梯級電站在邯鄲生態(tài)水網(wǎng)中的開發(fā)建設(shè)

郭燕杰 謝三湘 李 燕

（1.河北省邯鄲市躍峰渠管理處,河北 邯鄲 056200；2.河北省邯鄲市水利水電勘測設(shè)計研究院，河北 邯鄲 056200）

邯鄲市生態(tài)水網(wǎng)工程于2006年底正式啟動，該工程通過對原有河渠設(shè)施的疏通改造，將整個邯鄲地區(qū)的河渠建成為統(tǒng)一的水網(wǎng)體系，充分發(fā)揮其調(diào)配水資源的功能，不僅促進了水資源的科學、合理和可持續(xù)利用，同時也帶來了可觀的水能資源。對如何利用這一新生的水能資源，使其發(fā)揮更大的經(jīng)濟效益，成為實現(xiàn)邯鄲生態(tài)水網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展需要重點思考的問題。

一、梯級水電開發(fā)設(shè)想

邯鄲市東部平原生態(tài)水系工程全長1200公里，恢復改善灌溉面積13.3萬ha以上，優(yōu)化了各縣區(qū)域生態(tài)用水和農(nóng)業(yè)用水條件。

1.豐富的水資源條件。通過對岳城水庫的水文資料進行頻率計算，岳城水庫50%和75%保證率下可利用的水量分別為2.4億m3和1.067億m3。根據(jù)生態(tài)水網(wǎng)的調(diào)水方案，東部生態(tài)水網(wǎng)計劃每年引水2億m3，主要用于改善農(nóng)業(yè)用水條件和水生態(tài)環(huán)境，長期供水流量約為5～10m3/s，通水時間約為10個月。

2.優(yōu)越的水能條件。根據(jù)現(xiàn)有民有干渠資料及現(xiàn)場察勘，在民有渠京廣線左右共有4處跌水落差較大，將其中2處跌水水位整治后均可形成5m左右的水頭；下游的三里屯樞紐處經(jīng)整治后可形成7m左右的水頭。另外，對原有岳城水電站改、擴建工程前期準備工作基本就緒；還有2處條件較好的跌水正在積極規(guī)劃和勘測。

利用現(xiàn)有的水能資源進行水電梯級開發(fā)，不僅能夠充分利用有限的水能資源，還在支持周邊地區(qū)農(nóng)村工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活用電，減輕農(nóng)村電網(wǎng)負擔和提高供電質(zhì)量等方面起到積極的作用。

二、梯級水電站開發(fā)建設(shè)情況

1.民利水電站：設(shè)計流量10m3/s，設(shè)計水頭6.4m，設(shè)計裝機容量500kW，設(shè)計年發(fā)電量233.17萬kW?h，配備兩臺型號為ZDT03-LMY-100的水輪機和兩臺型號為SF250-14/990發(fā)電機組，為了更好的滿足設(shè)計要求，確定轉(zhuǎn)輪葉片裝置角度為+23°。該電站于2007年9月18日開工，2008年4月28日正式投產(chǎn)發(fā)電。

2.民豐水電站：設(shè)計流量10m3/s，設(shè)計水頭4.94m，設(shè)計裝機容量320kW，設(shè)計年發(fā)電量163.87萬kW?h，配備兩臺型號為ZDT03-LMY-100的水輪機和兩臺型號為SF160-14/850發(fā)電機組，確定轉(zhuǎn)輪葉片裝置角度為+25°，該電站于2007年10月18日開工，2008年10月18日正式投產(chǎn)發(fā)電。

3.民興水電站：設(shè)計流量10m3/s，額定水頭5.32m，設(shè)計裝機容量400kW，設(shè)計年發(fā)電量183.72萬kW?h，配備兩臺型號為ZDT03-LMY-100的水輪機和兩臺型號為SF200-14/850的發(fā)電機組，將于近期開工建設(shè)。

以上3座電站均為無調(diào)節(jié)引水式水電站，發(fā)電機控制保護均采用三合一控制柜，適用于小型無刷勵磁水輪發(fā)電機組的勵磁調(diào)節(jié)、控制、保護、測量、并網(wǎng)和配電使用。轉(zhuǎn)輪葉片均采用鑄鋼結(jié)構(gòu)，有利于提高葉片抗汽蝕性能和汽蝕后的修補能力?，F(xiàn)投產(chǎn)運行的2座電站機組運行穩(wěn)定，出力滿足設(shè)計要求。電站機組檢修可在停水季節(jié)適當安排，以減少棄水。同時，由于對設(shè)計和施工方案的不斷優(yōu)化，項目的工程質(zhì)量和建設(shè)進度均實現(xiàn)了高效高質(zhì)，其中民利水電站施工僅用時7個月，創(chuàng)造了邯鄲水電同規(guī)模建設(shè)史上最快建設(shè)記錄。

