糯扎渡水電站水庫(kù)初期蓄水方案研究

楊子俊，張建華，韓 兵

（中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，云南 昆明 650051）

糯扎渡水電站水庫(kù)初期蓄水期為1～3號(hào)導(dǎo)流洞下閘水庫(kù)開(kāi)始蓄水起至水庫(kù)蓄水至死水位實(shí)現(xiàn)首臺(tái)機(jī)組發(fā)電。根據(jù)水庫(kù)蓄水期間的具體特點(diǎn)，可將水庫(kù)初期蓄水期分為3個(gè)階段：①?gòu)?號(hào)導(dǎo)流洞下閘起至水庫(kù)蓄水至672.50 m左右水位4號(hào)導(dǎo)流洞下閘止，此階段水庫(kù)蓄水主要受4號(hào)導(dǎo)流洞下閘工況制約；②從4號(hào)導(dǎo)流洞下閘起至水庫(kù)蓄水至機(jī)組調(diào)試水位760.00 m止，此階段為水庫(kù)初期蓄水期間的主要蓄水期，水庫(kù)蓄水主要受來(lái)水情況制約；③從機(jī)組調(diào)試水位760.00 m起至蓄水至死水位765.00 m止，此階段水庫(kù)蓄水主要考慮機(jī)組調(diào)試時(shí)間影響。

1 工程形象面貌

1.1 壩體工程

糯扎渡水電站工程計(jì)劃于2011年11月下閘封堵1～3號(hào)導(dǎo)流隧洞，水庫(kù)開(kāi)始蓄水，至2012年2月中旬由4、5號(hào)導(dǎo)流隧洞泄流；2012年2月中旬下閘封堵4號(hào)導(dǎo)流隧洞，至2012年3月底由5號(hào)導(dǎo)流隧洞和右岸泄洪洞向下游供水；2012年4月上旬5號(hào)導(dǎo)流隧洞下閘，由右岸泄洪隧洞泄流。導(dǎo)流洞下閘標(biāo)準(zhǔn)為月平均10年一遇洪水，封堵施工時(shí)段為20年一遇洪水，壩體防洪標(biāo)準(zhǔn)為200年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。其中，1～3號(hào)導(dǎo)流隧洞下閘后由4、5號(hào)導(dǎo)流隧洞泄流時(shí)，11月～次年4月枯期時(shí)段20年一遇洪水（1、2、3號(hào)導(dǎo)流隧洞封堵施工防洪標(biāo)準(zhǔn)）、200年一遇洪水 （壩體防洪標(biāo)準(zhǔn)）相應(yīng)的庫(kù)水位分別為698.62 m和715.74 m；1～4號(hào)導(dǎo)流隧洞均下閘后由5號(hào)導(dǎo)流隧洞和右岸泄洪洞泄流時(shí)，12月～次年4月枯期時(shí)段20年一遇洪水 （1～4號(hào)導(dǎo)流隧洞封堵施工防洪標(biāo)準(zhǔn)）、200年一遇洪水 （壩體防洪標(biāo)準(zhǔn)）相應(yīng)的庫(kù)水位分別為709.80 m和714.01 m；1～5號(hào)導(dǎo)流隧洞均下閘后由右岸泄洪洞泄流時(shí)，12月～次年5月枯期時(shí)段20年一遇洪水 （4、5號(hào)導(dǎo)流隧洞封堵施工防洪標(biāo)準(zhǔn)）、200年一遇洪水 （壩體防洪標(biāo)準(zhǔn)）相應(yīng)的庫(kù)水位分別為754.77 m和757.72 m。

2012年6月～10月由右岸泄洪隧洞和溢洪道臨時(shí)斷面泄流，壩體臨時(shí)斷面擋水，導(dǎo)流設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為500年一遇的全年洪水，相應(yīng)的流量為25 100 m3/s，相應(yīng)的庫(kù)水位為797.44 m，校核標(biāo)準(zhǔn)為1 000年一遇的全年洪水，相應(yīng)的流量為27 500 m3/s，相應(yīng)的庫(kù)水位為799.10 m。

