下壩水電站正常蓄水位的經(jīng)濟(jì)技術(shù)綜合比較與選擇

蔡 忠

(貴州遵義水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，貴州 遵義 563000)

下壩水電站正常蓄水位的經(jīng)濟(jì)技術(shù)綜合比較與選擇

蔡 忠

(貴州遵義水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，貴州 遵義 563000)

下壩水電站位于貴陽市烏當(dāng)區(qū)下壩鄉(xiāng)境內(nèi)，地處烏江水系一級(jí)支流的清水河干流中下游，是清水河水電梯級(jí)開發(fā)的第一級(jí)。由于原規(guī)劃下壩水電站的正常水位980m，庫區(qū)淹沒農(nóng)田12.3hm2、旱地7.3hm2、防護(hù)林40hm2，同時(shí)涉及房屋搬遷，庫區(qū)內(nèi)部分公路、橋梁需改線，工程實(shí)施難度大。為了從充分開發(fā)水資源和保護(hù)耕地資源，加之特殊的地理位置和淹沒的耕地大多為基本農(nóng)田，耕地更顯寶貴，而且《清水河干流水電規(guī)劃報(bào)告》完成于20世紀(jì)90年代初，因此從保護(hù)耕地資源的角度出發(fā)進(jìn)一步對(duì)其電站正常蓄水位進(jìn)行論證是非常必要的。結(jié)合下壩水電站原水電開發(fā)規(guī)劃確定的正常蓄水位為980m。為此，下壩水電站不同設(shè)計(jì)水位耕地受淹、水文地質(zhì)條件、環(huán)境等因素影響，擬定了970m、972m、976m、980m和982m 5種正常蓄水位規(guī)模進(jìn)行綜合比較。

水電梯級(jí)開發(fā)；下壩水電站；正常蓄水位；水資源；耕地資源

1 工程概況

下壩水電站工程位于貴陽市烏當(dāng)區(qū)下壩鄉(xiāng)境內(nèi)，地處烏江水系一級(jí)支流的清水河干流中下游，廠、壩址位于清水河支流下莊河及壩碾河之間的河段上，距烏當(dāng)區(qū)新添寨約20km，有132縣道從左岸通過，交通方便。該水電站為壩后式，主要任務(wù)是發(fā)電。

清水河發(fā)源于貴州省平壩縣境內(nèi)的白泥田，干流全長217.3km，總落差800m，水力理論蘊(yùn)藏量及可開發(fā)量分別達(dá)32.75萬 kW及20.79萬 kW。下壩水電站壩址以上流域面積1556km2，多年平均徑流量26.5m3/s(考慮貴陽市用水影響后)，多年平均年徑流量8.36億 m3。

由于原規(guī)劃正常水位980m方案淹沒耕地達(dá)19.67hm2，且大多為基本農(nóng)田，工程建設(shè)審批和實(shí)施的難度較大。本著合理利用水、土資源原則選擇水庫下壩水電站的正常蓄水位，以利工程建設(shè)和促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

2 下壩水電站正常蓄水位的比較

下壩水電站正常蓄水位受淹沒、水文地質(zhì)條件、環(huán)境等因素影響，經(jīng)擬定了970m、972m、976m、980m、982m 5種正常蓄水位規(guī)模分別從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了綜合比較：

2.1 在梯級(jí)銜接方面

下壩水電站為清水河干流水電梯級(jí)開發(fā)的第一級(jí)電站，不存在與上游梯級(jí)水位銜接問題，在《關(guān)于清水河干流水電規(guī)劃報(bào)告的批復(fù)》確定下壩水電站正常蓄水位為980m，但因該電站位于貴陽市郊區(qū)，所處地理位置較特殊，水庫淹沒大，且多為基本農(nóng)田，加之“清水河干流水電規(guī)劃”是在20世紀(jì)初完成的，庫區(qū)淹沒的很多因子發(fā)生了變化，因此原規(guī)劃的正常蓄水位980m是否恰當(dāng)是值得研究的。從充分開發(fā)開發(fā)水資源角度看，高水位方案較優(yōu)；而從保護(hù)耕地資源考慮，低水位方案較為有利[1]。

