水利水電建設(shè)項目水資源論證框架的探討

和青云

(迪慶藏族自治州水利工程建設(shè)管理站, 云南 迪慶 674499)

水利水電建設(shè)項目水資源論證框架的探討

和青云

(迪慶藏族自治州水利工程建設(shè)管理站, 云南 迪慶 674499)

在水利建設(shè)項目立項、取水許可證申請和審批過程中，水資源論證是一個重要環(huán)節(jié)，是對區(qū)域水資源管理制度進行深化的一項重要舉措。為了提高河流水資源的管理水平，更好地對水資源進行保護和利用，需要對水資源進行合理配置，確保水資源可以持續(xù)地開發(fā)和利用?；诖?，本文對水利建設(shè)項目水資源論證框架進行探討。

水利建設(shè)項目； 水資源論證； 框架

1 案例介紹

浪都河位于香格里拉東北部格咱鄉(xiāng)境內(nèi)，為金沙江三級支流，兩條主要支流特浪涌及浪他涌河分別發(fā)源于格咱鄉(xiāng)境內(nèi)的下格咱山后及翁上村山后，河道長分別為24km、30km，在浪都行政村匯合后稱為浪都河，向東流14.35km注入四川省稻城縣的東義河。浪都河全長44.35km，天然落差約2870m，河道比降約39.1‰，水能資源理論蘊藏量約11.73萬kW，是迪慶藏族自治州(以下簡稱“迪慶州”)水能資源比較富集的中小型河流。本項目編制水資源論證的目的是為了合理利用浪都河流域的水能資源，促進水資源在本區(qū)域的優(yōu)化配置和可持續(xù)利用，加強流域內(nèi)各級電站之間對水資源的聯(lián)合利用能力，并作為審批浪都河一級水電站取水許可證的技術(shù)依據(jù)[1]。

2 水資源論證范圍

浪都河一級水電站位于云南省香格里拉市格咱鄉(xiāng)，取水水源為浪都河。浪都河發(fā)源于格咱鄉(xiāng)云嶺山脈中部(高程4194.0m)，流經(jīng)施壩與霞若村公所至珠巴龍河，最后在拖頂匯入金沙江。浪都河一級水電站取水地點位于高程2175m的天然河床上，壩軸線以上約0.5km處為施壩村公所，壩軸線以下約6km為霞若村公所。浪都河一級水電站是利用浪都河流域內(nèi)的天然地表水利資源。由于壩址以上無水利工程，確定壩址以上范圍為其水資源論證范圍。故論證取水面積范圍為電站壩址以上控制面積203.5km2。

3 迪慶州能源資源開發(fā)及利用情況

迪慶州境內(nèi)河流眾多，分布著金沙江、瀾滄江干流及221條流量在0.1m3/s以上的一級支流，多數(shù)支流有著水量充沛、汛期長、枯期流量穩(wěn)定、水質(zhì)好、落差大而集中等特點。金沙江、瀾滄江兩干流的水資源理論蘊藏量13730MW，可開發(fā)利用8450MW。其他支流的水能資源理論蘊藏量2806MW，可開發(fā)利用1200MW，現(xiàn)已開發(fā)利用157.644MW，僅占可開發(fā)利用量的12.7%。尚有很大的潛能待開發(fā)。豐富的水能資源是迪慶州資源優(yōu)勢之一，加快水能資源開發(fā)步伐，變資源優(yōu)勢為經(jīng)濟優(yōu)勢，使之成為強州、興縣、富民的支柱產(chǎn)業(yè)。

迪慶州現(xiàn)有電站基本上為徑流式小型水電站，既無調(diào)節(jié)豐、枯能力，也無調(diào)峰能力。系統(tǒng)內(nèi)電站豐枯出力懸殊，造成枯期電站出力嚴重不足，豐期空閑容量較多的局面。并且迪慶電網(wǎng)日負荷率低，峰谷差較大，而多數(shù)電站無調(diào)峰能力，枯水期夜間低谷也會棄水，已建電站不能充分發(fā)揮效益。為了發(fā)揮本地區(qū)的資源優(yōu)勢，應(yīng)擇優(yōu)開發(fā)具有良好調(diào)節(jié)性能的水電站[2]。

4 取水水源論證

4.1 徑流

4.1.1 徑流特性

浪都河流域無實測水文氣象資料，2004年12月31日在二級站取水口選一較規(guī)范斷面進行實測，實測流量為3.38m3/s。由于二級站取水口至一級站取水口有支流匯入，且流域面積增加，因此二級站取水口附近實測流量較大。

