范玉洪,陳 松,蘇海燕
(江蘇河海建設(shè)有限公司,江蘇 鎮(zhèn)江 212000)
當(dāng)水利水電工程在上游河道建設(shè)水庫后,可在河道上游水庫進(jìn)行蓄水,從而使下游水利水電工程的水量減少,對(duì)河道下游水利水電工程效益造成影響。為了避免下游相關(guān)人員的水事權(quán)益受到侵害,引起水事糾紛,需要在建設(shè)水庫過程中考慮相關(guān)水利水電工程效益的補(bǔ)償,同時(shí)對(duì)水庫規(guī)模進(jìn)行調(diào)整[1]。
下游徑流式電站主要是依靠天然徑流量進(jìn)行發(fā)電,不具備調(diào)蓄庫容能力,發(fā)電效益取決于天然水流量。因此,建設(shè)水庫將會(huì)對(duì)下游徑流式電站的發(fā)電效益產(chǎn)生直接影響。當(dāng)降雨量不足時(shí),由于水庫蓄水需要,將會(huì)使下游徑流式電站水流量減少,直接造成日發(fā)電量下降,影響電站效益。當(dāng)處于汛期,受到裝機(jī)容量限制,發(fā)電功率不足,將會(huì)出現(xiàn)棄水現(xiàn)象。
下游壩式電站在蒸發(fā)、滲漏損失等方面受到水庫的影響較小,因此,認(rèn)為水庫對(duì)電站的水流量基本無影響。水庫對(duì)壩式電站的效益影響主要體現(xiàn)在豐、枯、平等典型年、月的庫容量方面。壩式電站通常涉及的存水容量較小,在枯水年等特殊時(shí)期,水庫建設(shè)將會(huì)對(duì)下游電站效益產(chǎn)生較大影響。
下游非發(fā)電水庫的建設(shè)主要是為了有效保證處于枯水期階段,水庫能夠保證充足的蓄水容量,以便在供水階段,提供穩(wěn)定、充足的供水服務(wù)。因此,水庫的建設(shè)對(duì)下游非發(fā)電水庫的效益影響主要集中在水量方面。水庫的建設(shè)將會(huì)對(duì)下游非發(fā)電水庫的蓄水期與供水期的水量變化產(chǎn)生較大影響,當(dāng)供水期的缺水量大于蓄水期的可蓄水量時(shí),下游非發(fā)電水庫的效益將不會(huì)受到水庫的建設(shè)影響,但若供水期的缺水量小于蓄水期的可蓄水量時(shí),下游非發(fā)電水庫的效益將會(huì)受到較大影響。
水庫的建設(shè)除了對(duì)下游電站、水庫等產(chǎn)生一定的效益影響之外,還會(huì)對(duì)防洪、引水以及航運(yùn)等水利水電工程的效益產(chǎn)生較大影響。這種影響不全是阻礙性影響,有些是有利的。例如,水庫對(duì)下游防洪工程而言,通過水庫蓄水,能夠有效減少泄洪流量,增強(qiáng)防洪工程的安全性與可靠性等。建立水庫后對(duì)下游水利水電工程具有如下優(yōu)點(diǎn):
第一,具有防洪作用。水庫能夠在上游河道蓄水,有效減少了下游的水量,起到了防洪作用。
第二,可以實(shí)現(xiàn)引水工程,提升經(jīng)濟(jì)效益。在引水工程中,引水量一般較大,建設(shè)水庫后可以通過蓄水調(diào)整引水工程的引水率,經(jīng)濟(jì)效益高。
第三,航運(yùn)功能。有效解決海上貨物運(yùn)輸難題。
第四,供水量不足問題。建立水庫后,可能會(huì)出現(xiàn)供水量不足情況,為此,可以通過引入外流域水、洪溝水等,降低水庫供水壓力。
為了保證下游徑流式電站的年平均效益不受影響,需要優(yōu)化水庫的設(shè)計(jì)方案。通過適當(dāng)增加水庫容量等有效措施,給予下游電站一定的效益補(bǔ)償。
例如,在進(jìn)行水庫的規(guī)劃建設(shè)時(shí),基于能夠充分滿足水庫工程任務(wù)的前提下,增加一定的蓄水容量,作為專門補(bǔ)償下游電站的庫容。該庫容可以與水庫整體采用統(tǒng)一的運(yùn)行管理模式,在電價(jià)較高的枯水期對(duì)下游電站進(jìn)行補(bǔ)償,在有效控制建設(shè)投資與水庫規(guī)模的同時(shí),能夠?qū)崿F(xiàn)枯水期利用率的顯著提升,充分補(bǔ)償下游流量的效益影響。
針對(duì)下游壩式電站,同樣可以采用增設(shè)補(bǔ)償容水量的方式進(jìn)行合理補(bǔ)償。但是,需要通過精準(zhǔn)計(jì)算,把握好補(bǔ)償?shù)淖罴褧r(shí)期,才能最大限度減少水庫對(duì)下游壩式電站的效益影響。
