羊八井地?zé)犭娬九潘疅崂矛F(xiàn)狀及改進(jìn)措施研究

張艷　楊瓊芬

摘要通過對羊八井地?zé)犭娬镜奈菜欧帕窟M(jìn)行計(jì)算及分析，提出了羊八井地?zé)犭娬粳F(xiàn)存的不合理排水問題，并針對該問題制定了合理的尾水排放方案。

關(guān)鍵詞羊八井地?zé)犭娬?；排水；熱影響；措?/p>

中圖分類號S215；X57文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2014）09-02717-02

作者簡介張艷（1989-），女，貴州興仁人，碩士研究生，研究方向：水環(huán)境資源開發(fā)利用與保護(hù)。

我國地?zé)豳Y源儲量豐富，據(jù)初步估算，地表以下2 000 m范圍內(nèi)儲存的地?zé)崮芟喈?dāng)于2 500億t標(biāo)準(zhǔn)煤的熱量，其中在現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件下能被開采利用的量約為33億t標(biāo)準(zhǔn)煤的熱量。地?zé)豳Y源作為一種環(huán)境友好型的“清潔能源”，其本身的開發(fā)利用并不會產(chǎn)生污染物。若能合理地開發(fā)利用，對增加能源供應(yīng)、改善能源結(jié)構(gòu)、保障能源安全等方面具有重要意義。但若不注重開發(fā)過程中的環(huán)境問題，必將造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境問題，最終得不償失。目前，各地的地?zé)豳Y源開發(fā)利用取得了一定的進(jìn)展，但總體來說開發(fā)利用率仍較低，全國地?zé)豳Y源總開采量還未達(dá)可利用總量的1‰，因此，我國的地?zé)豳Y源還具有廣闊的開發(fā)利用前景。2006年開始實(shí)施的《中華人民共和國可再生能源法》，把地?zé)岬瓤稍偕茉吹拈_發(fā)利用作為能源發(fā)展的優(yōu)先領(lǐng)域。2007年6月國務(wù)院常務(wù)會議審議并原則通過的“可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃”提出，到2020年，地?zé)崮苣昀昧恳?guī)劃達(dá)到1 200萬t標(biāo)準(zhǔn)煤[1]。

因回灌技術(shù)的復(fù)雜性以及受地質(zhì)條件影響較大等原因，目前大部分地?zé)崂庙?xiàng)目中，尾水回灌率仍較低，大量未能回灌的尾水被直接排入周邊地表水體。但是我國地?zé)豳Y源的開發(fā)利用方式仍相對單一，當(dāng)熱能利用后，棄水溫度仍較高，這些含有高熱量的尾水進(jìn)入水體后將導(dǎo)致水體溫度升高，進(jìn)而對水體功能及生存于其中的水生生物造成影響。因此，地?zé)豳Y源開發(fā)利用項(xiàng)目中，尾水直接排放對水體造成的影響不容忽視。

1地?zé)犭娬九潘a(chǎn)生的熱影響

地?zé)犭娬九湃牒恿鞯乃w溫度較高，會產(chǎn)生一系列的熱影響，主要包括以下三個方面。其一，排水進(jìn)入受納水體后，使受納水體溫度升高，進(jìn)而從降低水體溶解氧含量和加速水體富營養(yǎng)化兩方面導(dǎo)致受納水體水質(zhì)變差。其二，基于溫度對水生生物的生態(tài)作用，排水使受納水體溫度升高，進(jìn)而對水生生物種群組成、生物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)三方面產(chǎn)生影響。其三，其他方面影響主要包括使河面蒸發(fā)量增大，河流失水嚴(yán)重；使河岸帶灘地生物多樣性降低、植被退化；抬高河床，阻塞河道，增加洪水發(fā)生概率；加重水體中重金屬及有毒物質(zhì)的毒性；引起致病微生物孳生與繁殖等。

2羊八井地?zé)犭娬靖艣r及尾水外排狀況

2.1羊八井地?zé)犭娬靖艣r西藏自治區(qū)位于中國西南邊陲，是素有世界屋脊和地球第三極之稱的青藏高原的主體。高原特殊的大地構(gòu)造環(huán)境下形成的地?zé)豳Y源分布廣泛、種類繁多、成因獨(dú)特，具有巨大的資源開發(fā)利用潛力[2]。

