guān)等五處雨量站的實(shí)測(cè)雨量資料。選用站點(diǎn)觀測(cè)資料系列長(zhǎng)、精度高、數(shù)據(jù)可靠。資料系列中即包含有豐水段、枯水段和平水段，也包括有豐水、平水、枯水年交替出現(xiàn)時(shí)段，水文系列有明顯的周期變化規(guī)律。因此，本次分析所用資料系列較長(zhǎng)且比較完整的反映了水文規(guī)律的周期性，具有較好的代表性。

2.4.1 年徑流系列的確定

年徑流系列頻率計(jì)算時(shí)，一般要根據(jù)流域水文特性和電站調(diào)節(jié)計(jì)算需要，對(duì)年徑流系列劃分水文年。但由于鸚鴿年徑流系列一部分由斜峪關(guān)站推算而來(lái)，年徑流年內(nèi)分配轉(zhuǎn)化比較困難，所以直接以鸚鴿站1956年～2004年日歷年徑流量系列，做頻率計(jì)算。

2.4.2 年徑流頻率計(jì)算

（1）頻率計(jì)算：應(yīng)用鸚鴿站年徑流量系列，以皮爾遜Ⅲ型適線法，進(jìn)行鸚鴿站年徑流頻率計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表1。由《寶雞市水文實(shí)用手冊(cè)》查得 CV為 0.39，Cs=2.5CV為 0.975，徑流量均值為3.13億m3。

（2）典型年的確定：根據(jù)水電站設(shè)計(jì)規(guī)范及要求，取頻率P=15%、P=50%、P=85%分別代表豐水年、平水年、枯水年。根據(jù)數(shù)值相近原則，選擇典型年，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，確定典型年以偏于鄰近年份及不利情況，經(jīng)過(guò)對(duì)比分析，豐水年、平水年、枯水年典型年確定為2003年、1998年、1996年。

（3）典型年年內(nèi)分配：以鸚鴿站為參證站，用面積比擬法計(jì)算綜合流域與壩址流域相應(yīng)典型年徑流年內(nèi)分配。綜合流域面積為引水口壩址與關(guān)山斷面以上面積之和，為518km2，壩址流域?yàn)橐谝陨厦娣e為142km2，鸚鴿站控制流域面積為507 km2。經(jīng)過(guò)計(jì)算得出豐水、平水、枯水各典型年的年內(nèi)分配過(guò)程。見(jiàn)表2。

（4）年內(nèi)分配分析：分析鸚鴿站流量資料系列，每年的11月～12月流量偏小，為全年最小期，稱為枯水期。最枯流量為0.3m3/s，出現(xiàn)在2月份～3月份。豐水年連續(xù)最枯月份12、1～2月份，日均流量分別為2.13 m3/s、2.39m3/s、2.30m3/s，最小日流量 1.85m3/s，發(fā)生在12月26日。平水年連續(xù)最枯月份12月、1月、2月～3月，日均流量分別為0.61m3/s、1.13m3/s、0.69m3/s、1.01m3/s，最小日流量 0.30 m3/s，發(fā)生在2月18日?？菟赀B續(xù)最枯月份1月份～3月份，日均流量分別為1.27m3/s、1.09m3/s、1.80m3/s，最小日流量 1.02m3/s，發(fā)生在3月1日。

2.5 用水量分析

經(jīng)調(diào)查分析,論證范圍內(nèi)只需考慮生產(chǎn)生活及牲畜用水量、脫流河段的生態(tài)用水量、損失水量。

生產(chǎn)生活及牲畜用水量根據(jù)現(xiàn)狀用水標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，區(qū)域內(nèi)人、畜及灌溉需水流量為0.0035m3/s，月生態(tài)需水量0.91萬(wàn)m3，年需水量為10.92萬(wàn)m3；生態(tài)用水根據(jù)生態(tài)需水量計(jì)算的有關(guān)規(guī)定，計(jì)算設(shè)計(jì)脫流河段的生態(tài)需水量為0.063m3/s，月均生態(tài)需水量16.41萬(wàn)m3，年生態(tài)需水量196.88萬(wàn)m3；損失水量根據(jù)流域現(xiàn)狀和以往經(jīng)驗(yàn)，可綜合考慮一個(gè)定值，取0.02m3/s。月均損失水量5.18萬(wàn)m3，年損失水量62.20萬(wàn)m3。