為滿足水庫(kù)初期蓄水期間壩體臨時(shí)斷面擋水要求，1～3號(hào)導(dǎo)流隧洞下閘前 （即2011年11月1日以前）壩體必須全斷面填筑至750 m高程以上；4號(hào)導(dǎo)流隧洞下閘前 （2012年2月16日前）壩體必須全斷面填筑至775 m高程以上；5號(hào)導(dǎo)流隧洞下閘前 （2012年4月1日前）壩體應(yīng)全斷面填筑至791 m高程以上。

根據(jù)壩體填筑實(shí)際情況和工程進(jìn)度安排，壩體工程形象面貌滿足初期蓄水期間的工程形象面貌要求。

1.2 庫(kù)區(qū)移民工程

糯扎渡工程庫(kù)區(qū)移民工作分期實(shí)施，具體如下：第一期，在2011年11月以前完成745.00 m以下水位水庫(kù)淹沒(méi)影響征地移民安置及庫(kù)區(qū)清理任務(wù)；第二期，在2012年4月以前完成庫(kù)區(qū)745.00～790.00 m水位水庫(kù)淹沒(méi)影響征地移民安置及庫(kù)區(qū)清理任務(wù)；第三期，在2012年7月以前完成790 m以上水位水庫(kù)淹沒(méi)影響范圍內(nèi)所有的移民安置及庫(kù)區(qū)清理任務(wù)。

根據(jù)移民安置計(jì)劃并結(jié)合20年一遇洪水回水計(jì)算成果，為保證移民工程安全，2011年4月以前水庫(kù)水位應(yīng)控制不超過(guò)732.23 m，7月之前，水庫(kù)水位應(yīng)不超過(guò)765.00 m。

1.3 環(huán)保水保工程

根據(jù)環(huán)保水保的工作進(jìn)度安排和實(shí)施情況，庫(kù)區(qū)環(huán)保水保工程實(shí)施情況滿足水庫(kù)下閘蓄水要求，不制約水庫(kù)初期蓄水。

2 蓄水考慮的主要影響因素

2.1 水庫(kù)蓄水位控制

根據(jù)施工進(jìn)度安排，為滿足4、5號(hào)導(dǎo)流洞的安全運(yùn)行、下閘水頭要求和1～3號(hào)導(dǎo)流洞堵頭施工安全要求，4號(hào)導(dǎo)流洞下閘前水庫(kù)防洪水位不宜超過(guò)680.00 m，下閘時(shí)水庫(kù)水位不超過(guò)672.50 m；5號(hào)導(dǎo)流洞下閘封堵前水庫(kù)防洪水位不超過(guò)705.76 m。除此之外，為保證移民工程安全， 2012年4月前水庫(kù)水位應(yīng)控制不超過(guò)732.23 m。

2.2 蓄水速率控制

對(duì)庫(kù)區(qū)地質(zhì)條件、工程條件進(jìn)行分析可知，蓄水上升速率對(duì)庫(kù)岸的滑坡體穩(wěn)定性有一定的影響，對(duì)一般庫(kù)岸影響甚微。660 m高程以下時(shí)可不考慮蓄水上升速率的影響，660 m高程以上建議控制蓄水上升平均速率，以3.0 m/d為宜。對(duì)于庫(kù)水位下降速度的控制，主要應(yīng)考慮正常工況下的水庫(kù)水位操控，對(duì)于非常情況下可以允許一些岸坡的破壞。根據(jù)國(guó)內(nèi)外部分工程在庫(kù)水位消落時(shí)產(chǎn)生庫(kù)岸失穩(wěn)資料分析，考慮留有足夠余地，建議庫(kù)水位驟降速率在正常工況下不要超過(guò)1.5 m/d，非常工況下不應(yīng)超過(guò)2.0 m/d。

2.3 下游綜合利用用水需求

（1）生態(tài)用水需求。糯扎渡水電站與下游景洪水電站銜接，景洪水電站對(duì)糯扎渡水庫(kù)無(wú)下泄生態(tài)流量要求，但考慮到景洪水電站來(lái)水受糯扎渡水庫(kù)控制，當(dāng)下游景洪水庫(kù)水位下降到糯扎渡壩址高程以下時(shí)，糯扎渡水庫(kù)需下泄生態(tài)流量174 m3/s（多年平均流量的10%）。

