王相波,李曉軍,郭世安,張彥東,王志巖
(1.中水東北勘測設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司,吉林 長春 130021;2.松原市水利局,吉林 松原 138000)
(1)上游用水情況。電站上游主要用水部門寬甸縣自來水公司,日供水量2.5萬t,采用抽水泵抽取蒲石河水,日抽水量3萬t(約合0.35 m3/s),約占蒲石河下庫壩址多年平均流量22.9 m3/s的1.53%。上游已建4座電站均為無調(diào)節(jié)徑流式電站,按天然來水量發(fā)電,對天然徑流不進(jìn)行調(diào)節(jié)。經(jīng)分析,蒲石河抽水蓄能電站下庫初期蓄水對上游沒有影響。
(2)下游用水情況。下游用水部門主要為農(nóng)村居民生活、生產(chǎn)及已建電站用水等:①生活用水的主要調(diào)查范圍為壩址至河口長約20 km區(qū)域,共計(jì)455戶,1 866人,取水方式為壓水井及少量自來水井。②2組魚塘用水水面總面積為2.4 hm2,其中一組魚塘位于蒲石河堤防內(nèi),用水均利用地下水與河水滲水補(bǔ)給;另一組魚塘位于蒲石河堤防外,主要利用河床滲水補(bǔ)給。③灌溉用水主要為總面積4.867 hm2蔬菜大棚灌溉用水。其中,蒲石河村4.133 hm2,主要采用水泵提蒲石河水或利用滲水井灌溉;古樓子村0.733 hm2,利用灌溉水井灌溉。
(3)下游已建水電站情況。下游已建電站有2座,即砬子溝水電站和豐發(fā)水電站,均為徑流式電站。砬子溝水電站距蒲石河蓄能電站下水庫壩址約3 km,裝機(jī)容量209 kW,年發(fā)電量130萬kW·h,額定流量5.68 m3/s。豐發(fā)水電站距蒲石河蓄能電站下庫壩址約10 km,裝機(jī)容量3 200 kW,多年平均發(fā)電量860萬kW·h,額定流量37.64 m3/s。
蒲石河電站下庫壩址距蒲石河河口約20 km,該河段無較大支流匯入蒲石河,故該河段的水量分析采用蒲石河抽水蓄能電站下庫壩址徑流資料。根據(jù)壩址長系列月平均徑流資料,蒲石河枯水期為11月至次年的4月,枯水期多年平均最小月均流量約為2.48 m3/s,最大月均流量約為10.6 m3/s。
該河段生活用水為古樓子鄉(xiāng)的砬子溝村、蒲石河村、古樓子村和長甸鎮(zhèn)的小孤山子村的居民生活用水,水源形式為壓水井和自來水井。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)地調(diào)查情況可知,井水位和水量略受河道水位變動(dòng)和水量增減的影響。居民用水保證率按95%計(jì)算,河道流量最小不低于1 m3/s,絕大部分居民的生活用水能夠得以保證,即蒲石河蓄能電站下水庫初期蓄水期間水庫下放流量以大于1 m3/s為宜,蓄水期間可根據(jù)來水情況酌情加大下放流量。
下游生產(chǎn)用水主要為魚塘用水 (5月~10月)和蔬菜大棚灌溉用水。生產(chǎn)用水保證率按75%計(jì)算,河道流量最小不低于1.75 m3/s,生產(chǎn)用水能夠得以保證,即蒲石河電站下庫初期蓄水期間水庫下放流量以大于1.75 m3/s時(shí)對生產(chǎn)用水不造成影響,蓄水期間可根據(jù)來水情況酌情加大下放流量。
蒲石河電站下游最小環(huán)境流量為1.54 m3/s。
該電站初期蓄水下閘時(shí)間為2011年1月10日。
