新疆克孜爾水庫興利調度問題探析

黃允江

（新疆新華水電投資股份有限公司克孜爾電廠，新疆拜城842000）

新疆克孜爾水庫興利調度問題探析

黃允江

（新疆新華水電投資股份有限公司克孜爾電廠，新疆拜城842000）

本文分析了新疆克孜爾水庫興利調度存在的問題，并提出水庫實施汛限水位動態(tài)控制和渭干河流域上、下游水庫實施聯(lián)合調度的對策，為克孜爾水庫優(yōu)化興利調度提供依據(jù)。

克孜爾水庫；興利調度；對策

1 工程概況

克孜爾水庫是渭干河流域上已建最大的控制性水利樞紐工程，是以灌溉、防洪為主，兼顧發(fā)電的綜合性利用水庫。水庫壩址位于渭干河干流木扎提河與支流黑孜河匯合口以下約500m處，水庫控制集水面積16637km2。水庫正常蓄水位1149.6m，相應庫容6.04億m3。水庫控制下游庫車、沙雅、新和三縣灌區(qū)，設計灌溉面積為320萬畝，工程為一等大（1）型工程，主要建筑物為1級，整個樞紐由主壩、副壩、溢洪道、泄洪排沙涵洞與發(fā)電站組成。電站裝機4×6.5MW，保證出力6.4MW，多年平均年發(fā)電量1.34億kWh。

2 水庫調度存在的主要問題

克孜爾水庫雖然在渭干河流域興利、防洪減災方面發(fā)揮了巨大社會及經(jīng)濟效益，但水庫調度也存在一些問題與不足。

（1）水庫泥沙淤積加速，水庫調蓄能力受到嚴重影響。

目前克孜爾水庫正常蓄水位1149.6m以下庫容已經(jīng)淤積了2.50×108m3，剩余庫容3.57×108m3，庫容損失率為41.0%。對比汛限水位1142m以下庫容的泥沙淤積，初設時庫容為3.19×108m3，而2010年12月實測為1.016×108m3，庫容損失2.174×108m3，泥沙淤積對水庫的興利影響較大，導致水庫調蓄能力受到嚴重影響。

（2）水庫減淤排沙與供水、發(fā)電矛盾日益突出。

為解決克孜爾水庫日趨嚴重的泥沙淤積問題，克孜爾水庫調水調沙運用在蓄清排渾的原則下，汛期水庫采用“借助人工輔助排沙工程、降低庫水位”的運用方式。但從近幾年水庫低水位渾水排沙運用的效果來看，該排沙措施受水庫運用水位的影響。如果放棄汛期興利發(fā)電，汛期排沙效益會更大，這就存在發(fā)電效益與排沙效益兩者之間的矛盾。水庫每年5月下旬至6月上旬需調蓄渭干河灌區(qū)小麥二水、棉花一水灌溉用水（該時段水庫調蓄水量為1.1億m3），勢必抬高水庫前汛期庫水位，庫水位從1138.0m提高到1144.0m，并且該時段水庫平均排沙比僅為1.32%，從而影響水庫前汛期的排沙效果。

（3）渭干河流域下游躍進水庫、五一水庫等平原反調節(jié)水庫年利用水平低，上游克孜爾水庫與下游平原反調節(jié)水庫聯(lián)合調度難度大。

渭干河流域下游平原反調節(jié)水庫（躍進水庫、五一水庫）一年僅調蓄一次，即水庫冬季蓄水春季供水，1月蓄滿，2月～3月供水。且平原水庫滲漏損失嚴重，年利用水平低；同時，由于缺乏有效統(tǒng)一協(xié)調機制，在實際調度過程中，渭干河流域上游克孜爾水庫與下游平原反調節(jié)水庫躍進水庫、五一水庫聯(lián)合調度難度大，致使渭水干河流域內水庫工程的整體蓄水能力發(fā)揮不充分，作用不明顯。

3 提高水庫興利效益的建議與對策

3.1 提高發(fā)電效益的措施

（1）對克孜爾水庫而言，可根據(jù)渭干河流域的氣候特點，分汛期、非汛期兩個階段進行優(yōu)化調度。

（2）枯水期的優(yōu)化調度:由于渭干河枯水期（9月～翌年5月）來水量相對缺乏，在條件允許的情況下，將水位控制在1135.0m（死水位）以上運行。

（3）汛期電站盡量不棄水，將水位控制在正常蓄水位（1149.6m）運行。

3.2 水庫電站運行方案

（1）按時段初水庫水位確定時段平均發(fā)電出力。

（2）水庫在6月10日至6月20日水庫沖沙水位1139m，6月21日至6月30日水庫沖沙水位1135m，7月1日至7月10日水庫沖沙水位1139m。

（3）在7月至8月，水庫水位不高于汛期限制水位1145.75m運行，發(fā)電服從防洪。從8月開始，克孜爾水庫可視來水情況和防洪要求，適時將汛期運用水位從1145.75m蓄至1147.0m。