（2）航運(yùn)需求。 《云南省瀾滄江中下游河段規(guī)劃報(bào)告 （功果橋——南阿河口）》提出該河段以發(fā)電為主，兼顧防洪、灌溉、航運(yùn)等綜合利用的開(kāi)發(fā)方針。由于瀾滄江中下游河段大多流經(jīng)深山峽谷，河道狹窄，灘險(xiǎn)眾多，航運(yùn)業(yè)的發(fā)展受到一定限制，目前航運(yùn)客貨運(yùn)量主要集中在景洪港及以下河段，并且糯扎渡以上各梯級(jí)電站壩高均在110～300 m之間，布置通航建筑物難度較大，故認(rèn)為糯扎渡梯級(jí)以上河段以發(fā)展庫(kù)內(nèi)航運(yùn)為宜，下游梯級(jí)景洪水電站則考慮設(shè)置航運(yùn)過(guò)壩設(shè)施。目前，景洪電站已按Ⅴ級(jí)航道、300 t級(jí)船型建設(shè)了通航建筑物，并按500 t級(jí)船型的標(biāo)準(zhǔn)預(yù)留過(guò)壩通航建筑物位置。根據(jù)Ⅴ級(jí)航道通航標(biāo)準(zhǔn)，下游河段95%保證率相應(yīng)的通航流量為504 m3/s?？紤]區(qū)間流量影響，在景洪水庫(kù)放空調(diào)節(jié)庫(kù)容后，糯扎渡水庫(kù)下泄流量應(yīng)不低于500 m3/s。

（3）景洪市取水需求。景洪市的城市供水水源主要為瀾滄江。景洪市一水廠位于景洪水電站下游，其取水口高程為534.5 m，相應(yīng)河道流量為474 m3/s。因此，在景洪水庫(kù)放空調(diào)節(jié)庫(kù)容后，糯扎渡水庫(kù)下泄流量應(yīng)不低于474 m3/s。

（4）景洪水電站發(fā)電需求。景洪水電站位于糯扎渡水電站下游，電站已建成發(fā)電，水庫(kù)蓄水期間不可避免的會(huì)對(duì)景洪水電站的運(yùn)行產(chǎn)生一定影響。為盡可能減小影響，糯扎渡水庫(kù)蓄水期應(yīng)保證景洪水電站的穩(wěn)定運(yùn)行。根據(jù)景洪水電站投產(chǎn)后的實(shí)際運(yùn)行情況以及華能瀾滄江水電有限公司對(duì)景洪水電站的運(yùn)行要求，景洪水電站兩臺(tái)機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的發(fā)電流量在650 m3/s左右。

（5）境外工農(nóng)業(yè)用水要求。瀾滄江出境后的主要耗水性用水為農(nóng)業(yè)用水，且主要集中在萬(wàn)象河段以下。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，湄公河流域農(nóng)業(yè)灌溉以及生活、生產(chǎn)用水總量約593億m3，其中，從湄公河流域取水量約533億m3，占萬(wàn)象斷面年徑流量的38%。中國(guó)出境斷面至萬(wàn)象區(qū)間流域年徑流量約763億m3，大于下游用水需求。因此，糯扎渡水庫(kù)蓄水對(duì)下游國(guó)家的工農(nóng)業(yè)用水沒(méi)有影響。

綜上所述，糯扎渡水庫(kù)初期蓄水期間，為滿足下游社會(huì)綜合利用用水要求，水庫(kù)最小下泄流量不應(yīng)小于500 m3/s，從改善景洪電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行狀況并盡可能提高景洪電站的發(fā)電效益的角度考慮，水庫(kù)最小下泄流量以650 m3/s為宜。

2.4 施工導(dǎo)流程序

結(jié)合工程施工進(jìn)度具體分析成果，蓄水規(guī)劃中，考慮1、2號(hào)導(dǎo)流洞于2011年11月初下閘，3號(hào)導(dǎo)流洞于2011年11月18日下閘 （水庫(kù)開(kāi)始蓄水），4、5號(hào)導(dǎo)流洞分別于2012年2月16日和4月1日下閘。

