下坂地水庫水量調(diào)度探討

陳小強(qiáng)

(新疆塔里木河流域管理局，新疆 庫爾勒 841000)

下坂地水利樞紐工程是2001年國務(wù)院批準(zhǔn)的《塔里木河流域近期綜合治理規(guī)劃》中確定的唯一山區(qū)水庫樞紐工程，屬國家、新疆維吾爾自治區(qū)重點(diǎn)工程建設(shè)項(xiàng)目，位于塔里木河水系葉爾羌河中上游的主要支流塔什庫爾干河上，多年平均控制徑流10.88億m3。是塔什庫爾干河梯級(jí)規(guī)劃中的龍頭水庫，下游還有六個(gè)引水式電站。。水利樞紐工程建設(shè)平均海拔高度3 050 m，工程總庫容8.67億 m3，電站裝機(jī)(3×50MW)150MW，平均發(fā)電量 4.644億 Kw.h;該工程可防御洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，大壩地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)為8.5度。下坂地水利樞紐工程的興建，可替代塔里木河下游16座平原水庫蓄水，并能滿足葉爾羌河向塔里木河多年輸水并使農(nóng)田灌區(qū)提高，工程對(duì)葉爾羌河完成多年平均向塔里木河輸水3.3億 m3，葉爾羌河下游660萬畝灌區(qū)春旱供水，緩解區(qū)域缺電、提高供電質(zhì)量，促進(jìn)開發(fā)塔什庫爾干河水能資源，將塔什庫爾干河建成喀什、克州綠色能源基地具有十分重要的作用

水庫大壩填筑高程為2 956 m，離設(shè)計(jì)大壩填筑壩高2 966 m只差10 m;下坂地水利樞紐已經(jīng)通過2 936 m以下水庫蓄水階段驗(yàn)收;下坂地電廠3臺(tái)機(jī)組已并網(wǎng)發(fā)電。

1 水庫調(diào)度

1.1 水庫調(diào)度

下坂地水利樞紐工程的功能是以生態(tài)補(bǔ)水及春旱供水為主，結(jié)合發(fā)電。通過替代廢棄的16座平原水庫蓄水，減少改變剩余的24座平原水庫的蓄水時(shí)間，減少7～9月的蓄洪量，多年平均替代平原水庫蓄水減少的蒸發(fā)滲漏及河道損失為4.17億m3，多年平均向塔里木河補(bǔ)充生態(tài)水1.84億 m3，補(bǔ)充灌區(qū)春旱用水2.33億m3，確保葉爾羌河完成多年平均向塔里木河輸水3.3億m3的目標(biāo)。

1.2 水庫調(diào)度的調(diào)節(jié)原則

替代平原水庫蓄水，在保證葉爾羌河下放干流塔里木河多年平均生態(tài)供水基礎(chǔ)上，利用減少的平原水庫蒸發(fā)滲漏損失向灌區(qū)供水，解決春旱用水，下坂地水庫通過改變平原水庫的蓄水時(shí)間，利用下游平原水庫的反調(diào)節(jié)作用。

水庫運(yùn)行主要分三個(gè)階段:

(1)水庫在7～10月替代平原水庫蓄水，按月平均下泄不少于22.4 m3/s的流量發(fā)電，滿足葉爾羌河卡群斷面多年平均下放塔里木河的生態(tài)水量，以及灌區(qū)各節(jié)點(diǎn)的工農(nóng)業(yè)需水量要求;其中，10月視下坂地水庫蓄水情況，如蓄滿，則下坂地水庫不蓄水，按照來水發(fā)電放水，滿足灌區(qū)各節(jié)點(diǎn)的工農(nóng)業(yè)需水量要求;未蓄滿，下游工農(nóng)業(yè)有需水要求，則按灌區(qū)需水要求放水發(fā)電。

(2)11～4月下坂地水庫供水期，補(bǔ)充灌區(qū)冬灌及春旱缺水，按保證出力35.9MW發(fā)電放水，其中，1～2月多余水量充蓄卡群節(jié)點(diǎn)的平原水庫進(jìn)行反調(diào)節(jié)。

(3)5～6月下坂地水庫按灌溉春旱需水要求放水發(fā)電，滿足灌區(qū)春旱供水要求。

2 存在的主要問題

2.1 發(fā)電用水與灌區(qū)用水相沖突

2010年進(jìn)入冬季以來，下坂地水庫的初運(yùn)行改變了葉爾羌河天然來水過程，來水變化較大，對(duì)灌區(qū)的水利設(shè)施管理和下一年的用水帶來了一定的影響，現(xiàn)就下坂地水庫的伊爾烈黑控制斷面和離水庫190 km葉爾羌河的卡群斷面來水情況進(jìn)行說明。