2.2 成庫條件方面

由于左岸庫首沖溝切割，溝內(nèi)中部有T1a1灰?guī)r強(qiáng)巖溶層分布，其地下水位約967m，成壩后庫水沿沖溝向下游滲漏的可能性大，水位越高處理工程量越大，工程風(fēng)險(xiǎn)也較大。因此從成庫條件方面分析，正常蓄水位越低越有利。

2.3 電能指標(biāo)方面

隨著正常蓄水位的提高，興利庫容雖從122萬 m3增加到270萬 m3，但都只有日調(diào)節(jié)性能，對(duì)下游各梯級(jí)水電站的電能指標(biāo)都無影響。

本電站電量隨正常蓄水位提高而遞增，且與水頭成正比關(guān)系，正常蓄水位每提高1m、約增加電量160～190萬 kW·h，因此從充分利用水能資源的角度出發(fā)，正常蓄水位越高越好[2]。

各正常蓄水位電能指標(biāo)比較見表1。

表1 各正常蓄水位電能指標(biāo)比較表

2.4 樞紐布置方面

各方案總體布置基本相同，均為大壩+壩頂泄洪+左岸發(fā)電引水系統(tǒng)(含壓力鋼管)+左岸發(fā)電廠房。不同之處是980m和982m壩型為雙曲拱壩，采用挑流消能，閘門較小(3孔9×10m)；而970m、972m和976m壩型為重力拱壩，采用底流消能，閘門較大(3孔9×13m)。水位越高，庫首左岸防滲處理和左岸壩肩重力墩工程量及難度越大[3-4]。

2.5 淹沒指標(biāo)方面

淹沒指標(biāo)隨正常蓄水位的提高呈遞增趨勢(shì)，其中正常蓄水位超過972m將淹沒下大山大橋(單跨拱橋，橋面高程975m、跨肋底高程973.8m、正常蓄水位972m時(shí)50a一遇洪水回水位972.60m)，正常蓄水位超過976m將影響定扒村人飲工程水源。

淹沒耕地拐點(diǎn)雖然出現(xiàn)在980～982m，但庫區(qū)972m以上的耕地大多為基本農(nóng)田，辦理征地手續(xù)的難度非常大，因此從保護(hù)基本農(nóng)田的角度考慮，正常蓄水位以≤972m為宜。

各正常蓄水位主淹沒指標(biāo)比較見表2。

2.6 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)方面

除正常蓄水位970m單位電能投資稍高外，972m 、976m、980m、982m單位電能投資相近，且各方案在現(xiàn)行上網(wǎng)電價(jià)下財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)指標(biāo)均行，因此從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)方面分析，正常蓄水位≥972m。

各正常蓄水位經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較見表3。

表2 各正常蓄水位主要淹沒指標(biāo)比較表

表3 各正常蓄水位經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較表

3 下壩水電站正常蓄水位的選擇

由于庫區(qū)972m以上分布的耕地主要是基本農(nóng)田，耕地征用手續(xù)難以辦理，而且還需改建下大山公路橋及部分公路(縣道)，加之水位超過972m左岸存在鄰谷滲漏的可能性大，因此正常蓄水位高于972m項(xiàng)目實(shí)施的可能性極小，可操作性差[5]。

正常蓄水位電能投資972m、 976m、980m和982m方案，且在現(xiàn)行上網(wǎng)電價(jià)下財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)指標(biāo)可行，但972m方案淹沒耕地較少、不淹下大山公路橋、無房屋搬遷，基本無鄰谷滲漏之憂，可操作性強(qiáng)，風(fēng)險(xiǎn)性小。