2.5 上下游水庫(kù)的協(xié)調(diào)運(yùn)行

糯扎渡水庫(kù)蓄水期間，其上游功果橋、小灣、漫灣、大朝山、下游景洪等水電站均已投產(chǎn)發(fā)電，水庫(kù)初期蓄水應(yīng)考慮上、下游水庫(kù)的協(xié)調(diào)運(yùn)行。

糯扎渡水庫(kù)初期蓄水主要處于枯期，水庫(kù)來(lái)水量受天然來(lái)水量及上游水庫(kù)的蓄供水量影響，且存在蓄水水位、蓄水速率等限制，因此，上游水庫(kù)的不同運(yùn)行方式將影響糯扎渡水庫(kù)蓄水過(guò)程及實(shí)際可蓄水量；此外，糯扎渡水庫(kù)蓄水期間應(yīng)滿足下游綜合利用要求，但部分時(shí)段受泄流能力限制，水庫(kù)的供水能力無(wú)法滿足下游綜合利用要求時(shí)，為保障下游綜合利用要求，考慮景洪水庫(kù)動(dòng)用自身調(diào)節(jié)庫(kù)容補(bǔ)充供水。

鑒于糯扎渡水庫(kù)蓄水時(shí)間較長(zhǎng)，而功果橋、漫灣、大朝山水電站的調(diào)節(jié)能力很有限，調(diào)蓄影響較小，在蓄水規(guī)劃中暫不考慮。因此，上游水庫(kù)的調(diào)蓄影響主要考慮具有不完全多年調(diào)節(jié)的小灣水庫(kù)的調(diào)蓄影響。根據(jù)小灣水庫(kù)的多年運(yùn)行方式研究成果以及小灣水庫(kù)2009年、2010年的實(shí)際運(yùn)行情況，糯扎渡水庫(kù)初期蓄水期間小灣電站的最小發(fā)電流量以不小于700 m3/s為宜，枯期末水庫(kù)水位消落到多年平均消落水位1 180 m附近較為有利。

2.6 首臺(tái)機(jī)組投產(chǎn)時(shí)間

根據(jù)糯扎渡水電站工程進(jìn)度安排，糯扎渡首臺(tái)機(jī)組計(jì)劃于2012年7月底投產(chǎn)發(fā)電，機(jī)組調(diào)試時(shí)間按40 d考慮，水庫(kù)應(yīng)于2012年6月20日蓄水至機(jī)組調(diào)試水位760.00 m。

3 水庫(kù)蓄水原則

糯扎渡水庫(kù)死庫(kù)容大，初期蓄水歷時(shí)較長(zhǎng)，水庫(kù)蓄水在確保工程安全的前提下遵循以下原則：

（1）以糯扎渡水電站如期發(fā)電為目標(biāo)進(jìn)行蓄水方案研究；若客觀條件不能滿足該目標(biāo)，則以糯扎渡水電站首臺(tái)機(jī)組盡快投產(chǎn)為目標(biāo)進(jìn)行蓄水規(guī)劃。

（2）水庫(kù)蓄水期間要保障下游綜合利用要求，最小下泄流量按500 m3/s考慮，盡可能兼顧景洪水電站穩(wěn)定運(yùn)行，部分時(shí)段受泄流能力限制，糯扎渡水庫(kù)泄流能力達(dá)不到500 m3/s時(shí)，由景洪水庫(kù)動(dòng)用調(diào)節(jié)庫(kù)容補(bǔ)足。

（3）為確保運(yùn)行安全，蓄水期間控制水庫(kù)蓄水速率及蓄水水位滿足相關(guān)限制要求。

（4）水庫(kù)初期蓄水期間，小灣水庫(kù)在滿足自身運(yùn)行要求及電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行要求的前提下按有利于糯扎渡水庫(kù)蓄水的方式運(yùn)行。

