馬蘇文，吳 萌

(新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，新疆 烏魯木齊 830000)

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卡拉貝利水利樞紐工程調(diào)度運(yùn)行方式研究

馬蘇文，吳 萌

(新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，新疆 烏魯木齊 830000)

卡拉貝利水利樞紐為新疆喀什噶爾河流域克孜河上的控制性工程，具有防洪、灌溉和發(fā)電等綜合利用任務(wù)。從防洪、灌溉、電力系統(tǒng)及水庫排沙對(duì)水庫運(yùn)行方式的要求等方面進(jìn)行綜合分析，研究如何對(duì)卡拉貝利水利樞紐進(jìn)行有效的調(diào)度，從而滿足工程任務(wù)的要求，實(shí)現(xiàn)水庫綜合利用效益最大。圖1幅，表1個(gè)。

水庫；調(diào)度運(yùn)行；調(diào)度原則

1 工程概況

卡拉貝利水利樞紐為新疆喀什噶爾河流域克孜河中游河段的控制性工程，壩址位于新疆克孜勒蘇柯爾克孜自治州烏恰縣境內(nèi)的中低山丘陵地帶，地理坐標(biāo)位于東經(jīng)75°15′，北緯39°35′?？ɡ惱麡屑~是克孜河上的最末一級(jí)山區(qū)水庫，是1座具有防洪、灌溉、發(fā)電等綜合效益的水利樞紐工程；壩址以上控制流域面積13 700 km2，控制河長(zhǎng)203 km，多年平均徑流量21.687億m3，多年平均流量68.72 m3/s。

卡拉貝利水利樞紐工程水庫正常蓄水位1 770 m，死水位1 740 m(設(shè)計(jì)排沙水位)，最低排沙水位1 735 m，6月～8月上旬水庫限制水位1 740 m，8月中下旬水庫限制水位1 764.4 m。水庫總庫容2.62億m3，調(diào)節(jié)庫容1.69億m3，防洪庫容0.70億m3，興利庫容0.88億m3。工程建成后，可有效控制克孜河洪水，與中下游規(guī)劃的堤防建設(shè)相結(jié)合，可使喀什市防洪標(biāo)準(zhǔn)提高到50年一遇，并相應(yīng)提高下游沿岸城鎮(zhèn)及農(nóng)田防洪標(biāo)準(zhǔn)；可有效調(diào)節(jié)克孜河水資源，提高灌溉水利用效率，增加春灌冬灌水量，防治土壤鹽漬化，為農(nóng)業(yè)供水安全提供水源保障。該工程的建設(shè)，對(duì)于穩(wěn)定邊疆、促進(jìn)當(dāng)?shù)厝嗣衩撠氈赂?、民族團(tuán)結(jié)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展都具有重要的作用。

2 工程建設(shè)任務(wù)

卡拉貝利水利樞紐是喀什噶爾河流域規(guī)劃推薦的近期工程，根據(jù)流域內(nèi)頻繁發(fā)生洪災(zāi)、灌溉保證率低及兩地州普遍缺電的現(xiàn)狀，工程主要任務(wù)為承擔(dān)克孜河下游防洪、灌溉任務(wù)，同時(shí)兼顧發(fā)電。

2.1 防洪任務(wù)

卡拉貝利水利樞紐是喀什噶爾河流域規(guī)劃中克孜河上的控制性工程，主要承擔(dān)克孜河下游的防洪任務(wù)，其防護(hù)對(duì)象為沿河兩岸村莊及農(nóng)田、喀什市南側(cè)、沿河主要工程。下游防洪控制斷面卡甫卡斷面安全泄量500 m3/s，水庫與下游防洪工程聯(lián)合運(yùn)用可將克孜河下游的防洪標(biāo)準(zhǔn)由目前的不到5年一遇提高到50年一遇，減少洪水對(duì)下游的危害。

2.2 灌溉任務(wù)

灌區(qū)水資源利用程度很低，灌溉保證率不高，工程可有效控制和調(diào)配克孜河寶貴的水資源，與平原水利設(shè)施聯(lián)合運(yùn)用，充分合理地利用水資源，改善克孜河下游237.45萬畝灌區(qū)的灌溉條件，解決春旱的問題。

2.3 發(fā)電任務(wù)

卡拉貝利水庫總庫容2.62億m3(淤積前庫容，50 a淤積后庫容為1.08億m3)，是1座具有不完全年調(diào)節(jié)能力的水庫，除承擔(dān)防洪、灌溉任務(wù)外，還兼有發(fā)電任務(wù)。另外，還向喀、克兩地州提供電力，緩解地區(qū)能源和電力不足的矛盾?？ɡ惱娬狙b機(jī)容量70 MW，多年平均有效年發(fā)電量2.596億kW·h。

3 對(duì)水庫運(yùn)行方式的要求

3.1 防洪對(duì)水庫運(yùn)行方式的要求

卡拉貝利水庫與下游堤防結(jié)合共同承擔(dān)下游防洪任務(wù)，使下游防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到50年一遇，需要防洪庫容為0.72億m3，采用防洪庫容與興利庫容完全結(jié)合的方式，6、7月和8月上旬水庫限制水位1 740 m，8月中下旬水庫限制水位1 764.4 m。