三、項目實施后遇到的問題及對策

隨著民利（三里屯）和民豐2座水電站的建成投產(chǎn)，在試運行期間，也出現(xiàn)了一些問題，該電站針對不同問題提出了不同的解決對策：

1.由于2座水電站的引水渠道均為開敞式，會有季節(jié)性水草等雜物流入渠道，需要停機撈草，增加了開停機的次數(shù)，影響了機組的出力和發(fā)電效率。經(jīng)調(diào)查，電站引水渠道中的水草由于與氣候和生長環(huán)境有關(guān)，僅在5月份短期內(nèi)出現(xiàn)，但考慮到依然會對發(fā)電造成一定影響，因此增加了自動撈草機，在提高了發(fā)電效率的同時也減輕了運行人員的勞動強度。

2.民利（三里屯）水電站利用原有節(jié)制閘作為擋水建筑物，由于該閘建成時間較早，密封較差，對電站的運行造成一定的影響。該擋水建筑物屬漳滏河灌區(qū)管理處續(xù)建配套建設(shè)項目，現(xiàn)已對民利（三里屯）電站樞紐處的節(jié)制閘進行了重修，保證了該樞紐的穩(wěn)定運行。

3.民利（三里屯）水電站的上游渠道原為地上土渠，由于電站發(fā)電后該段渠道需要在較高水位條件下運行，對渠道的安全運行會造成一定的影響。民有北干渠主要分布在第四紀松散地層，為解決長期存在的滲漏問題，三里屯樞紐上游作為漳滏河灌區(qū)管理處續(xù)建配套建設(shè)項目，現(xiàn)已對上游渠道進行了護坡和護底防滲處理，保證了電站和渠道的安全運行。

4、由于平原水電站建在中細砂土壤上，地質(zhì)條件較差，水電站各建筑物受力條件不同，易造成局部不均勻沉陷，破壞建筑物整體結(jié)構(gòu)。因此，在設(shè)計建設(shè)中要特別注意。

四、水電梯級開發(fā)帶來多方效益

1.為農(nóng)村田間灌溉提供清潔、廉價、便利的電力保證。農(nóng)業(yè)灌溉每戶每年約節(jié)省400元，每年灌溉季給當?shù)剞r(nóng)民可節(jié)省澆地費用約20～30萬元。

2.2 座水電站參照同類型電站運行管理人員的配置情況，已安置運行人員20人，對解決當?shù)厥Ｓ鄤趧恿Φ木蜆I(yè)安置問題起到了積極的作用。

3.建立聯(lián)動機制，形成統(tǒng)一有序的管理模式。在調(diào)度管理方面，充分、合理利用有限的水力資源，可有效提高水能利用率，增加裝機利用小時；在生產(chǎn)管理方面，實現(xiàn)了生產(chǎn)配件統(tǒng)購統(tǒng)配，避免管理機構(gòu)重復建設(shè)和設(shè)備閑置問題。

4.已建成的2座水電站起到了積極的示范作用，促進了民營資本和其他資本形式積極加入到梯級水電站的開發(fā)建設(shè)當中。民興電站決定引入民營資本，項目拍賣工作已經(jīng)完成；而民有渠首的岳城水電站擴建工程則采取3家單位股份制合營方式進行開發(fā)，項目籌備工作已基本結(jié)束，將于2010年正式開工。

五、結(jié) 論

民利（三里屯）和民豐2座水電站的投產(chǎn)運行，促進了邯鄲市生態(tài)水網(wǎng)配套梯級水電資源有序開發(fā)。不僅實現(xiàn)了“灌溉、生態(tài)、發(fā)電”三贏和水電資源的優(yōu)化配置，在優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，改善周邊農(nóng)村用電狀況，促進當?shù)亟?jīng)濟健康、可持續(xù)發(fā)展和推動社會主義新農(nóng)村建設(shè)等方面都將起到積極的促進作用，對整個生態(tài)水網(wǎng)中的水能資源合理開發(fā)利用具有普遍的推廣價值。