從表1可以看出，11月份卡群與多年平均的差值較小，從12月份到1月上旬，2010～2011年度旬平均流量與多年平均旬平均流量的差值在逐漸增大，從8.9m m3/s增至21.5 m3/s，增幅達(dá)141.5%。進(jìn)入12月份以來，喀什地區(qū)電網(wǎng)高峰時(shí)段電力供應(yīng)嚴(yán)重不足，按照電力部門的要求，在(早7點(diǎn)～11點(diǎn)，晚19點(diǎn)～23點(diǎn))用電高峰時(shí)段，下坂地水庫配合電力部門調(diào)峰要求，期間加大了水庫的發(fā)電量，造成喀群引水樞紐大河日來水流量最小 64.92 m3/s，最大 103.44 m3/s，變幅較大。下坂地水庫的水位由2010年12月1日的2 928.5 m下降至2010年12月31日的2 924.6 m，到 2011年1月17日已降至2 921.6 m。按目前日平均泄水40 m3/s水庫發(fā)電，2011年2月13日水庫水位將至死水位2 915 m，而多年平均2月份的日均來水流量只有11.84 m3/s，多年平均3月份的日均來水流量也只有12.10 m3/s，因此今年灌區(qū)春灌引水將受到一定程度的影響，且水庫的發(fā)電過程也會(huì)被打亂。

表1 2010年11月至2011年上旬兩斷面來水及與多年平均對(duì)比情況 m3/s

2.2 灌區(qū)16座平原水庫未按期廢棄

在無山區(qū)水庫的情況下，葉河流域灌區(qū)主要依靠總庫容為15.75億m3的40座平原水庫調(diào)蓄地表徑流年內(nèi)分配不均。由于平原水庫的庫盤面積大，水深淺，蒸發(fā)滲漏損失很大，水量利用率僅為30%～40%。葉河流域灌區(qū)雖然經(jīng)過幾十年的水利建設(shè)，水資源的利用程度有了很大的提高，但由于灌區(qū)狹長，面積大等因素，現(xiàn)狀年2002年灌溉水的利用系數(shù)僅0.369，地下水利用量只有2.73億m3，僅相當(dāng)于可利用量的50.6%。這些，一是造成灌區(qū)地下水位的升高，形成土地鹽堿化，使植被減少，土壤沙化，土地棄耕，氣候惡化，農(nóng)作物減產(chǎn);二是大量引用地表水，葉爾羌河無生態(tài)水向下游輸送，塔里木河下游近400 km河道斷流，胡楊林衰敗嚴(yán)重，葉河不能滿足多年平均向塔里木河輸水3.3億m3的要求;三是春旱缺水嚴(yán)重，農(nóng)作物不能適時(shí)下種，大面積絕收或大幅度減產(chǎn)。

3 對(duì)策及建議

3.1 加強(qiáng)多層次的溝通協(xié)商，逐步理順電調(diào)與水調(diào)的關(guān)系

下坂地建管局要建立與喀什地區(qū)水利局、葉爾羌河流域管理局之間溝通協(xié)商機(jī)制，應(yīng)將發(fā)電計(jì)劃和泄水計(jì)劃提前報(bào)葉管局，通過溝通協(xié)商，達(dá)成一致意見后實(shí)施。

水庫效益的最優(yōu)化離不開電力部門的支持和配合，在實(shí)施水庫水量調(diào)度過程中，應(yīng)加強(qiáng)與電力部門的聯(lián)系和溝通。塔委會(huì)召開會(huì)議，應(yīng)邀請(qǐng)電力部門的領(lǐng)導(dǎo)例席;流域管理機(jī)構(gòu)召開水調(diào)會(huì)議，應(yīng)邀請(qǐng)電力部門參加;下發(fā)水庫調(diào)令，應(yīng)同時(shí)抄送電力部門，讓他們認(rèn)識(shí)到，水庫制定的電調(diào)計(jì)劃不是隨意確定的。水庫主管部門應(yīng)多層次、多渠道與電力部門溝通，包括加強(qiáng)水庫主管部門主要領(lǐng)導(dǎo)與自治區(qū)電力部門主要領(lǐng)導(dǎo)之間、水庫主管部門與當(dāng)?shù)仉娏Σ块T之間、水庫電廠與當(dāng)?shù)仉娏Σ块T的具體電調(diào)辦(所)之間的溝通，多匯報(bào)，多做工作，以達(dá)成共識(shí)，爭取他們的理解與支持。水庫調(diào)度過程中要樹立水庫主管部門和電力部門共羸的理念，互相支持配合，逐步消除電調(diào)與水調(diào)之間的矛盾，爭取發(fā)電效率最大化。

