西藏丁青縣當堆水電站工程水資源調(diào)查與評價

楊文麗 張敏 胡亞偉

摘 要：水資源調(diào)查與評價是建設項目立項的前提與依據(jù)。在開展當堆水電站工程水資源及相關情況調(diào)查的基礎上，根據(jù)水電站所在區(qū)域水資源狀況、取用水量，確定了水電站水資源評價內(nèi)容，論證了水電站取用水合理性，分析了可供水量、水資源質(zhì)量、取水口位置、取水的可靠性等，評價了水電站取水與退水影響，并提出了相應的取水和退水影響補償方案。評價表明：當堆水電站取用水合理，水資源質(zhì)量好，取水口位置布置合理，取水的可靠性高，取水對區(qū)域水資源和其他用戶影響有限，退水處理方案可行，不會對水功能區(qū)和第三者產(chǎn)生影響。研究成果可為當堆水電站取退水的控制與實施提供技術依據(jù)，并為水行政主管部門取水許可辦理提供技術支撐。

關鍵詞：當堆水電站 水資源 評價 取用水 取退水

中圖分類號：TV211.1 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）01（a）-0054-03

電力是當?shù)亟?jīng)濟建設的基礎。根據(jù)中央第五次西藏工作座談會精神，科學開發(fā)水能，通過建設地方骨干水電站與原有小水電并網(wǎng)形成局域網(wǎng)或建立孤立運行小型水電站、微型小水電站等多種方式，解決西藏自治區(qū)無電地區(qū)電力建設規(guī)劃中地方小水電部分未通電的居民照明和生活用電問題[1]。根據(jù)“西藏自治區(qū)無電地區(qū)電力建設規(guī)劃（地方小水電部分）實施方案”規(guī)劃，擬在丁青縣建設當堆水電站，緩解丁青縣電力供應緊張的現(xiàn)狀，對于加快西藏水電資源的開發(fā)建設步伐，改善人民生活條件具有重要的意義[1]。

1 當堆水電站概況

當堆水電站[1]位于西藏自治區(qū)昌都地區(qū)丁青縣尺牘鎮(zhèn)境內(nèi)，處于怒江左岸的一級支流嘎曲中游河段，是為解決丁青縣無電鄉(xiāng)鎮(zhèn)的基本生產(chǎn)、生活用電而興建的Ⅳ等小（1）型水利工程，為低水頭壩后式電站，為漿砌石重力壩，壩址位于嘎曲與日曲匯合口下游11.3km，海拔3700m，電站總裝機容量3200kW，發(fā)電機額定水頭18.50m，水庫總庫容310.57萬m3，調(diào)節(jié)庫容49.33萬m3。本電站水資源評價現(xiàn)狀年為2012年，規(guī)劃水平年2020年，擬2016年第一臺機組發(fā)電，建成后可以解決15099戶，77093人的生活用電問題。

嘎曲流域水能資源蘊藏量較豐富，社會經(jīng)濟發(fā)展緩慢，水資源利用率低；當堆電站裝機容量3200kW，遠小于50000kW，分類等級為三級。根據(jù)水電站取水和退水的實際情況，確定水電站的分析范圍為嘎曲流域，面積為4810km2；當堆水電站位于嘎曲干流上，樞紐所在河段無劃分二級水功能區(qū)，不涉及過渡區(qū)、省級以下多個水功能區(qū)等區(qū)域，樞紐發(fā)電取水對水質(zhì)沒有特殊要求，取水和退水對生態(tài)影響輕微。綜合確定當堆水電站水資源論證等級為三級[2，3]。

2 當堆水電站所在區(qū)域水資源及開發(fā)利用狀況

當堆水電站工程擬建壩址位于嘎曲流域[1]，屬藏東南高原溫帶半濕潤季風氣候區(qū)，垂直氣候分布明顯；徑流補給主要為降水，其次為地下水和冰川融水，冬半年氣候寒冷干燥，夏半年溫和濕潤；空氣較為稀薄，氣壓低，氧氣少；太陽輻射強，日照時間較長，紫外線強烈，氣溫偏低，干季雨季分明。流域多年平均降水量采用丁青縣氣象站多年平均降水量650mm。選用紫曲流域的類烏齊水文站為徑流計算參證站[3]，計算出多年平均流量為42.5m3/s，年徑流量為13.40億m3，流域多年平均水資源量為18.43億m3。嘎曲徑流相對穩(wěn)定，年際變化不大；徑流年內(nèi)分配不均勻，汛枯期分明。

目前嘎曲流域內(nèi)水電站較少，水資源利用率低；該流域無氣象站、水文站，水利基礎工作薄弱，水資源配置不完善，工程性缺水仍然存在，抗旱能力較弱。

3 當堆水電站取用水合理性分析

3.1 當堆水電站取水合理性分析

符合國家、地方產(chǎn)業(yè)政策及相關河流規(guī)劃。當堆水電站工程位于怒江流域，水力資源豐富，開發(fā)條件較好，符合國家產(chǎn)業(yè)政策與相關規(guī)劃要求。當堆水電站列入西藏“十二五”水利項目無電地區(qū)電力建設項目，符合地方規(guī)劃與要求。