羊八井地?zé)犭娬疚挥谖鞑刈灾螀^(qū)當(dāng)雄縣羊八井鎮(zhèn)，是我國興建的第一座同時也是目前國內(nèi)最大的地?zé)犭娬?，該電站的建設(shè)為西藏地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會穩(wěn)定發(fā)揮了非常重要的作用。但由于種種原因，羊八井地?zé)犭娬疚菜毓嗦誓壳叭暂^低，每天有超過50%的地?zé)嵛菜恢苯优湃氩夭记?。羊八井地?zé)犭娬驹诎l(fā)電過程中產(chǎn)生的大量尾水，溫度較高，平均達(dá)73 ℃。據(jù)估算，羊八井地?zé)犭娬疚菜欧?，每秒?nèi)約有數(shù)千萬焦耳的熱量進(jìn)入水體，這必將使藏布曲（堆龍河）一定區(qū)域內(nèi)水溫升高，水質(zhì)變差，使水生生物的生存受到影響。

2.2羊八井地?zé)犭娬疚菜馀帕吭撗芯渴占?004～2006年羊八井地?zé)犭娬镜闹鹪掳l(fā)電量資料，這3年是羊八井電站運(yùn)行以來連續(xù)發(fā)電量較高的3年，具有較好的代表性。對這3年的數(shù)據(jù)求平均值，可以用于反映羊八井地?zé)犭娬菊０l(fā)電期間的基本運(yùn)行狀況及規(guī)律，并據(jù)此計(jì)算正常運(yùn)行條件下，羊八井電站的逐月平均尾水產(chǎn)生量和外排量。2004～2006年羊八井地?zé)犭娬景l(fā)電機(jī)組逐月發(fā)電量統(tǒng)計(jì)情況見圖1。

2.3羊八井地?zé)犭娬九潘疇顩r分析羊八井地?zé)犭娬灸壳芭潘康拇笮≈饕Q于發(fā)電量的大小，每年的11月～翌年5月，羊八井電站發(fā)電量較大，隨之產(chǎn)生的尾水較多，排水量也較大，而這期間藏布曲的來水量卻較小，電站排水導(dǎo)致受納水體溫度升高量較大；相反，每年的6月～10月，羊八井電站發(fā)電量相對較低，排水量較小，這期間藏布曲的來水量卻較大，電站排水導(dǎo)致受納水體溫度升高量較小，對水體產(chǎn)生的影響不大。

在6月～10月期間，因來水量較大，受納水體可接納相對大量的排水，而不會產(chǎn)生明顯升溫。然而，羊八井地?zé)犭娬灸壳暗呐潘绞經(jīng)]有很好地利用這一資源條件，相反地在每年的11月～翌年5月期間來水量較小時，電站卻排放比6月～10月期間更多的尾水，從而使藏布曲水溫升高幅度較大，對受納水體造成一系列不利影響。

3羊八井地?zé)犭娬九潘卫矸桨?/p>

羊八井地?zé)犭娬灸壳暗呐潘桨甘古潘颗c受納水體來水量之間形成“峰谷相對”的矛盾局面。為解決這一矛盾，該研究提出通過貯存池暫存，實(shí)施“枯蓄豐排”的排水方案。

《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中規(guī)定，人為造成的環(huán)境水溫變化應(yīng)限制在，周平均最大升溫≤1 ℃，周平均最大降溫≤2 ℃[3]。而實(shí)際情況中大多數(shù)溫排放在排放口及其附近一定區(qū)域造成的水體溫升都超過上述規(guī)定的限值，此外，該標(biāo)準(zhǔn)中沒有對排放口混合區(qū)的幾何尺度進(jìn)行說明和限定，缺乏實(shí)用性。該研究結(jié)合羊八井地?zé)犭娬舅巺^(qū)域的實(shí)際情況，以及經(jīng)濟(jì)合理性與技術(shù)可行性的考慮，計(jì)算最大升溫為5 ℃條件下的各月最大允許排水量，來水條件考慮設(shè)計(jì)頻率P=50%、P=75%、P=90%時的流量過程。