3.2 深入研究下坂地水庫與反調(diào)節(jié)平原水庫聯(lián)合調(diào)度方案

隨著下坂地水利樞紐工程的建成，調(diào)度運(yùn)行中電調(diào)與水調(diào)的矛盾顯現(xiàn)，科學(xué)制定以生態(tài)供水和灌溉供水為重點(diǎn)的水庫群聯(lián)合調(diào)度方案至關(guān)重要。目前水庫處于運(yùn)行初期，16座平原水庫尚未退出，無法按水庫設(shè)計(jì)下泄過程泄流，一方面，要著手研究水庫運(yùn)行初期、水庫蓄水位沒有達(dá)到設(shè)計(jì)蓄水位之前的調(diào)度方案;另一方面，要深入研究16座平原水庫退出以后，在下坂地水利樞紐工程與24座反調(diào)節(jié)平原水庫聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用對(duì)生態(tài)環(huán)境和灌溉影響的基礎(chǔ)上，按照“電調(diào)服從水調(diào)”的原則，研究制定水庫聯(lián)合調(diào)度方案。此外，還應(yīng)研究制定以生態(tài)和灌溉供水為約束，以發(fā)電效益為目標(biāo)的水庫優(yōu)化發(fā)電調(diào)度方案，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

3.3 加強(qiáng)山區(qū)遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)建設(shè)步伐，提高水庫水量調(diào)度科技水平

水庫的綜合調(diào)度運(yùn)用是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程，涉及眾多復(fù)雜技術(shù)問題，僅靠傳統(tǒng)的調(diào)度手段遠(yuǎn)不能滿足水資源調(diào)度時(shí)效性和現(xiàn)代化的要求，實(shí)時(shí)監(jiān)視山區(qū)水庫執(zhí)行水調(diào)指令情況，及時(shí)有效地處置水庫調(diào)度問題，提高快速反應(yīng)能力非常必要的。建議結(jié)合塔里木河遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，將山區(qū)水庫調(diào)度系統(tǒng)納入塔里木河流域水量調(diào)度系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)山區(qū)水庫下泄流量的遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測、監(jiān)視和預(yù)警，為調(diào)水決策提供多種形式的信息服務(wù)，提高水庫調(diào)度管理水平和調(diào)水效益。

3.4 建立完善水庫調(diào)度制度，逐步規(guī)范水庫調(diào)度

為加強(qiáng)下坂地水庫調(diào)度管理，確保生態(tài)和灌溉用水需求，充分發(fā)揮水庫的綜合效益，應(yīng)根據(jù)有關(guān)法律、規(guī)范，結(jié)合下坂地水利樞紐有關(guān)設(shè)計(jì)文件、運(yùn)用方式研究成果以及實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，制定《下坂地水庫初期運(yùn)用調(diào)度規(guī)程》、《下坂地水庫調(diào)度規(guī)程》，《下坂地水庫調(diào)度管理辦法》等，在水庫調(diào)度管理辦法中明確不同水庫功能的調(diào)度任務(wù)、調(diào)度原則、調(diào)度運(yùn)用計(jì)劃方案編制要求、調(diào)度管理及工作制度、監(jiān)督與獎(jiǎng)罰等，來規(guī)范水庫調(diào)度與管理。

4 結(jié)語

塔里木河水量調(diào)度工作開展已有十余年，有力的推動(dòng)了塔里木河流域水資源的合理配置，但塔里木河源流山區(qū)水庫的水量調(diào)度將是首次。隨著來水條件的不斷變化、經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)快速發(fā)展，給塔里木河水量調(diào)度工作不斷積累寶貴經(jīng)驗(yàn)。將來的水量調(diào)度目標(biāo)必將變更為功能性不斷流，即在盡可能滿足流域社會(huì)生產(chǎn)、生活、生態(tài)用水的前提下，保護(hù)好塔里木河下游的綠色生命走廊。

［1］吳季松.現(xiàn)代水資源管理概論［M］.北京:中國水利水電出版社，2002.10.

［2］陜西水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院，下坂地水利樞紐工程初設(shè)報(bào)告［Z］.西安:2004.03.

［3］孫廣生.水資源管理［M］.鄭州:黃河水利出版社，2001.12.