（5）蓄水方案要做到技術(shù)可行，并具有可操作性，能滿足不同來(lái)水情況下水庫(kù)的蓄水調(diào)度要求。

4 各階段蓄水方案

4.1 第一階段 （水庫(kù)開(kāi)始蓄水至4號(hào)導(dǎo)流洞下閘）

糯扎渡水庫(kù)4號(hào)導(dǎo)流洞計(jì)劃于2012年2月中旬下閘，為滿足4號(hào)導(dǎo)流洞的安全穩(wěn)定運(yùn)行、下閘水頭要求和1～3號(hào)導(dǎo)流洞堵頭施工安全要求，4號(hào)導(dǎo)流洞出口弧形閘門(mén)下閘時(shí)水庫(kù)水位不應(yīng)超過(guò)672.50 m，進(jìn)口封堵閘門(mén)下閘前水庫(kù)水位不宜超過(guò)680.00 m。根據(jù)此水庫(kù)蓄水水位限制條件，對(duì)第一階段水庫(kù)的蓄水研究成果概述如下：

（1）小灣水庫(kù)運(yùn)行方式。從4號(hào)導(dǎo)流洞的安全穩(wěn)定運(yùn)行和下閘施工要求考慮，結(jié)合糯扎渡水庫(kù)泄流能力分析計(jì)算，4號(hào)導(dǎo)流洞下閘前小灣的下泄流量最大不宜超過(guò)1 000 m3/s；從糯扎渡水庫(kù)能攔蓄的有效水量考慮，水庫(kù)最高有效蓄水位為672.50 m。經(jīng)計(jì)算分析，小灣水庫(kù)按最小下泄流量700 m3/s下泄，糯扎渡水庫(kù)按下游景洪水電站兩臺(tái)機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行流量650 m3/s下泄時(shí)，在4號(hào)導(dǎo)流洞下閘前可蓄至672.50 m；從電網(wǎng)運(yùn)行考慮，至少要保證小灣水電站兩臺(tái)機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行 （700 m3/s左右）。綜合考慮，糯扎渡水庫(kù)4號(hào)導(dǎo)流洞下閘前，小灣水庫(kù)按700 m3/s下泄。

（2）糯扎渡水庫(kù)運(yùn)行方式。經(jīng)分析計(jì)算，小灣水庫(kù)按下泄流量700 m3/s考慮時(shí)，若糯扎渡水庫(kù)全部按下泄流量650 m3/s進(jìn)行控泄蓄水，則P=15%、P=50%來(lái)水情況下水庫(kù)水位會(huì)超680.00 m，不滿足蓄水水位限制要求，若全部按泄流能力泄流，水庫(kù)最高水位均不會(huì)超過(guò)680.00 m，且到4號(hào)導(dǎo)流洞下閘前水庫(kù)水位均可控制至672.50 m以下，滿足水庫(kù)蓄水水位限制要求，但未能充分?jǐn)r蓄水量。

綜上，4號(hào)導(dǎo)流洞下閘前糯扎渡水庫(kù)宜采用敞泄、控泄相協(xié)調(diào)的蓄水方式，即2011年11月～2012年1月宜按泄流能力下泄；2012年2月起，采取下泄流量650 m3/s控泄蓄水的方式，基本可保證在2012年2月中旬蓄水至672.5 m水位附近。

4.2 第二階段 （4號(hào)導(dǎo)流洞下閘起至水庫(kù)蓄水至機(jī)組調(diào)試水位760 m止）

第二階段蓄水過(guò)程，水庫(kù)蓄水主要受 “5號(hào)導(dǎo)流洞下閘前水庫(kù)水位不超過(guò)705.76 m”和 “4月底水庫(kù)水位不超過(guò)732.23 m”的蓄水水位限制。階段蓄水規(guī)劃主要成果如下：