3.2 灌溉對(duì)水庫運(yùn)行方式要求

水庫2025年將承擔(dān)下游灌區(qū)灌溉任務(wù)，經(jīng)灌區(qū)供需分析計(jì)算，需水庫供水量為14.02億m3，主要解決春灌和冬灌的問題。

3.3 電力系統(tǒng)對(duì)水庫運(yùn)行方式的要求

卡拉貝利水電站在喀、克電網(wǎng)中的作用是承擔(dān)電力系統(tǒng)基荷，發(fā)揮電站的電量效益。電力系統(tǒng)對(duì)電站及水庫的調(diào)度運(yùn)行要求應(yīng)服從水庫供水任務(wù)，每年的4、5月和9月為灌溉高峰期，電調(diào)需服從水調(diào)。灌溉期利用灌溉用水要求發(fā)電，非灌溉期按電站設(shè)計(jì)保證出力發(fā)電。

3.4 水庫排沙對(duì)水庫運(yùn)行方式的要求

由于克孜河所含泥沙量較大。經(jīng)過泥沙淤積計(jì)算，50 a水庫淤積量為1.49億m3，其中淤積后有效庫容為0.86億m3，約占有效庫容的49.6%，死庫容淤積0.64億m3，死庫容基本全部淤積完。

根據(jù)水庫灌溉供水要求，為解決下游春旱問題，水庫4、5月向下游供水，下泄流量大于入庫流量，此時(shí)段結(jié)合灌溉用水排沙，當(dāng)入庫含沙量大于20 kg/m3時(shí)則采取加大下泄流量的方式進(jìn)行排沙。6、7月采用死水位(設(shè)計(jì)排沙水位)的方式運(yùn)行，當(dāng)入庫時(shí)含沙量大于20 kg/m3降至最低排沙水位1 735 m運(yùn)行；此期間若發(fā)生由暴雨洪水?dāng)y帶的高含沙水流，則以474 m3/s下泄流量進(jìn)行排沙。8月中旬至9月底進(jìn)行蓄水，在蓄水期間，如遇入庫含沙量大于20 kg/m3的情況，在不大于下游河道安全泄量的前提下，采取加大流量的措施進(jìn)行排沙。

水庫排沙期為4月初至9月底，根據(jù)來水來沙和興利的要求，采取多種排沙方式進(jìn)行排沙，春汛期4、5月結(jié)合灌溉用水進(jìn)行排沙，6、7月采取死水位運(yùn)行控制淤積部位。當(dāng)入庫時(shí)含沙量大于20 kg/m3降至最低排沙水位1 735 m運(yùn)行，在不超過下游安全泄量的前提下，適當(dāng)?shù)丶哟笮沽拷档退坏姆绞脚派常?、9月水庫蓄水時(shí)采取加大泄流量排沙的運(yùn)行方式。

4 水庫調(diào)度運(yùn)行

4.1 水庫調(diào)度圖的擬定

對(duì)卡拉貝利水庫2025年進(jìn)行長(zhǎng)系列徑流調(diào)節(jié)計(jì)算后，通過對(duì)水庫多年運(yùn)行特性分析，初步確定規(guī)劃水平年水庫調(diào)度線(見表1)。

表1 卡拉貝利水庫設(shè)計(jì)水平年調(diào)度線 m

4.2 各調(diào)度區(qū)的調(diào)度原則及意義

卡拉貝利水庫調(diào)度圖共分為4個(gè)區(qū)(見圖1)，各調(diào)度區(qū)調(diào)度原則及意義如下：

Ⅰ區(qū)：水庫承擔(dān)下游灌區(qū)防洪任務(wù)，在汛限水位與正常蓄水位之間形成I區(qū)。在該區(qū)，汛期6、7月

圖1 卡拉貝利水庫調(diào)度運(yùn)行示意

和8月按汛期限制水位運(yùn)行，同時(shí)排沙也需要在排沙水位運(yùn)行。在該區(qū)，來多少水放多少水，由于是豐水期，來水可以滿足灌溉、發(fā)電要求。

Ⅱ區(qū)：位于保證出力線和死水位線之間區(qū)域。在該區(qū)，灌溉和發(fā)電均破環(huán)，需減小灌溉供水和降低出力運(yùn)行。

Ⅲ區(qū)：位于灌溉調(diào)度線和發(fā)電調(diào)度線之間。在該區(qū)，減小灌溉供水，但需按設(shè)計(jì)保證出力的發(fā)電用水要求放水。

Ⅳ區(qū)：位于灌溉調(diào)度線上部，形成灌溉供水及發(fā)電出力保證區(qū)。在該區(qū)，灌溉按設(shè)計(jì)需水要求放水。

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責(zé)任編輯 吳 昊

2014-12-19

馬蘇文(1982-)，男，工程師，主要從事水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。E_mail：erick1019@sina.com