精河山區(qū)河段水電最優(yōu)開發(fā)方式研究

【摘要】本文針對精河山區(qū)河段的河流自然特性，考慮規(guī)劃工作、地形地質(zhì)、環(huán)境影響等重大控制性因素，擬定了三組水電開發(fā)方式，通過地質(zhì)條件、水能資源利用、水工布置、工程施工、運(yùn)行管理、移民占地、經(jīng)濟(jì)效益等指標(biāo)比選，確定合并引水開發(fā)方式是精河山區(qū)河段最合理、經(jīng)濟(jì)的水電開發(fā)方式。

【關(guān)鍵詞】精河山區(qū)河段；本河流開發(fā)方式；跨河流調(diào)水；合并引水

引言

精河位于新疆西部，為較典型的內(nèi)陸河流。精河上游由冬吐勁河與烏吐勁河兩大支流組成，發(fā)源于天山山脈的婆羅科努山北坡。烏吐勁河長57.4km，多年平均徑流量2.531億m3，冬吐勁河長72.3km，多年平均徑流量2.181億m3，兩支流在天吉匯合后稱為精河，精河自出山口由南向北最終注入艾比湖，河流全長138.4km。兩河匯合口以上為精河上游河段，即精河山區(qū)河段；兩河匯合口以下為精河中下游河段。

受新疆水電的低電價(jià)影響，精河山區(qū)河段水電開發(fā)的經(jīng)濟(jì)性尤為重要，開發(fā)方式的選擇在水電開發(fā)的經(jīng)濟(jì)性占有重要地位。

1、水能資源

精河山區(qū)河段水能理論蘊(yùn)藏量230.85MW，其中精河出山口至冬吐勁和烏吐勁河匯合口水能理論蘊(yùn)藏量16.2MW，占河道理論總蘊(yùn)藏量的7.0%；烏吐勁河水能理論蘊(yùn)藏量123.28MW，占河道理論總蘊(yùn)藏量的53.4%；冬吐勁河水能理論蘊(yùn)藏量91.38MW，占河道水能理論總蘊(yùn)藏量的39.6%。

2、重要控制性因素

2.1 規(guī)劃工作控制性因素。ABH生態(tài)保護(hù)工程為跨流域調(diào)水工程，工程從伊犁喀什河調(diào)水至精河支流冬吐勁河，調(diào)入點(diǎn)高程1199m，并在高程1199m以下布置了相應(yīng)梯級為精河一級和精河二級水電站。因此，在支流冬吐勁河的水電開發(fā)應(yīng)不影響ABH生態(tài)保護(hù)工程，布置在1199m以上河段。

2.2 地形地質(zhì)控制性因素。支流冬吐勁河在高程1760m～1650m河段，河谷內(nèi)分布一堰塞體，為早期左岸山體滑坡所致，堆積物主要為碎塊石，該堰塞體位置河床縱坡較大，河床縱坡約200‰，對建筑物布置影響不利。因此水電開發(fā)布置應(yīng)避開堰塞體。

2.3 環(huán)境影響控制性因素。水電開發(fā)應(yīng)維護(hù)河流形態(tài)的河道生態(tài)基流要求。按照現(xiàn)行國家相關(guān)環(huán)保要求，要求多水期5～10月應(yīng)不低于閘址斷面多年平均流量的20%；少水期11月～次年4月應(yīng)不低于閘址斷面多年平均流量的10%。

3、開發(fā)方案擬定原則

精河山區(qū)河段兩岸山體聳立，河道縱坡較大，水能資源集中，村城鎮(zhèn)、公路及灌區(qū)均分布在精河出山口以下，對山區(qū)河段水能資源的開發(fā)制約性較小。針對河流的自然特點(diǎn)，擬定水電開發(fā)原則如下：服從ABH生態(tài)保護(hù)工程總體布局和水資源配置的原則，即流域內(nèi)的水能開發(fā)以不影響ABH生態(tài)保護(hù)工程總體布局和功能效益發(fā)揮的原則；梯級布置時(shí)應(yīng)充分利用河道落差，合理、經(jīng)濟(jì)的開發(fā)河流的水能資源；梯級布置應(yīng)盡量減少淹沒損失及工程占地；便于工程建設(shè)與管理的原則。

4、開發(fā)方案擬定

精河山區(qū)河段水電開發(fā)共擬定三組開發(fā)方式，分別是本河流開發(fā)方式、跨河流調(diào)水開發(fā)方式和合并引水開發(fā)方式。方案如下：

