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        精河山區(qū)河段水電最優(yōu)開發(fā)方式研究

        2016-04-29 00:00:00羅菲王永杰
        水能經(jīng)濟(jì) 2016年7期

        【摘要】本文針對(duì)精河山區(qū)河段的河流自然特性,考慮規(guī)劃工作、地形地質(zhì)、環(huán)境影響等重大控制性因素,擬定了三組水電開發(fā)方式,通過地質(zhì)條件、水能資源利用、水工布置、工程施工、運(yùn)行管理、移民占地、經(jīng)濟(jì)效益等指標(biāo)比選,確定合并引水開發(fā)方式是精河山區(qū)河段最合理、經(jīng)濟(jì)的水電開發(fā)方式。

        【關(guān)鍵詞】精河山區(qū)河段;本河流開發(fā)方式;跨河流調(diào)水;合并引水

        引言

        精河位于新疆西部,為較典型的內(nèi)陸河流。精河上游由冬吐勁河與烏吐勁河兩大支流組成,發(fā)源于天山山脈的婆羅科努山北坡。烏吐勁河長(zhǎng)57.4km,多年平均徑流量2.531億m3,冬吐勁河長(zhǎng)72.3km,多年平均徑流量2.181億m3,兩支流在天吉匯合后稱為精河,精河自出山口由南向北最終注入艾比湖,河流全長(zhǎng)138.4km。兩河匯合口以上為精河上游河段,即精河山區(qū)河段;兩河匯合口以下為精河中下游河段。

        受新疆水電的低電價(jià)影響,精河山區(qū)河段水電開發(fā)的經(jīng)濟(jì)性尤為重要,開發(fā)方式的選擇在水電開發(fā)的經(jīng)濟(jì)性占有重要地位。

        1、水能資源

        精河山區(qū)河段水能理論蘊(yùn)藏量230.85MW,其中精河出山口至冬吐勁和烏吐勁河匯合口水能理論蘊(yùn)藏量16.2MW,占河道理論總蘊(yùn)藏量的7.0%;烏吐勁河水能理論蘊(yùn)藏量123.28MW,占河道理論總蘊(yùn)藏量的53.4%;冬吐勁河水能理論蘊(yùn)藏量91.38MW,占河道水能理論總蘊(yùn)藏量的39.6%。

        2、重要控制性因素

        2.1 規(guī)劃工作控制性因素。ABH生態(tài)保護(hù)工程為跨流域調(diào)水工程,工程從伊犁喀什河調(diào)水至精河支流冬吐勁河,調(diào)入點(diǎn)高程1199m,并在高程1199m以下布置了相應(yīng)梯級(jí)為精河一級(jí)和精河二級(jí)水電站。因此,在支流冬吐勁河的水電開發(fā)應(yīng)不影響ABH生態(tài)保護(hù)工程,布置在1199m以上河段。

        2.2 地形地質(zhì)控制性因素。支流冬吐勁河在高程1760m~1650m河段,河谷內(nèi)分布一堰塞體,為早期左岸山體滑坡所致,堆積物主要為碎塊石,該堰塞體位置河床縱坡較大,河床縱坡約200‰,對(duì)建筑物布置影響不利。因此水電開發(fā)布置應(yīng)避開堰塞體。

        2.3 環(huán)境影響控制性因素。水電開發(fā)應(yīng)維護(hù)河流形態(tài)的河道生態(tài)基流要求。按照現(xiàn)行國家相關(guān)環(huán)保要求,要求多水期5~10月應(yīng)不低于閘址斷面多年平均流量的20%;少水期11月~次年4月應(yīng)不低于閘址斷面多年平均流量的10%。

        3、開發(fā)方案擬定原則

        精河山區(qū)河段兩岸山體聳立,河道縱坡較大,水能資源集中,村城鎮(zhèn)、公路及灌區(qū)均分布在精河出山口以下,對(duì)山區(qū)河段水能資源的開發(fā)制約性較小。針對(duì)河流的自然特點(diǎn),擬定水電開發(fā)原則如下:服從ABH生態(tài)保護(hù)工程總體布局和水資源配置的原則,即流域內(nèi)的水能開發(fā)以不影響ABH生態(tài)保護(hù)工程總體布局和功能效益發(fā)揮的原則;梯級(jí)布置時(shí)應(yīng)充分利用河道落差,合理、經(jīng)濟(jì)的開發(fā)河流的水能資源;梯級(jí)布置應(yīng)盡量減少淹沒損失及工程占地;便于工程建設(shè)與管理的原則。

        4、開發(fā)方案擬定

        精河山區(qū)河段水電開發(fā)共擬定三組開發(fā)方式,分別是本河流開發(fā)方式、跨河流調(diào)水開發(fā)方式和合并引水開發(fā)方式。方案如下:

        4.1 方案一:本河流開發(fā)方案。烏吐勁河:右岸三級(jí)開發(fā)方案。梯級(jí)組成為:克屯那木(引水式)+罕爾那木(引水式)+江格爾(引水式)。冬吐勁河:右岸一級(jí)開發(fā)方案。梯級(jí)組成為:查干莫頓(引水式)。

        4.2 方案二:跨河流調(diào)水方案。本方案從烏吐勁河調(diào)水至冬吐勁河,兩河同一位置的天然落差有10m。調(diào)出點(diǎn)位于烏吐勁河支流艾姆勁匯入口處,引水水位1660m;調(diào)入點(diǎn)為冬吐勁河的右岸,高程為1650m。烏吐勁河(修建調(diào)水?dāng)r河閘)。本方案在烏吐勁河支流艾姆勁匯入口1660m處修建攔河閘,通過調(diào)水隧洞調(diào)水至冬吐勁河,調(diào)水設(shè)計(jì)流量15m3/s。

        冬吐勁河:二級(jí)開發(fā)方案。梯級(jí)組成為:庫熱(引水式)+查干莫頓(引水式)。本方案為跨河流調(diào)水開發(fā)方案,從烏吐勁河向冬吐勁河調(diào)水,本方案實(shí)施后,將增加下游精河一級(jí)水電站、精河二級(jí)水電站發(fā)電引水流量,可提高其電能指標(biāo)。

        4.3 方案三:合并引水方案。本方案分別在冬吐勁河和烏吐勁河上修建攔河閘,分別引水至克屯那木一級(jí)水電站的電站廠房,克屯那木二級(jí)水電站接克屯那木一級(jí)水電站尾水。梯級(jí)組成為:克屯那木一級(jí)(引水式)+克屯那木二級(jí)(引水式)。

        5、開發(fā)方案選擇

        開發(fā)方案選擇主要從工程地形地質(zhì)條件、水能資源利用、工程布置、工程施工、運(yùn)行管理、淹沒損失及工程占地、生態(tài)環(huán)境影響、經(jīng)濟(jì)效益等綜合確定。

        從指標(biāo)和水能資源利用分析,本河流開發(fā)方案梯級(jí)指標(biāo)為總裝機(jī)容量207MW,總多年平均年發(fā)電量5.75億kW·h;跨河流調(diào)水方案總裝機(jī)容量124MW,總多年平均年發(fā)電量為3.99億kW·h,合并引水方案總裝機(jī)容量155MW,總多年平均年發(fā)電量為4.43億kW·h。從能量指標(biāo)上分析,本河流開發(fā)方案較優(yōu)。

        從地形地質(zhì)條件適應(yīng)性分析,三個(gè)方案梯級(jí)閘址區(qū)均無大的斷裂構(gòu)造發(fā)育,無大的泥石流、滑坡發(fā)育,均具備建閘條件,地質(zhì)條件相當(dāng),均可布置梯級(jí)水工建筑物。

        從建設(shè)征地和移民安置難度分析,本河流開發(fā)方案規(guī)劃的攔河閘4座,較其他方案多,合并引水方案布置兩級(jí),建設(shè)征地實(shí)物指標(biāo)數(shù)量較少,方案較優(yōu)。

        從水工布置及工程施工分析,跨河流調(diào)水方案和合并引水方案水工建筑物較少,優(yōu)于本河流開發(fā)方案,而跨河流調(diào)水方案中輸水隧洞相比合并引水開發(fā)方案較長(zhǎng),施工難度大,因此,跨河流調(diào)水方案較優(yōu)。

        從運(yùn)行管理分析,跨河流調(diào)水方案和合并引水開發(fā)方案因電站級(jí)數(shù)少,管理人員較少,管理費(fèi)用相對(duì)較小,優(yōu)于本河流開發(fā)方案。

        從工程投資及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析,跨河流調(diào)水方案投資為17.19億元,單位電度投資3.00元/kW·h;跨河流調(diào)水方案投資為9.34億元,單位電度投資2.34元/kW·h;合并引水方案投資為9.87億元,單位電度投資2.23元/kW·h,三個(gè)方案中,合并引水方案單位電度投資最低,因此,從經(jīng)濟(jì)性分析,合并引水方案最優(yōu)。

        6、推薦開發(fā)方案

        通過對(duì)各開發(fā)方案的水能資源利用、地形地質(zhì)條件、水工布置及工程施工、運(yùn)行管理、工程投資及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行綜合分析,合并引水開發(fā)方案建設(shè)征地范圍小、移民難度較小、水工布置較簡(jiǎn)單、運(yùn)行管理方便、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)最優(yōu),因此,推薦精河山區(qū)河段采用合并引水開發(fā)方式。

        參考文獻(xiàn):

        [1]水利部新疆維吾爾自治區(qū)水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.新疆精河山區(qū)河段水力發(fā)電規(guī)劃修編報(bào)告[R].2012.

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