（1）小灣水庫(kù)運(yùn)行方式。第二階段為水庫(kù)初期蓄水期間的主要蓄水階段，小灣水庫(kù)應(yīng)在滿足自身調(diào)度運(yùn)行要求以及糯扎渡水庫(kù)蓄水相關(guān)限制條件的前提下盡可能充蓄糯扎渡水庫(kù)。糯扎渡水庫(kù)為盡可能多地?cái)r蓄水量，按最小下泄流量500 m3/s下泄；為滿足2012年4月初糯扎渡水庫(kù)水位不超過(guò)705.76 m，自2012年2月中旬4號(hào)導(dǎo)流洞下閘至2012年3月底小灣水庫(kù)下泄流量控制在800 m3/s左右為宜。根據(jù)2011年汛末小灣水庫(kù)的實(shí)際蓄水狀態(tài) （最高蓄水位1 218.00 m左右）和上述規(guī)劃運(yùn)行方案，結(jié)合糯扎渡水庫(kù)初期蓄水期間不同來(lái)水情況分析，不同來(lái)水情況下小灣水庫(kù)2012年3月底的消落水位存在較大差異 （但均遠(yuǎn)高于1 180.00 m）。因此，建議2012年4月起，小灣水庫(kù)的下泄流量根據(jù)水庫(kù)的存水狀態(tài)與天然來(lái)水狀態(tài)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以2012年5月底消落至1 180.00 m水位附近較為合適?？紤]到2012年4月底之前糯扎渡水庫(kù)水位不應(yīng)超過(guò)732.23 m，2012年4月份小灣水庫(kù)下泄流量以不超過(guò)1 500 m3/s為宜。

（2）糯扎渡水庫(kù)運(yùn)行方式。第二階段為水庫(kù)初期蓄水期間的主要蓄水階段，水庫(kù)水位從4號(hào)導(dǎo)流洞下閘時(shí)的672.50 m左右蓄至760.00 m，總蓄水量約83.9億m3，占整個(gè)初期蓄水期總蓄水量的80.8%。鑒于2011年汛末小灣水庫(kù)的最高蓄水位僅在1 218.00 m左右，糯扎渡水庫(kù)蓄水期間小灣水庫(kù)的供水量相對(duì)較少，為提高糯扎渡水庫(kù)首臺(tái)機(jī)組如期發(fā)電的保證率，第二階段蓄水中，糯扎渡水庫(kù)按下泄流量500 m3/s控泄蓄水。

4.3 第三階段 （從機(jī)組調(diào)試水位760.00 m蓄至死水位765.00 m）

水庫(kù)蓄水至機(jī)組調(diào)試水位760.00 m后，糯扎渡電站首臺(tái)機(jī)組開(kāi)始充水調(diào)試，初步安排機(jī)組調(diào)試時(shí)間為40 d，為滿足糯扎渡首臺(tái)機(jī)組調(diào)試結(jié)束后投產(chǎn)發(fā)電的需求，機(jī)組調(diào)試期間水庫(kù)應(yīng)蓄水至死水位765.00 m。按機(jī)組調(diào)試時(shí)間40 d內(nèi)糯扎渡水庫(kù)從水位760.00 m蓄至765.00 m計(jì)，總蓄水量約8.6億m3，日均蓄水流量249 m3/s。本階段蓄水在汛期，結(jié)合汛期天然來(lái)水情況以及小灣水電站的正常運(yùn)行情況，汛期小灣水庫(kù)的下泄流量一般在1 000 m3/s以上，完全能滿足下游糯扎渡水庫(kù)的蓄水需求。因此，水庫(kù)初期蓄水第三階段，小灣水庫(kù)考慮正常運(yùn)行，糯扎渡水庫(kù)按日均蓄水流量249 m3/s均勻蓄水。

根據(jù)蓄水規(guī)劃方案，按機(jī)組調(diào)試時(shí)間40 d考慮，在P=15%的豐水情況下，糯扎渡水庫(kù)才可實(shí)現(xiàn)首臺(tái)機(jī)組2012年7月底如期發(fā)電目標(biāo)。

5 結(jié) 語(yǔ)

糯扎渡水庫(kù)蓄水歷時(shí)長(zhǎng)，涉及面廣，本文重點(diǎn)介紹了工程蓄水方案研究中考慮的各方面因素、蓄水規(guī)劃的原則和思路，從梯級(jí)水電站上、下游協(xié)調(diào)運(yùn)行的角度對(duì)糯扎渡水庫(kù)初期蓄水期間糯扎渡、小灣水庫(kù)的運(yùn)行方式展開(kāi)了研究，并提出推薦規(guī)劃蓄水方案。水庫(kù)初期蓄水規(guī)劃方案考慮的因素較為全面，可操作性較強(qiáng)，能較好的用于實(shí)際蓄水。其研究思路和方法對(duì)國(guó)內(nèi)大中型河流上類似工程具有一定的借鑒意義。