和青云

(迪慶藏族自治州水利工程建設(shè)管理站, 云南 迪慶 674499)

水利水電建設(shè)項(xiàng)目水資源論證框架的探討

和青云

(迪慶藏族自治州水利工程建設(shè)管理站, 云南 迪慶 674499)

在水利建設(shè)項(xiàng)目立項(xiàng)、取水許可證申請(qǐng)和審批過(guò)程中，水資源論證是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是對(duì)區(qū)域水資源管理制度進(jìn)行深化的一項(xiàng)重要舉措。為了提高河流水資源的管理水平，更好地對(duì)水資源進(jìn)行保護(hù)和利用，需要對(duì)水資源進(jìn)行合理配置，確保水資源可以持續(xù)地開(kāi)發(fā)和利用?；诖?，本文對(duì)水利建設(shè)項(xiàng)目水資源論證框架進(jìn)行探討。

水利建設(shè)項(xiàng)目； 水資源論證； 框架

1 案例介紹

浪都河位于香格里拉東北部格咱鄉(xiāng)境內(nèi)，為金沙江三級(jí)支流，兩條主要支流特浪涌及浪他涌河分別發(fā)源于格咱鄉(xiāng)境內(nèi)的下格咱山后及翁上村山后，河道長(zhǎng)分別為24km、30km，在浪都行政村匯合后稱(chēng)為浪都河，向東流14.35km注入四川省稻城縣的東義河。浪都河全長(zhǎng)44.35km，天然落差約2870m，河道比降約39.1‰，水能資源理論蘊(yùn)藏量約11.73萬(wàn)kW，是迪慶藏族自治州(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“迪慶州”)水能資源比較富集的中小型河流。本項(xiàng)目編制水資源論證的目的是為了合理利用浪都河流域的水能資源，促進(jìn)水資源在本區(qū)域的優(yōu)化配置和可持續(xù)利用，加強(qiáng)流域內(nèi)各級(jí)電站之間對(duì)水資源的聯(lián)合利用能力，并作為審批浪都河一級(jí)水電站取水許可證的技術(shù)依據(jù)[1]。

2 水資源論證范圍

浪都河一級(jí)水電站位于云南省香格里拉市格咱鄉(xiāng)，取水水源為浪都河。浪都河發(fā)源于格咱鄉(xiāng)云嶺山脈中部(高程4194.0m)，流經(jīng)施壩與霞若村公所至珠巴龍河，最后在拖頂匯入金沙江。浪都河一級(jí)水電站取水地點(diǎn)位于高程2175m的天然河床上，壩軸線(xiàn)以上約0.5km處為施壩村公所，壩軸線(xiàn)以下約6km為霞若村公所。浪都河一級(jí)水電站是利用浪都河流域內(nèi)的天然地表水利資源。由于壩址以上無(wú)水利工程，確定壩址以上范圍為其水資源論證范圍。故論證取水面積范圍為電站壩址以上控制面積203.5km2。

3 迪慶州能源資源開(kāi)發(fā)及利用情況

迪慶州境內(nèi)河流眾多，分布著金沙江、瀾滄江干流及221條流量在0.1m3/s以上的一級(jí)支流，多數(shù)支流有著水量充沛、汛期長(zhǎng)、枯期流量穩(wěn)定、水質(zhì)好、落差大而集中等特點(diǎn)。金沙江、瀾滄江兩干流的水資源理論蘊(yùn)藏量13730MW，可開(kāi)發(fā)利用8450MW。其他支流的水能資源理論蘊(yùn)藏量2806MW，可開(kāi)發(fā)利用1200MW，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)利用157.644MW，僅占可開(kāi)發(fā)利用量的12.7%。尚有很大的潛能待開(kāi)發(fā)。豐富的水能資源是迪慶州資源優(yōu)勢(shì)之一，加快水能資源開(kāi)發(fā)步伐，變資源優(yōu)勢(shì)為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，使之成為強(qiáng)州、興縣、富民的支柱產(chǎn)業(yè)。

迪慶州現(xiàn)有電站基本上為徑流式小型水電站，既無(wú)調(diào)節(jié)豐、枯能力，也無(wú)調(diào)峰能力。系統(tǒng)內(nèi)電站豐枯出力懸殊，造成枯期電站出力嚴(yán)重不足，豐期空閑容量較多的局面。并且迪慶電網(wǎng)日負(fù)荷率低，峰谷差較大，而多數(shù)電站無(wú)調(diào)峰能力，枯水期夜間低谷也會(huì)棄水，已建電站不能充分發(fā)揮效益。為了發(fā)揮本地區(qū)的資源優(yōu)勢(shì)，應(yīng)擇優(yōu)開(kāi)發(fā)具有良好調(diào)節(jié)性能的水電站[2]。

4 取水水源論證

4.1 徑流

4.1.1 徑流特性

浪都河流域無(wú)實(shí)測(cè)水文氣象資料，2004年12月31日在二級(jí)站取水口選一較規(guī)范斷面進(jìn)行實(shí)測(cè)，實(shí)測(cè)流量為3.38m3/s。由于二級(jí)站取水口至一級(jí)站取水口有支流匯入，且流域面積增加，因此二級(jí)站取水口附近實(shí)測(cè)流量較大。