滿足丁青縣“無電地區(qū)電力建設”的需要。由于供電范圍內(nèi)農(nóng)牧區(qū)貧困人口大多集中在無電的偏遠山區(qū)，活動范圍極為分散，當堆水電站建成后將滿足供電范圍內(nèi)的全部要求，使供電范圍內(nèi)的通電率達到100%。工程建設有利于實現(xiàn)了區(qū)域社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，提高人民生活水平。

3.2 當堆水電站用水合理性分析

當堆水電站多年平均發(fā)電量為2364萬kW·h，裝機年利用小時數(shù)7380h，設計保證率85%的保證出力為2020kW，相應的設計保證流量為12.84m3/s。當堆水電站設計發(fā)電引水流量20.40m3/s。當堆水電站壩址多年平均流量為42.5m3/s，壩址處年徑流量為13.40億m3。

當堆水電站壩址處嘎曲多年平均流量為42.50m3/s，冬季最枯月平均流量為7.93m3/s。水電站發(fā)電設計保證率采用85%，相應的設計保證流量為12.84m3/s，設計引用流量20.40m3/s，可滿足發(fā)電需要。水電站取水為嘎曲上游來水，經(jīng)發(fā)電后退入原河道。生活用水取自嘎曲，年取水量為548m3，取水對上下游用戶無影響。水電站發(fā)電設計典型年保證率為15%、50%、85%的年份，取用水量分別為5.07億m3、4.77億m3、4.34億m3。因此，水電站用水合理。

4 當堆水電站取水水源評價

4.1 可供水量計算

根據(jù)相關關系插補后的類烏齊站的1956—2011年系列，利用水文比擬法推算[2，3]當堆水電站設計保證率為15%、50%、85%的年來水量分別為52.32m3/s、41.49m3/s、32.87m3/s；可供水量分別為47.07m3/s、37.24m3/s、28.62m3/s；水電站設計保證率為15%、50%、85%的引水流量分別為16.08m3/s、15.12m3/s、13.76m3/s。因此，壩址處來水量可以滿足水電站發(fā)電取用水量的要求。

4.2 水資源質(zhì)量評價

經(jīng)2013年、2014年委托檢測選擇嘎曲丁青縣甘巖鄉(xiāng)上游、下游斷面地下水，擬建壩址處的地表水進行了采樣檢測，均達到Ⅱ類水質(zhì)標準，水質(zhì)優(yōu)良[4]。

4.3 取水口位置合理性分析

當堆水電站進水口為壩式進水口，緊臨泄洪沖沙底孔左側布置。當堆水電站設計引水流量20.40m3/s，進水口1孔。水電站引水口周圍無其他用水戶，引水不會對周圍環(huán)境產(chǎn)生不良影響。因此，本工程取水是可靠和可行的。

4.4 取水的可靠性分析

當堆水電站發(fā)電引水水源為嘎曲河道地表水，河道的來水完全可以滿足該電站發(fā)電用水要求，從水資源質(zhì)量評價結果、電站的取水口布置分析來看，電站的取水是可靠的。

5 當堆水電站取水與退水影響分析

5.1 當堆水電站取水影響分析

工程調(diào)度運用方式對取水影響分析。當堆水電站發(fā)電引水主要為嘎曲干流上游來水，取水水源論證范圍確定為壩址以上嘎曲流域[1，2]，壩址以上流域集水面積為3530km2；取水影響范圍為庫區(qū)回水至壩址區(qū)間，電站庫區(qū)回水為4.92km，影響面積為264km2。當堆水電站的開發(fā)任務為單一水力發(fā)電。由于區(qū)域自然地理環(huán)境和特殊的氣候條件，丁青縣用電負荷最大出現(xiàn)在枯水期的冬季，加上電力產(chǎn)業(yè)結構單一性，造成豐水期和枯水期供電量不平衡，長期以來都存在冬、春兩季用電非常緊張，當堆水電站調(diào)節(jié)能力可滿足冬季日負荷變化劇烈的特點。

最小下泄流量及其合理性分析。當堆水電站壩址冬季最枯月徑流7.93m3/s。水電站下游河道內(nèi)生態(tài)與環(huán)境需水量為：下泄生態(tài)基流按多年平均流量的10%，即4.25m3/s。蓄水時段調(diào)節(jié)流量必須要滿足生態(tài)基流的要求，即4.25m3/s；供水時段按照2臺機滿發(fā)的流量20.40m3/s進行調(diào)節(jié)，可以保證下游河道生態(tài)需水要求。

對區(qū)域水資源的影響。當堆水電站為低水頭壩后式電站，水電站引水主要利用水的能量發(fā)電，幾乎不耗水，也不產(chǎn)生廢水；廠區(qū)生產(chǎn)、生活、綠化耗水量極少，對區(qū)域水資源量的影響不大。水庫運行后，水庫下泄水質(zhì)將較好；壩址下游河道水量的減少，水溫的輕微變化均不會對河道兩岸的村民生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水以及生態(tài)用水產(chǎn)生明顯的不利影響。