（4）9月中旬開始從1147.0m起蓄水，至10月下旬蓄至正常蓄水位1149.6m，見圖1。

圖1 新疆克孜爾水庫興利調度圖

3.3 動態(tài)水位控制科學攔蓄提高水庫的調蓄能力

近幾年來，克孜爾水庫在總結2002年“7.23”超百年一遇洪水、2010年“7.29”百年一遇洪水實際調度成果的基礎上，對克孜爾水庫的調度方案進行了優(yōu)化調整，取得了明顯的調度效益，如克孜爾水庫通過實施汛限水位動態(tài)控制?？俗螤査畮鞂⒀雌诜譃榍把础⒅餮?、后汛三個時期，采用不同汛限水位運行，使前、后汛期水位得到提高。前汛期水位由1142m上升至1144m，增蓄了部分前汛期的洪水資源，后汛期水位同樣抬升至1144m，又攔蓄汛末雨洪資源，汛期洪水資源的浪費減少，減少汛期棄水量。根據(jù)統(tǒng)計:水庫汛限水位從1142.0m抬高到1144.0m，水庫蓄滿率提高了20%以上?？俗螤査畮熳?010年開始實施動態(tài)控制以來，累計多蓄水3.82億m3，增加發(fā)電量近3064kWh；汛期利用低水位有利時機，進行異重流排沙，增加排沙量185.6×104t。通過對克孜爾水庫汛期分期控制水位進行適當調整，在確保防洪安全的前提下，統(tǒng)籌水庫汛末蓄水要求。

3.4 渭干河流域上、下游水庫實施聯(lián)合調度

（1）聯(lián)合調度的時機選擇

考慮平原水庫滲漏損失等影響因素，為提高春季有限水資源的利用率，聯(lián)合調度的時機宜選擇每年5月下旬至6月上旬（渭干河灌區(qū)小麥二水、棉花一水）灌溉調蓄階段，由上游的克孜爾水庫和下游的兩座平原反調節(jié)水庫（躍進水庫和五一水庫）進行聯(lián)合調蓄渭干河這一時段的水量。

（2）聯(lián)合調度的預案

由于渭干河自6月份開始進入汛期，因此克孜爾水庫必須承擔渭干河主要的調洪任務，汛前克孜爾水庫應該遵循“空庫迎洪”的安全度汛設計原則，即盡可能把庫水位降低至死水位1135.0m左右。相反，下游躍進水庫、五一水庫無防洪任務，在保證下游平原水庫工程安全的前提下，盡可能達到正常設計蓄水位。因此，躍進水庫設計正常蓄水庫容為5800萬m3，此階段宜調蓄水量4500萬m3；五一水庫設計正常蓄水庫容為3900萬m3，此階段宜調蓄水量3000萬m3，下游兩座平原水庫此階段合計調蓄水量為7500萬m3。上游克孜爾水庫調蓄渭干河此階段剩余的3800萬m3左右的全部水量，相應庫水位控制在1135.0～1138.0m高程之間。

由于實施渭干河流域上下游水庫聯(lián)合調蓄后，克孜爾水庫低水位排沙運行時間可延長至25d左右，按2014年水庫實測出庫平均含沙量15kg/m3測算，汛期排沙量有望達到400萬t以上，克孜爾水庫低水位排沙效果將十分顯著。

［1］新疆渭干河克孜爾水庫設計報告［R］.烏魯木齊:新疆水利水電勘測設計研究院，1995.

［2］吳素芬，李杰.新疆克孜爾水庫除險加固工程水文分析計算［R］.烏魯木齊:新疆水利水電勘測設計研究院，2008.

［3］夏新利.新疆克孜爾水庫汛限水位動態(tài)控制實踐與效益分析［J］.水利科技與經(jīng)濟，2012（05）.

［4］周惠成，王本德，王國利.水庫汛限水位動態(tài)控制方法研究［M］.大連理工大學出版社，2006（06）.

［5］趙艷濤.新疆克孜爾水庫抗旱對策與措施分析［J］.水利科技與經(jīng)濟，2014（06）.

TV21

A

1672-2469（2015）10-0039-02

10.3969/j.issn.1672-2469.2015.10.12

黃允江（1968年—），男，經(jīng)濟師。