例如,可以采用聯(lián)合調(diào)度的方式,在水庫增設(shè)補(bǔ)償存水量的基礎(chǔ)上,合理控制水庫與下游的壩式電站,通過對(duì)水庫出力折實(shí)系數(shù)、電站的水頭變化幅度等數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確計(jì)算,有效確定補(bǔ)償存水量的最佳使用階段。通過確定壩式電站水頭變化幅度與補(bǔ)償時(shí)段的平均電價(jià)最高的月份,以平均補(bǔ)償?shù)姆绞接?jì)算補(bǔ)償效益。當(dāng)出現(xiàn)發(fā)電棄水等情況時(shí),通過確定壩式電站水頭變化幅度與補(bǔ)償時(shí)段的平均電價(jià)處于第二高的月份,以月度分段均勻補(bǔ)償?shù)确绞竭M(jìn)行計(jì)算,并對(duì)每個(gè)月的補(bǔ)償效益進(jìn)行合理調(diào)整。
為了有效減少并補(bǔ)償水庫對(duì)下游非發(fā)電式水庫的效益影響,需要結(jié)合供水期的缺水量與蓄水期的可蓄水量等數(shù)據(jù),合理設(shè)計(jì)增加水庫補(bǔ)償容水量。
例如,對(duì)下游的非發(fā)電式水庫進(jìn)行興利調(diào)節(jié)計(jì)算,在設(shè)計(jì)計(jì)算補(bǔ)償容水量時(shí),除了充分考慮供水期的缺水量與蓄水期的可蓄水量等數(shù)據(jù),還需要將上游水庫的棄水量等數(shù)據(jù)納入計(jì)算內(nèi)容,結(jié)合補(bǔ)償時(shí)段的實(shí)際要求,合理調(diào)控水庫與非發(fā)電式水庫的水流量。如果對(duì)補(bǔ)償時(shí)段沒有特殊化要求,在蓄水期或者供水期,只需要使補(bǔ)償水容量能夠滿足下游水庫的供水需求進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)即可。
水庫對(duì)于下游防洪工程、引水工程以及航運(yùn)等其他水利水電工程的效益均會(huì)產(chǎn)生一定影響,針對(duì)不利影響,通過原因分析,有針對(duì)性地采取提升引水率、興利調(diào)節(jié)等方式,將效益影響控制在合理的范圍內(nèi)。
例如,針對(duì)水庫對(duì)下游引水工程的效益影響,采用提高引水率等方式有效控制效益的影響程度,避免水庫造成引水工程的引水水量不足等問題。當(dāng)提升引水率仍無法減少水庫對(duì)引水工程效益的影響時(shí),采用建設(shè)專用壩塘、增加水庫的興利庫容,或者將下游引水工程一并納入水庫的規(guī)劃建設(shè)等工程項(xiàng)目中的有效方式,通過比較,選擇最經(jīng)濟(jì)、效果最佳的解決方案。針對(duì)下游航運(yùn),采用將航運(yùn)工程的建設(shè)作為水庫建設(shè)工程的部分內(nèi)容,統(tǒng)籌進(jìn)行考量與規(guī)劃設(shè)計(jì),借助興利調(diào)節(jié)等方式,充分滿足下游航運(yùn)對(duì)于水流量的需求。當(dāng)水庫本身水量不足時(shí),積極采用外流域引水或者引洪溝引水等方式有效補(bǔ)充水庫水量。如果不具備引水條件,采用降低水庫設(shè)計(jì)的保證率,或者結(jié)合實(shí)際建設(shè)條件,有效減少水庫的供水任務(wù)等方式加以解決,以減少水庫對(duì)下游水利水電工程效益的不利影響。
水庫的建設(shè)勢(shì)必會(huì)對(duì)下游水利水電工程效益產(chǎn)生一定的影響,主要集中在水流量控制方面。因此,在建設(shè)水庫時(shí),需要充分考慮對(duì)下游不同水利水電工程所產(chǎn)生的不同影響,根據(jù)下游水利水電工程的不同類型與實(shí)際需求,采取增加水庫興利庫容、引流、合理計(jì)算補(bǔ)償期、提升引水率等多種有效方法,充分保證下游電站、水庫、航運(yùn)、引水工程等效益,促進(jìn)下游水利水電工程的正常應(yīng)用和穩(wěn)定發(fā)展。