綜上所述，壩址以上流域現(xiàn)狀水平年總用水量為270萬(wàn)m3，折合年平均流量為0.087m3/s。

2.6 可供水量計(jì)算

根據(jù)對(duì)北灣水電站壩址處不同保證率各水平年的月均來(lái)水量及可用水量分析計(jì)算，可得出電站的可供水量。北灣水電站現(xiàn)狀水平年及規(guī)劃水平年，不同來(lái)水保證率下各月的可供水量計(jì)算成果見(jiàn)表3。

2.7 水質(zhì)評(píng)價(jià)

根據(jù)《太白縣水資源利用規(guī)劃》和國(guó)家有關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，到2020年，流域內(nèi)的主要任務(wù)是退耕還林還草，涵養(yǎng)水源，水土保持，加強(qiáng)水資源的保護(hù)，防治污染，所以，電站到2010年雖然增加了引紅濟(jì)石水量，流域內(nèi)也不會(huì)有大的工礦企業(yè)興建，規(guī)劃開(kāi)發(fā)項(xiàng)目主要是水能的綜合利用，對(duì)水質(zhì)沒(méi)有任何污染影響，所以，至規(guī)劃水平年，流域內(nèi)水質(zhì)也是良好的，滿足生產(chǎn)、生活及發(fā)電用水水質(zhì)要求。

表1 鸚鴿站年徑流量頻率適線表

表2 各斷面豐平枯典型年天然來(lái)水量年內(nèi)分配

表3 北灣水電站引水壩址處可供水量分析成果表

2.8 取水的影響分析

北灣水電站工程是石頭河梯級(jí)水電開(kāi)發(fā)的梯級(jí)電站，其取水口的布設(shè)及電站裝機(jī)符合水能規(guī)劃要求，電站取水對(duì)河道徑流基本沒(méi)有影響，對(duì)下游電站的水能開(kāi)發(fā)不產(chǎn)生影響。同時(shí)又不影響周圍的用水環(huán)境和小范圍水循環(huán)環(huán)境，建成運(yùn)行后又不產(chǎn)生廢水、污水，本工程建設(shè)對(duì)區(qū)域水資源無(wú)不良影響，對(duì)全流域其他用水戶沒(méi)有影響。

2.9 退水的影響分析

北灣水電站退水主要包括電站正常運(yùn)行時(shí)的尾水、棄水、生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)故障時(shí)的緊急退水。電站正常發(fā)電時(shí)，引水通過(guò)水輪機(jī)進(jìn)行水能轉(zhuǎn)換，然后通過(guò)尾水渠平穩(wěn)的排入下游河道，引水量等于排水量，且水質(zhì)不變，尾水不會(huì)影響周圍及下游生態(tài)環(huán)境。在洪水期引水渠引用的多余水量，通過(guò)退水渠直接退入下一級(jí)電站的引水渠。

3 結(jié)論與建議

北灣水電站工程，實(shí)現(xiàn)對(duì)流域河段水能開(kāi)發(fā)，同時(shí)又保護(hù)了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，取水、引水、退水設(shè)計(jì)合理，符合行業(yè)規(guī)范要求。

①北灣水電站符合本流域水資源開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃要求，保證當(dāng)?shù)厣睢⑸a(chǎn)用水，體現(xiàn)整體效益，取水水源具有合理性、可靠性、安全性；②在引水設(shè)計(jì)中，充分考慮了工程對(duì)土壤、植被的影響，提出合理可行的環(huán)境保護(hù)方案，并對(duì)工程后的污染處理、植被恢復(fù)有明確措施；退水設(shè)計(jì)在考慮下游水能開(kāi)發(fā)同時(shí)，以回歸河道為原則，盡可能保證下游河道的生態(tài)用水。③壩區(qū)工程地質(zhì)條件良好，攔水后不會(huì)產(chǎn)生誘發(fā)地震和河岸塌坍，工程建成后不會(huì)造成新的水土流失。④北灣水電站所在石頭河流域?qū)儆谔咨阶匀槐Ｗo(hù)區(qū)范圍，流域水資源對(duì)整個(gè)關(guān)中地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分寶貴，因此要重視、珍惜、保護(hù)流域水資源，保證水量的持續(xù)，水質(zhì)達(dá)Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)，不能低于Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，水能安全合理開(kāi)發(fā)，充分發(fā)揮流域水資源的整體經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。陜西水利