在設(shè)計中只能借(移)用鄰近站，氣候和下墊面條件相似的臘普河流域塔城水文站1961—1985年共25年的流量資料作為徑流分析計算的依據(jù)。浪都河徑流，汛期6～10月主要由降水形成，降水占全年的70%左右，枯期為雪山融雪補給，2～4月由于受地區(qū)的低槽控制，流域有一定的降雨和降雪補給，稱為“桃花汛”。

4.1.2 設(shè)計徑流計算

采用水文比擬法、年徑流系數(shù)法、等值線法計算浪都河二級電站設(shè)計徑流[3]。

a.用水文比擬法。根據(jù)塔城水文站1961—1985年實測徑流系列，按6月至次年5月的劃分進行水文系列統(tǒng)計，系列年限為25年，按數(shù)學(xué)期望公式：

計算經(jīng)驗頻率以P—Ⅲ型曲線為線型，用適線法確定年徑流，統(tǒng)計參數(shù)見表1。

表1 塔城水文站歷年平均流量計算 m3/s

在采用水文比擬法推求浪都河取水口年徑流時，由于浪都河取水口以上高程與臘普河流域的平均高程不同，降水量不同，采用面積比加降水的修正方法，移用到浪都河一級站取水口處，浪都河流域降雨從迪慶州多年平均降雨量等值線圖查得，二級取水口降雨量為800～1200mm，取降雨量為1100mm。用面積比加降水修正公式計算[4]：

據(jù)以上公式求得二級取水口多年平均流量為5.07m3/s。折合徑流深為785mm。

b.經(jīng)流深等值線法。從壩址以上流域重心查《迪慶州水資源分析評價》及《云南省地表水資源手冊》多年平均徑流深等值線圖，查得二級壩址取水口徑流深為400～900mm，取水徑流深790mm。求得：二級壩址多年平均流量為5.09m3/s。

c.徑流系數(shù)法。在《云南省地表水資源手冊》中查年平均降水量等值線和年徑流系數(shù)等值線，多年平均降雨量為：二級壩址以上降雨量為1100mm，徑流系數(shù)為0.6～0.7，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，徑流系數(shù)取0.7。據(jù)此計算流域二級壩址徑流深為781mm。根據(jù)徑流深計算得：二級壩址以上多年平均流量為5.04m3/s。不同方法求得成果比較見表2。

表2 不同方法求得成果比較

注 徑流系數(shù)為0.7

三種方法求得的二級壩址以上徑流深為781—790mm，相差較小，推薦各壩址多年平均流量采用水文比擬法計算所得成果。Cv、Cs值與塔城站取用一致。

4.2 徑流的合理性分析

浪都河多年平均流量隨流域面積的增加而增加，年徑流量的分析計算采用氣候條件和下墊面相似的因素，具有25年實測資料的塔城站作為參證站，經(jīng)分析論證后得出設(shè)計流域的設(shè)計年徑流量，從塔城站的年降水量Kx、Kv計算成果可以看出，隨著時間的增長，系列均值模數(shù)(Kx)和變差系數(shù)模數(shù)(Kv)的變幅越來越小，變化處于穩(wěn)定，在一定程度上反映了資料具有較好的代表性，《迪慶州水資源分析與評價》是全州綜合成果，資料可靠，通過以上的綜合分析，徑流成果可靠，可滿足設(shè)計要求。

4.3 電站可供水量

浪都河一級水電站來水過程為天然來水。電站的引用流量7.16m3/s，平均水頭146m，因此電站可供水量的計算以日平均流量為基本計算時段進行統(tǒng)計計算。可供水量是指在不同水平年、不同保證率或不同頻率情況下，考慮需水要求，供水工程設(shè)施可能提供的水量。浪都河一級水電站可供水量的決定性因素為供水水源的保證程度、來水過程和用水要求。用Q(t)表示取水?dāng)嗝嬷鹑樟髁窟^程，Q設(shè)表示設(shè)計發(fā)電引用流量，Q道表示下游河道過水流量的要求(即滿足下游用戶用水和河道生態(tài)環(huán)境用水等)。

根據(jù)可供水量公式計算，多年平均發(fā)電可供水量1.60億m3，電站P=10%典型年可供水量為2.02億m3，電站P=50%典型年可供水量為1.58億m3，P=90%典型年時可供水量為1.14億m3。

