孫 斐,臧永順
(新疆生產(chǎn)建設兵團水利局,新疆 烏魯木齊 830002)
金河位于西藏自治區(qū)昌都市,是瀾滄江中游右岸一級支流,自西北向東南呈狹長型柳葉狀分布。金河河流全長306 km,流域面積6 954 km2,源頭海拔4 810 m,河口海拔3 070 m,天然落差1 740 m。南北兩源匯合后稱紫曲,納入支流格曲后稱金河,于察雅縣卡貢鄉(xiāng)匯入瀾滄江。
金河流域涉及昌都市類烏齊、昌都、察雅和丁青 4個縣,2014年末,流域內總人口 4.81 萬人,耕地面積 0.28 萬 hm2、草場面積 12.26 萬 hm2、林地面積8.21 萬hm2。金河流域經(jīng)濟以牧業(yè)為主,尤其是海拔在4 000 m 以上,基本上為純牧業(yè);農業(yè)主要種植青裸、冬小麥、春小麥等;牧業(yè)主要飼養(yǎng)牦牛、煽牛、黃牛、山羊、綿羊、馬等,2014年末,牲畜存欄量為 19.22 萬頭(只);2014年,流域GDP 為5.35 億元。
金河流域徑流時空分布差異較大,由于降水量從西北到東南有明顯遞減的趨勢,流域上游的徑流深大于下游地區(qū)。流域上游的多年平均徑流深在300 mm 以上,部分地區(qū)甚至超過400 mm;中游徑流深在300 mm 左右;下游徑流深在200~300 mm 之間。徑流年際變化小,年內變化較大。金河流域汛期、枯水期分明,一般10 月底開始徑流遞減,1—3 月份徑流最小。金河流域徑流以降雨、融雪及地下水混合型補給,5—10月徑流量主要由雨水補給;4 月份氣溫回升,冰雪融化,徑流主要靠冰雪融水補給;11月至次年3月徑流主要靠地下水補給。金河河口處多年平均流量75.36 m3/s,多年平均徑流量23.77×108m3。
金河流域已建水電站6 座,其中5 座位于昌都市類烏齊縣境內,裝機容量總計4.36 MW。上述水電站均為農村小水電,由地方農電部門管理。金河水電站大壩位于昌都縣境內,電站裝機容量60 MW,水庫具有周調節(jié)性能,電站年發(fā)電量3.67×108kW·h。
隨著青藏鐵路的開通建設,昌都經(jīng)濟社會進入了高速發(fā)展的快車道,在新老城區(qū)建設改造和礦產(chǎn)資源大力開發(fā)的形勢下,昌都電力需求量呈現(xiàn)超常規(guī)增長,電力短缺是制約地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的主要因素之一。昌都地處“三江”(瀾滄江、怒江、金沙江)流域,水能資源十分豐富,大力發(fā)展水電清潔能源,是振興昌都經(jīng)濟建設、改善人民生活水平的必經(jīng)之路。
80年代后期,隨著昌都市各行各業(yè)的不斷發(fā)展和人民物質文化生活水平的提高,對電能的需求越來越大?,F(xiàn)有水電裝機容量不足,水庫泥沙不斷淤積,調節(jié)能力越來越差。昌都市全社會用電量由2005年的 0.733 億 kW·h 增長到 2014年的 4.04 億kW·h,年均增長率為23.78%。2014年昌都電網(wǎng)最大限電負荷為14.3 MW,限電量約0.66億kW·h,昌都電網(wǎng)存在著嚴重的缺電問題,缺電情況制約了地區(qū)社會經(jīng)濟的發(fā)展,急需一批規(guī)模大、有調節(jié)能力的水電電源,金河水電開發(fā)對改善昌都電網(wǎng)的穩(wěn)定性、緩解水期電力不足問題具有重要的作用。
昌都是西藏東部中心城市,同時也是川藏公路的重要節(jié)點,旅游資源豐富。金河梯級水庫建成后形成了一段連續(xù)的寬闊水域,與昌都的雪域高原文化融為一體,可緩解昌都電網(wǎng)用電緊張的局面,同時也會帶動昌都旅游業(yè)的快速發(fā)展,對促進昌都經(jīng)濟社會發(fā)展,具有重要作用。
1)因地制宜、講求效益。全面分析河流的自然條件和特點,合理擬定梯級方案,充分利用水能資源,梯級水位合理銜接。
2)整體效益最大。盡量加大首級水庫的工程規(guī)模,發(fā)揮龍頭水庫的梯級調節(jié)作用,實現(xiàn)整體效益最大化。
3)正確處理環(huán)境保護與資源開發(fā)的關系。處理好水電開發(fā)與環(huán)境保護的關系,重視流域生態(tài)環(huán)境敏感因素;充分考慮水庫淹沒影響,盡量減少淹沒損失。
4)正確處理電站規(guī)模與投資的關系,兼顧交通及施工布置等條件,綜合比較,選擇最優(yōu)開發(fā)方案。
1)上游河段
金河上游海拔高,生態(tài)系統(tǒng)脆弱,為保護上游金河河段及源頭區(qū)生態(tài)系統(tǒng)不受擾動,促進河源生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán),金河上游段不布設梯級。
2)中游河段
中游河段崗色鄉(xiāng)下游約10.0 km 處具備興建具有調節(jié)性能水庫的地形條件,根據(jù)重要性、控制性因素分析,該河段居民點比較密集,草地覆蓋率較高,并涉及西藏類烏齊馬鹿國家級自然保護區(qū),鑒于以上因素中游河段不布設梯級。