因此從保護(hù)基本農(nóng)田、可操作性和抗風(fēng)險(xiǎn)能力強(qiáng)及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)可行等方面考慮，建議下壩水電站水庫正常蓄水位為972m，正常蓄水位庫容929萬 m3，死水位970m，死庫容792萬 m3，興利庫容137萬 m3，裝機(jī)容量2×10mW，多年平均發(fā)電量6140萬 kW·h，年利用小時(shí)3070h，估算工程總投資10464.60萬元，單位千瓦投資5232元/kW，單位電能投資1.70元/kW·h。

4 結(jié) 語

下壩水電站規(guī)劃的正常蓄水位為980m，但存在淹沒基本農(nóng)田和專項(xiàng)設(shè)施較多、成庫條件差等問題，工程實(shí)施的難度大。

下壩水電站正常蓄水位為972m時(shí)，淹沒的耕地和專項(xiàng)設(shè)施較少，成庫條件較好，而且經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)合理，可操作性強(qiáng)，風(fēng)險(xiǎn)較小，因此建議下壩水電站正常蓄水位為972m，正常蓄水位庫容929萬 m3，死水位970m，死庫容792萬 m3，興利庫容137萬 m3，裝機(jī)容量2×10mW，多年平均發(fā)電量6140萬 kW·h，利用小時(shí)3070h/a。

該方案淹沒僅耕地6.98hm2(田3.5hm2、土3.48hm2)，且不淹下大山公路橋，無房屋搬遷。估算工程總投資10464.60萬元，單位千瓦投資5232元/kW，單位電能投資1.70元/kW·h。

[1]袁曉宇.多層次模糊優(yōu)選方法在水庫正常蓄水位選擇中的應(yīng)用[D].南京：河海大學(xué)，2006.

[2]覃新聞.阿爾塔什水庫特征水位優(yōu)選及效益分析論證研究[D].西安：西安理工大學(xué)，2007.

[3]歐陽啟麟，龐瑞生.飛來峽水利樞紐正常蓄水位選擇及電站建設(shè)規(guī)模[J].人民珠江，1994(S1)：43-45.

[4]劉友春，閆芳階，喬立峰.提高南四湖上級(jí)湖正常蓄水位的可行性研究[J].中國農(nóng)村水利水電，2011(06)：11-13.

[5]董亮，伍尚鎰.平湖水庫正常蓄水位的選擇[J].人民珠江，2003(S1):31-33.

TechnicalandEconomicComparisonandSelectionofNormalWaterLevelforXiabaHydropowerStation

CAI Zhong

(Guizhou Zunyi Water Conservancy & Hydropower Investigation and Design Institute，Zunyi 563000，China)

Xiaba Hydropower Station is located in Xiaba Town，Wudang District，Guiyang City，and at the middle and lower reaches of Qingshuijiang River mainstream which is a tributary of the Wujiang River and the first hydropower station of Wujiang River hydropower cascade development.According to the original planning the normal water level of the hydropower station is 980m，will flood 12.3ha farmland，7.3ha dry land and 40ha protective forest，and the project will result in housing relocation，reservoir road and bridge need to be rebuilt，project implementation is difficult.In order to fully develop the cultivated land resources and protection of water resources，flood less basic farmland and Qingshuihe River Mainstream Hydropower Planning was compiled at the beginning of 90’s last century，land resources becomes more precious.Therefore it is necessary to demonstrate the normal water level again so as to protect farmland.Taking consideration of 980m original normal water level for Xiaba Hydropower Station in the hydropower development planning，970m、972m、976m、980m、982m five normal water level scale are comprehensively compared to demonstrate the flooded farmland，hydrogeological conditions，environmental impact and other related factors.

hydropower cascade development；Xiaba Hydropower Station；normal water level；water resources；farmland resources

1007-7596(2014)01-0036-03

2013-09-26

蔡忠(1968-)，男，上海人，工程師，從事工程經(jīng)濟(jì)、監(jiān)理工作。

TV697.1

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