在設(shè)計(jì)中只能借(移)用鄰近站，氣候和下墊面條件相似的臘普河流域塔城水文站1961—1985年共25年的流量資料作為徑流分析計(jì)算的依據(jù)。浪都河徑流，汛期6～10月主要由降水形成，降水占全年的70%左右，枯期為雪山融雪補(bǔ)給，2～4月由于受地區(qū)的低槽控制，流域有一定的降雨和降雪補(bǔ)給，稱(chēng)為“桃花汛”。

4.1.2 設(shè)計(jì)徑流計(jì)算

采用水文比擬法、年徑流系數(shù)法、等值線(xiàn)法計(jì)算浪都河二級(jí)電站設(shè)計(jì)徑流[3]。

a.用水文比擬法。根據(jù)塔城水文站1961—1985年實(shí)測(cè)徑流系列，按6月至次年5月的劃分進(jìn)行水文系列統(tǒng)計(jì)，系列年限為25年，按數(shù)學(xué)期望公式：

計(jì)算經(jīng)驗(yàn)頻率以P—Ⅲ型曲線(xiàn)為線(xiàn)型，用適線(xiàn)法確定年徑流，統(tǒng)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 塔城水文站歷年平均流量計(jì)算 m3/s

在采用水文比擬法推求浪都河取水口年徑流時(shí)，由于浪都河取水口以上高程與臘普河流域的平均高程不同，降水量不同，采用面積比加降水的修正方法，移用到浪都河一級(jí)站取水口處，浪都河流域降雨從迪慶州多年平均降雨量等值線(xiàn)圖查得，二級(jí)取水口降雨量為800～1200mm，取降雨量為1100mm。用面積比加降水修正公式計(jì)算[4]：

據(jù)以上公式求得二級(jí)取水口多年平均流量為5.07m3/s。折合徑流深為785mm。

b.經(jīng)流深等值線(xiàn)法。從壩址以上流域重心查《迪慶州水資源分析評(píng)價(jià)》及《云南省地表水資源手冊(cè)》多年平均徑流深等值線(xiàn)圖，查得二級(jí)壩址取水口徑流深為400～900mm，取水徑流深790mm。求得：二級(jí)壩址多年平均流量為5.09m3/s。

c.徑流系數(shù)法。在《云南省地表水資源手冊(cè)》中查年平均降水量等值線(xiàn)和年徑流系數(shù)等值線(xiàn)，多年平均降雨量為：二級(jí)壩址以上降雨量為1100mm，徑流系數(shù)為0.6～0.7，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，徑流系數(shù)取0.7。據(jù)此計(jì)算流域二級(jí)壩址徑流深為781mm。根據(jù)徑流深計(jì)算得：二級(jí)壩址以上多年平均流量為5.04m3/s。不同方法求得成果比較見(jiàn)表2。

表2 不同方法求得成果比較

注 徑流系數(shù)為0.7

三種方法求得的二級(jí)壩址以上徑流深為781—790mm，相差較小，推薦各壩址多年平均流量采用水文比擬法計(jì)算所得成果。Cv、Cs值與塔城站取用一致。

4.2 徑流的合理性分析

浪都河多年平均流量隨流域面積的增加而增加，年徑流量的分析計(jì)算采用氣候條件和下墊面相似的因素，具有25年實(shí)測(cè)資料的塔城站作為參證站，經(jīng)分析論證后得出設(shè)計(jì)流域的設(shè)計(jì)年徑流量，從塔城站的年降水量Kx、Kv計(jì)算成果可以看出，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，系列均值模數(shù)(Kx)和變差系數(shù)模數(shù)(Kv)的變幅越來(lái)越小，變化處于穩(wěn)定，在一定程度上反映了資料具有較好的代表性，《迪慶州水資源分析與評(píng)價(jià)》是全州綜合成果，資料可靠，通過(guò)以上的綜合分析，徑流成果可靠，可滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

4.3 電站可供水量

浪都河一級(jí)水電站來(lái)水過(guò)程為天然來(lái)水。電站的引用流量7.16m3/s，平均水頭146m，因此電站可供水量的計(jì)算以日平均流量為基本計(jì)算時(shí)段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算?？晒┧渴侵冈诓煌侥?、不同保證率或不同頻率情況下，考慮需水要求，供水工程設(shè)施可能提供的水量。浪都河一級(jí)水電站可供水量的決定性因素為供水水源的保證程度、來(lái)水過(guò)程和用水要求。用Q(t)表示取水?dāng)嗝嬷鹑樟髁窟^(guò)程，Q設(shè)表示設(shè)計(jì)發(fā)電引用流量，Q道表示下游河道過(guò)水流量的要求(即滿(mǎn)足下游用戶(hù)用水和河道生態(tài)環(huán)境用水等)。