3)下游河段
金河干流下游河段濱達鄉(xiāng)至金河水庫庫末,河道長68.2 km,天然落差418 m,河道平均比降0.613%。河谷狹窄,兩岸少有居民點,淹沒損失較小,兩岸基巖裸露,建壩條件好,是規(guī)劃研究的重點河段。金河水庫壩址至金河入瀾滄江河口河道長38.0 km,作為瀾滄江上游河段珍稀保護魚類的替代生境予以保護,該河段不布置規(guī)劃梯級電站。
3.3.1 梯級壩址初擬
金河干流下游河段的濱達鄉(xiāng)至金河水庫庫末河道是此次規(guī)劃的重點河段。根據(jù)地形地質、天然建材儲量、水庫淹沒、環(huán)境因素、對外交通等條件分析,共布置6個梯級壩址,自上而下依次為若尼、郭那、多瓦、卡堆、勒珠和瓦托,見圖1。
圖1 金河干流規(guī)劃梯級電站縱剖面圖
3.3.2 梯級方案擬定
根據(jù)上述各壩址具體開發(fā)條件的比較,初擬3個梯級開發(fā)方案:方案一為6 級開發(fā),即由若尼(3 680 m)、郭那(3 590 m)、多瓦(3 520 m)、卡堆(3 450 m)、勒珠(3 405 m)和瓦托(3 315 m)組成;方案二為5 級開發(fā),即由若尼(3 680 m)、郭那(3 590 m)、多瓦(3 520 m)、勒珠(3 450 m)和瓦托(3 315 m)組成;方案三為4 級開發(fā),即由郭那(3 680 m)、多瓦(3 520 m)、勒珠(3 450 m)和瓦托(3 315 m)組成。
金河干流為高山峽谷區(qū),河谷兩岸不對稱發(fā)育多級階地。若尼庫區(qū)至卡堆近壩庫區(qū)基巖為吉塘群片巖,卡堆近壩庫區(qū)至勒珠壩址附近基巖為花崗巖。金河位于區(qū)域斷裂(桑多—吉塘斷裂帶)內,物理地質現(xiàn)象發(fā)育,以滑坡和巖體的小型崩塌為主。各梯級壩址一岸均發(fā)育有階地和坡積物,階地上覆蓋層厚度較大,而另一岸則基巖裸露。郭那水庫區(qū)發(fā)育7 處大中型滑坡,且多位于正常蓄水位附近,現(xiàn)狀穩(wěn)定,水庫蓄水后有失穩(wěn)隱患。綜上所述,郭那水庫不宜興建高壩,方案三郭那高壩方案不利。
從施工道路角度分析,方案一、方案二較為便利,分別需新建、改擴建施工道路共計49.9 km 和30.3 km;方案三較為不利,需新建、改擴建施工道路共計59.9 km。
從施工場地布置角度分析,方案一最為不利,該方案卡堆壩址上下游均很難布置,需開山平整施工場地;方案二、方案三均利用勒珠高壩合并卡堆,施工場地布置均優(yōu)于方案一,且這兩個方案各壩址施工場地布置沒有明顯差異。
從征地移民角度分析,方案一、方案二較優(yōu),兩個方案移民征地及水保、環(huán)保投資分別為86 344 萬元和89 346 萬元,相差不大,且均沒有移民搬遷問題;方案三需搬遷若尼村、朱塘村36 戶共計216人,移民征地及水保、環(huán)保投資為98 527 萬元,明顯高于方案一、方案二。
由于3個梯級開發(fā)方案利用河道落差是一致的,故3個方案動能指標相差不大,具體見表1。
3個梯級開發(fā)方案,枯水期發(fā)電量分別為5.52,5.59 和5.68 億kW·h,各方案枯水期電量差別不大,各方案對解決昌都電網(wǎng)供電結構性矛盾無明顯差異。
從工程量角度分析,方案一與方案二差別不大,土石方填筑量分別為776.73 和713.47 萬m3,而方案三土石方填筑量高達1 534.22 萬m3。
方案二與方案一比較,其梯級布設上,若尼、郭那、多瓦、瓦托4個梯級電站是一致的,差別在于方案二利用勒珠(高壩)合并了方案一中的卡堆電站,節(jié)省投資2 687 萬元。方案二與方案三比較,其梯級布設上,多瓦、勒珠(高壩)、瓦托3個梯級電站是一致的,差別在于方案三利用郭那(高壩)合并了方案二中的若尼電站,使方案三投資較方案二增加了85 509 萬元。從投資角度分析,方案二最優(yōu),方案一次之,方案三投資最高,見表1。
從經(jīng)濟指標角度分析(見表1),方案二最優(yōu),方案一次之,方案三較差。
表1 各開發(fā)方案動能經(jīng)濟指標表
方案二淹沒面積略大于方案一,交通條件、施工布置均優(yōu)于方案一,且投資少了2 687 萬元,而動能指標均略有增加,方案二明顯經(jīng)濟。方案二與方案三比較,淹沒面積小(方案二不涉及移民),方案三雖然動能指標較方案二略有增加,但方案間補充單位千瓦投資9.50 萬元、補充單位電能投資26.86 元,遠高于電站本身指標,說明方案二經(jīng)濟。綜上所述,推薦方案二為金河干流下游段梯級開發(fā)方案。
金河干流水電梯級主要開發(fā)任務均為發(fā)電,其中若尼、勒珠為季調節(jié),郭那、多瓦、瓦托為徑流式電站,電站裝機年利用小時數(shù)基本在4 000 h 左右,規(guī)劃水平年2025年全部投產(chǎn)運行。隨著金河水電梯級電站開發(fā)和區(qū)域內其他電源的建設和投產(chǎn),將極大地提高昌都市的電力保障能力,改善區(qū)域用電條件,同時也為昌都市的電力外送創(chuàng)造有利條件。