對第三者的影響。當堆水電站上下游均無其他水利設施。電站庫區(qū)內(nèi)無村舍居民分布，無耕地、林地和草場，水庫回水線范圍內(nèi)無礦產(chǎn)資源分布。電站水庫工程建設對嘎曲流域下游地區(qū)有攔洪與調(diào)洪功能，經(jīng)水庫調(diào)洪削峰后，提高了下游河道防洪能力，對保護下游村莊、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全起到較明顯的作用。

5.2 當堆水電站退水影響分析

當堆水電站庫區(qū)回水為4.92km，影響面積為264km2。水電站退水主要由樞紐棄水、電站發(fā)電退水和電廠生活污水組成[1]。水電站設計保證率為15%、50%、85%時，發(fā)電期通過樞紐來水流量（包括生態(tài)水量）分別為51.32m3/s、41.49m3/s、32.87m3/s；通過樞紐棄水流量分別為35.23m3/s、26.37m3/s、19.12m3/s；通過尾水渠的退水流量分別為16.08m3/s、15.12m3/s、13.76m3/s。

退水對水功能區(qū)對水功能區(qū)的影響。嘎曲匯入怒江河段為怒江那曲-昌都-林芝保留區(qū)，水質(zhì)目標要求為Ⅱ類。水電站用于發(fā)電的用水基本對水質(zhì)沒有影響，運行期生活污水量很少，不會改變水功能區(qū)的水質(zhì)等級。水電站年生活廢水較少，發(fā)電退水基本不耗水，不會對河流水質(zhì)產(chǎn)生影響。

退水對第三者的影響。本項目為水利發(fā)電，屬清潔能源項目；廠區(qū)生活污水嚴禁排入渠道，電站發(fā)電退水無需處理；項目區(qū)退水范圍內(nèi)沒有取用水戶，項目的退水對第三者不產(chǎn)生影響。

5.3 當堆水電站取水和退水影響補償方案

經(jīng)調(diào)查，壩址處上、下游無通航、過木要求。根據(jù)多年水文、氣象資料統(tǒng)計，壩址處河段基本不封凍，每年12月中旬開始岸邊結冰，到次年的3月初開始解凍，無大規(guī)模流冰。本工程導流洞尺寸較大，能夠滿足流冰期過冰要求。當堆水電站工程的建設，最大限度地發(fā)揮水資源的綜合效益，促進當?shù)厣鐣?jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。項目區(qū)取退水范圍內(nèi)沒有其他用水戶，因此本工程不考慮對其他用水戶的補償。

6 結論

（1）嘎曲流域水質(zhì)優(yōu)良，水資源較豐富，水資源開發(fā)利用率很低；丁青縣電力供應緊張，未通電的居民照明和生活用電問題尚未解決。通過當堆水電站的建設，可以提高嘎曲流域水資源利用率，使供電范圍內(nèi)的通電率達到100%，緩解丁青縣電力供應緊張的現(xiàn)狀，推動社會經(jīng)濟發(fā)展。

（2）當堆水電站取用水合理。水電站符合國家和地方產(chǎn)業(yè)政策、相關河流規(guī)劃，可滿足丁青縣“無電地區(qū)電力建設”的需要，取水合理；水電站壩址處嘎曲多年平均流量為42.50m3/s，冬季最枯月平均流量為7.93m3/s。當堆水電站發(fā)電設計保證率采用85%，相應的設計保證流量為12.84m3/s，設計引用流量20.40m3/s可滿足發(fā)電需要，用水合理。

（3）經(jīng)論證，當堆水電站發(fā)電引水水源為嘎曲河道地表水，壩址處來水量可以滿足發(fā)電的取用水量要求；擬建壩址處及附近地表水、地下水均達到Ⅱ類水質(zhì)標準，水質(zhì)優(yōu)良；取水口位置布置合理，水電站的取水是可靠的。

（4）當堆水電站取水影響程度有限，當堆水電站作為丁青縣電網(wǎng)的支撐電源，可通過工程調(diào)度運用滿足負荷劇烈變化的需要；確定下游河道內(nèi)生態(tài)與環(huán)境需水量，保證下游河道生態(tài)需水的要求；水庫運行后提高了下游河道防洪能力；退水對水功能區(qū)對水功能區(qū)及第三者無影響。

參考文獻

[1] 黃河水利委員會黃河水利科學研究院.西藏昌都地區(qū)丁青縣當堆水電站工程水資源論證報告書[R].2016.

[2] 中華人民共和國水利部.SL 322-2013，建設項目水資源論證導則[S].北京：中國水利水電出版社，2014.

[3] 水利部水資源司.建設項目水資源論證培訓教材[M].北京：中國水利水電出版社，2005.

[4] 中華人民共和國衛(wèi)生部，中國國家標準化管理委員會.GB 5749-2006，生活飲用水衛(wèi)生標準[S].北京：中國標準出版社，2007.