根據(jù)可供水量公式計(jì)算，多年平均發(fā)電可供水量1.60億m3，電站P=10%典型年可供水量為2.02億m3，電站P=50%典型年可供水量為1.58億m3，P=90%典型年時(shí)可供水量為1.14億m3。

4.4 電站取水口設(shè)置的合理性

浪都河一級(jí)水電站取水地點(diǎn)位于高程2175m的天然河床上，壩軸線(xiàn)以上約0.5km處為施壩村公所，壩軸線(xiàn)以下約6km為霞若村公所。考慮到壩址地形、地質(zhì)等因素，浪都河一級(jí)水電站采用河床式樞紐布置、混凝土重力壩方案，擋水建筑物總長(zhǎng)為28.1m。其工程樞紐主要由左岸非溢流壩、中部溢流壩、右岸沖沙底孔及右岸非溢流壩等建筑物組成。

電站進(jìn)水口采用河床式布置，按照《水電站進(jìn)水口設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL 285—2003)的規(guī)定，計(jì)算確定其底板高程為2172.58m。取水口閘室尺寸為(長(zhǎng)×寬×高)8.5m×2.00m×2.00m。電站引用流量為7.16m3/s(單機(jī)引用流量3.58m3/s)，整體采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)[5]。

由于浪都河下游河段來(lái)水較豐富，電站為引水式電站，充分考慮了沖沙，來(lái)水量能滿(mǎn)足電站設(shè)計(jì)對(duì)水量的要求，對(duì)其他取水戶(hù)無(wú)影響；電站發(fā)電取水不消耗水量，不改變?cè)δ艿囊骩6]。取水河流的水功能區(qū)屬于保留區(qū)，滿(mǎn)足電站取水水功能目標(biāo)要求。

綜上所述，浪都河一級(jí)水電站取水口設(shè)置是合理的。

4.5 電站取水的可靠性與可行性

水電站機(jī)組設(shè)計(jì)最大取水流量為7.16m3/s，單機(jī)取水流量為3.58m3/s。浪都河一級(jí)水電站歷時(shí)保證率P=10%的流量為6.42m3/s ，P=50%的流量為3.55m3/s，P=90%的流量為1.96m3/s。建設(shè)項(xiàng)目用水為發(fā)電，通過(guò)修建攔河壩攔截水流，經(jīng)隧洞輸水至電站廠房進(jìn)行發(fā)電，電站設(shè)計(jì)裝機(jī)容量為2×5000kW，凈水頭為146m，設(shè)計(jì)發(fā)電引用流量為7.16m3/s。在扣除電站取水口下游少量農(nóng)田灌溉引水流量外，在P=90%保證率下枯水年最枯月份的來(lái)水流量為1.96m3/s，電站保證出力為2400kW，年利用小時(shí)數(shù)為4701h，滿(mǎn)足規(guī)劃要求。在特枯年份，取水口下游的地下水可能減少，這時(shí)應(yīng)減少發(fā)電取水量以保障下游出露泉水的徑流量，以維持生態(tài)環(huán)境的用水。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文通過(guò)實(shí)際案例，對(duì)區(qū)域水資源的基本情況進(jìn)行了分析，然后對(duì)取水的合理性、取水的可靠性等進(jìn)行了分析。經(jīng)過(guò)論證，浪都河一級(jí)水電站取水口設(shè)置是合理的。

[1] 史瑞蘭，孫照東，劉永峰，等.對(duì)我國(guó)開(kāi)展規(guī)劃水資源論證的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)[J].人民黃河，2009(6)：75-76.

[2] 田啟明.建設(shè)項(xiàng)目水資源論證及相關(guān)問(wèn)題的研究[D].西安：西安理工大學(xué)，2004.

[3] 時(shí)春蘭.謝寨引黃灌區(qū)水資源供需平衡分析[J].水資源開(kāi)發(fā)與管理，2015(2)：41-43.

[4] 肖志娟，解建倉(cāng)，王少波，等.建設(shè)項(xiàng)目水資源論證實(shí)例分析[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2006，12(2)：67-70.

[5] 謝平.變化環(huán)境下地表水資源評(píng)價(jià)方法[M].北京：科學(xué)出版社，2009.

[6] 依明江·賽買(mǎi)提，孫超.淺談水利水電項(xiàng)目水資源論證工作中的主要技術(shù)問(wèn)題[J].水利建設(shè)與管理，2015(2)：41-43.

Discussion on water resources argumentation framework of water conservancy and hydropower construction project

HE Qingyun

(DiqingTibetanAutonomousPrefectureWaterConservancyEngineeringConstructionManagementStation,Diqing674499,China)

Water resources argumentation is an important link in the process of water conservancy construction project establishment, water permit application and approval. It is an important measure to deepen regional water resources management system. It is necessary to allocate water resources rationally and ensure sustainable development and utilization of water resources in order to improve the management level of water resources in rivers, better protect and utilize water resources. Water resources argumentation framework of water conservancy construction projects is discussed on the basis.

water conservancy construction project; water resources argumentation; framework

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2017.01.005

TV213.9

A

2096-0131(2017)01- 0013- 03