4.4 電站取水口設(shè)置的合理性

浪都河一級水電站取水地點位于高程2175m的天然河床上，壩軸線以上約0.5km處為施壩村公所，壩軸線以下約6km為霞若村公所?？紤]到壩址地形、地質(zhì)等因素，浪都河一級水電站采用河床式樞紐布置、混凝土重力壩方案，擋水建筑物總長為28.1m。其工程樞紐主要由左岸非溢流壩、中部溢流壩、右岸沖沙底孔及右岸非溢流壩等建筑物組成。

電站進水口采用河床式布置，按照《水電站進水口設(shè)計規(guī)范》(SL 285—2003)的規(guī)定，計算確定其底板高程為2172.58m。取水口閘室尺寸為(長×寬×高)8.5m×2.00m×2.00m。電站引用流量為7.16m3/s(單機引用流量3.58m3/s)，整體采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)[5]。

由于浪都河下游河段來水較豐富，電站為引水式電站，充分考慮了沖沙，來水量能滿足電站設(shè)計對水量的要求，對其他取水戶無影響；電站發(fā)電取水不消耗水量，不改變原水功能的要求[6]。取水河流的水功能區(qū)屬于保留區(qū)，滿足電站取水水功能目標(biāo)要求。

綜上所述，浪都河一級水電站取水口設(shè)置是合理的。

4.5 電站取水的可靠性與可行性

水電站機組設(shè)計最大取水流量為7.16m3/s，單機取水流量為3.58m3/s。浪都河一級水電站歷時保證率P=10%的流量為6.42m3/s ，P=50%的流量為3.55m3/s，P=90%的流量為1.96m3/s。建設(shè)項目用水為發(fā)電，通過修建攔河壩攔截水流，經(jīng)隧洞輸水至電站廠房進行發(fā)電，電站設(shè)計裝機容量為2×5000kW，凈水頭為146m，設(shè)計發(fā)電引用流量為7.16m3/s。在扣除電站取水口下游少量農(nóng)田灌溉引水流量外，在P=90%保證率下枯水年最枯月份的來水流量為1.96m3/s，電站保證出力為2400kW，年利用小時數(shù)為4701h，滿足規(guī)劃要求。在特枯年份，取水口下游的地下水可能減少，這時應(yīng)減少發(fā)電取水量以保障下游出露泉水的徑流量，以維持生態(tài)環(huán)境的用水。

5 結(jié) 語

本文通過實際案例，對區(qū)域水資源的基本情況進行了分析，然后對取水的合理性、取水的可靠性等進行了分析。經(jīng)過論證，浪都河一級水電站取水口設(shè)置是合理的。

[1] 史瑞蘭，孫照東，劉永峰，等.對我國開展規(guī)劃水資源論證的幾點認識[J].人民黃河，2009(6)：75-76.

[2] 田啟明.建設(shè)項目水資源論證及相關(guān)問題的研究[D].西安：西安理工大學(xué)，2004.

[3] 時春蘭.謝寨引黃灌區(qū)水資源供需平衡分析[J].水資源開發(fā)與管理，2015(2)：41-43.

[4] 肖志娟，解建倉，王少波，等.建設(shè)項目水資源論證實例分析[J].水利科技與經(jīng)濟，2006，12(2)：67-70.

[5] 謝平.變化環(huán)境下地表水資源評價方法[M].北京：科學(xué)出版社，2009.

[6] 依明江·賽買提，孫超.淺談水利水電項目水資源論證工作中的主要技術(shù)問題[J].水利建設(shè)與管理，2015(2)：41-43.

Discussion on water resources argumentation framework of water conservancy and hydropower construction project

HE Qingyun

(DiqingTibetanAutonomousPrefectureWaterConservancyEngineeringConstructionManagementStation,Diqing674499,China)

Water resources argumentation is an important link in the process of water conservancy construction project establishment, water permit application and approval. It is an important measure to deepen regional water resources management system. It is necessary to allocate water resources rationally and ensure sustainable development and utilization of water resources in order to improve the management level of water resources in rivers, better protect and utilize water resources. Water resources argumentation framework of water conservancy construction projects is discussed on the basis.

water conservancy construction project; water resources argumentation; framework

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2017.01.005

TV213.9

A

2096-0131(2017)01- 0013- 03