下閘之前,蒲石河下庫大壩已經(jīng)建成,泄水建筑物已具備正常運(yùn)行條件。根據(jù)施工進(jìn)度安排,導(dǎo)流底孔在下閘之前進(jìn)行底孔封堵,施工工期要求自封堵之日起,2個(gè)月到2個(gè)半月之內(nèi)庫水位不得超過56.00 m高程。泄洪排沙閘堰頂高程48.00 m,輸水系統(tǒng)充排水試驗(yàn)要求下水庫最低蓄水位要達(dá)到62.00 m以上,第1臺機(jī)組發(fā)電調(diào)試水位要求達(dá)到62.79 m,4臺機(jī)發(fā)電水位要求達(dá)到64.89 m,正常蓄水位減掉冰庫容相應(yīng)的水位為65.36 m。
(1)從堰頂高程48.00 m蓄至死水位62.00 m期間,按滿足下游生產(chǎn)、生活用水1.75 m3/s放流,多余水量蓄入水庫,能滿足環(huán)境用水1.54 m3/s要求。
(2)從死水位62.00 m蓄至正常蓄水位66.00 m期間,按不影響下游豐發(fā)水電站發(fā)電引用流量37.6 m3/s放流,多余水量蓄入水庫。
(3)當(dāng)天然來水小于1.75 m3/s流量時(shí),按來多少放多少,水庫不蓄水控制。
不同的蓄水方案計(jì)算成果 (見本專輯趙忠文文表1,2):水庫由48.00 m開始蓄水至死水位62.00 m,蓄水時(shí)間為83~106 d(3月22日~4月 14日);蓄水至正常蓄水位66.00 m,蓄水時(shí)間為155~206 d(6月2日~7月 23日)。
(1)生活用水。電站蓄水期間能夠滿足地下水補(bǔ)給井水要求,電站下庫初期蓄水期間按1.75 m3/s放流,滿足下游生活用水河道保證流量1 m3/s。調(diào)查分析及計(jì)算表明,下游生活用水在下閘蓄水期間不受影響。
(2)生產(chǎn)用水。生產(chǎn)用水為蔬菜大棚和魚塘用水。本電站初期蓄水期間魚塘不用水,初期蓄水對下游魚塘用水沒有影響。蓄水期間按1.75 m3/s放流,下游蔬菜大棚灌溉在下閘蓄水期間不受影響。
(3)生態(tài)環(huán)境用水。初期蓄水期間水庫按1.75 m3/s放流,對下游生態(tài)環(huán)境沒有影響。
電站下庫下游已建成砬子溝和豐發(fā)2座徑流式水電站。根據(jù)蒲石河電站蓄水時(shí)間及原則,水庫蓄到正常蓄水位66.00 m時(shí)需要2 857萬m3蓄水量,亦即下游電站損失2 857萬m3水量的發(fā)電量。
砬子溝水電站最小發(fā)電流量約為額定流量的40%~45%,計(jì)算時(shí)取2.84×0.4=1.14 m3/s。豐發(fā)水電站最小發(fā)電流量約為額定流量的40%~45%,計(jì)算時(shí)取9.41×0.4=3.76 m3/s??紤]下游電站的水量利用系數(shù)和最小發(fā)電流量運(yùn)行條件,當(dāng)天然來水小于1.14、3.76 m3/s時(shí),即使蒲石河電站不蓄水,豐發(fā)、砬子溝水電站也不能發(fā)電。
采用典型年法,取豐、平、枯3個(gè)典型年的均值作為多年平均影響電量,理論計(jì)算的豐發(fā)水電站損失電量為37.07萬kW·h,砬子溝水電站損失電量為 13.62萬 kW·h。
蒲石河抽水蓄能電站初期蓄水期間對生活、生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境用水沒有影響。在滿足下游各業(yè)用水要求的前提下,應(yīng)首先滿足該電站發(fā)電初期的蓄水需要,對下游水電站發(fā)電造成的電量損失影響,可根據(jù)影響損失情況采取相應(yīng)對策進(jìn)行補(bǔ)償。