4.1 方案一：本河流開發(fā)方案。烏吐勁河：右岸三級開發(fā)方案。梯級組成為：克屯那木（引水式）+罕爾那木（引水式）+江格爾（引水式）。冬吐勁河：右岸一級開發(fā)方案。梯級組成為：查干莫頓（引水式）。

4.2 方案二：跨河流調(diào)水方案。本方案從烏吐勁河調(diào)水至冬吐勁河，兩河同一位置的天然落差有10m。調(diào)出點(diǎn)位于烏吐勁河支流艾姆勁匯入口處，引水水位1660m；調(diào)入點(diǎn)為冬吐勁河的右岸，高程為1650m。烏吐勁河（修建調(diào)水?dāng)r河閘）。本方案在烏吐勁河支流艾姆勁匯入口1660m處修建攔河閘，通過調(diào)水隧洞調(diào)水至冬吐勁河，調(diào)水設(shè)計(jì)流量15m3/s。

冬吐勁河：二級開發(fā)方案。梯級組成為：庫熱（引水式）+查干莫頓（引水式）。本方案為跨河流調(diào)水開發(fā)方案，從烏吐勁河向冬吐勁河調(diào)水，本方案實(shí)施后，將增加下游精河一級水電站、精河二級水電站發(fā)電引水流量，可提高其電能指標(biāo)。

4.3 方案三：合并引水方案。本方案分別在冬吐勁河和烏吐勁河上修建攔河閘，分別引水至克屯那木一級水電站的電站廠房，克屯那木二級水電站接克屯那木一級水電站尾水。梯級組成為：克屯那木一級（引水式）+克屯那木二級（引水式）。

5、開發(fā)方案選擇

開發(fā)方案選擇主要從工程地形地質(zhì)條件、水能資源利用、工程布置、工程施工、運(yùn)行管理、淹沒損失及工程占地、生態(tài)環(huán)境影響、經(jīng)濟(jì)效益等綜合確定。

從指標(biāo)和水能資源利用分析，本河流開發(fā)方案梯級指標(biāo)為總裝機(jī)容量207MW，總多年平均年發(fā)電量5.75億kW·h；跨河流調(diào)水方案總裝機(jī)容量124MW，總多年平均年發(fā)電量為3.99億kW·h，合并引水方案總裝機(jī)容量155MW，總多年平均年發(fā)電量為4.43億kW·h。從能量指標(biāo)上分析，本河流開發(fā)方案較優(yōu)。

從地形地質(zhì)條件適應(yīng)性分析，三個(gè)方案梯級閘址區(qū)均無大的斷裂構(gòu)造發(fā)育，無大的泥石流、滑坡發(fā)育，均具備建閘條件，地質(zhì)條件相當(dāng)，均可布置梯級水工建筑物。

從建設(shè)征地和移民安置難度分析，本河流開發(fā)方案規(guī)劃的攔河閘4座，較其他方案多，合并引水方案布置兩級，建設(shè)征地實(shí)物指標(biāo)數(shù)量較少，方案較優(yōu)。

從水工布置及工程施工分析，跨河流調(diào)水方案和合并引水方案水工建筑物較少，優(yōu)于本河流開發(fā)方案，而跨河流調(diào)水方案中輸水隧洞相比合并引水開發(fā)方案較長，施工難度大，因此，跨河流調(diào)水方案較優(yōu)。

從運(yùn)行管理分析，跨河流調(diào)水方案和合并引水開發(fā)方案因電站級數(shù)少，管理人員較少，管理費(fèi)用相對較小，優(yōu)于本河流開發(fā)方案。

從工程投資及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析，跨河流調(diào)水方案投資為17.19億元，單位電度投資3.00元/kW·h；跨河流調(diào)水方案投資為9.34億元，單位電度投資2.34元/kW·h；合并引水方案投資為9.87億元，單位電度投資2.23元/kW·h，三個(gè)方案中，合并引水方案單位電度投資最低，因此，從經(jīng)濟(jì)性分析，合并引水方案最優(yōu)。

6、推薦開發(fā)方案

通過對各開發(fā)方案的水能資源利用、地形地質(zhì)條件、水工布置及工程施工、運(yùn)行管理、工程投資及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行綜合分析，合并引水開發(fā)方案建設(shè)征地范圍小、移民難度較小、水工布置較簡單、運(yùn)行管理方便、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)最優(yōu)，因此，推薦精河山區(qū)河段采用合并引水開發(fā)方式。

參考文獻(xiàn)：

[1]水利部新疆維吾爾自治區(qū)水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院.新疆精河山區(qū)河段水力發(fā)電規(guī)劃修編報(bào)告[R].2012.