烏魯瓦提水利樞紐工程運(yùn)行效果評價

吳 萌

(新疆水利水電勘測設(shè)計研究院,烏魯木齊 830000)

1 工程概況

烏魯瓦提水利樞紐工程位于新疆和田地區(qū)和田縣境內(nèi)，工程于1995年8月開工，2009年9月完成竣工驗收[1-2]。水庫總庫容3.34億m3，正常蓄水位1 962.00 m，死水位1 924.00 m，調(diào)節(jié)庫容2.243億m3(原始庫容)。根據(jù)1991年中華人民共和國水利部對《烏魯瓦提水利樞紐工程初步設(shè)計報告》批復(fù)成果，該工程的主要任務(wù)為：在和田河向塔里木河干流的供水水量保持10.57億m3的前提下[3-5]，以解決灌區(qū)春灌用水為主，并結(jié)合發(fā)電和防洪等綜合利用要求。

2 工程運(yùn)行評價的必要性

一方面，對標(biāo)初設(shè)報告中提出的工程建設(shè)任務(wù)，有必要對近20 a水庫的運(yùn)行情況進(jìn)行總結(jié)分析，結(jié)合和田河流域現(xiàn)狀存在的問題，以利于更好地指導(dǎo)水庫今后的調(diào)度運(yùn)行，滿足流域發(fā)展形勢的需求。另一方面，玉龍喀什水利樞紐工程作為國務(wù)院近期實施的172項重大水利工程之一，已列入前期建設(shè)計劃。為更好地指導(dǎo)玉龍喀什水利樞紐工程的設(shè)計工作，有必要對和田河流域現(xiàn)狀情況尤其是已建水利樞紐工程的運(yùn)行效果進(jìn)行較為全面的評價，從而使擬建工程更好地服務(wù)于流域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展。

3 工程運(yùn)行效果評價

3.1 生態(tài)輸水效果評價

烏魯瓦提水利樞紐工程建成后，塔河近期綜合治理也隨之開展。2008年以后近期綜合治理提出的節(jié)水項目逐步實施完成，根據(jù)實測資料分析，豐、平、枯水年肖塔斷面實際收到的水量，與《和田河流域節(jié)水改造工程五年實施方案》[6]確定的相關(guān)關(guān)系式中肖塔斷面應(yīng)收到的水量相比，豐水年、平水年、枯水年收到的水量分別減少5.3%、49.3%和56.7%，均小于按“五年實施方案”中提出的相關(guān)關(guān)系收到的水量，和田河河道輸水損失率較大。因此，烏魯瓦提水利樞紐工程建設(shè)未實現(xiàn)和田河向塔里木河多年平均下泄生態(tài)水量9億m3的目標(biāo)要求。

3.2 灌區(qū)灌溉補(bǔ)水效果評價

(1) 從供水水量分析

通過對2003—2017年供水期水庫出庫與灌區(qū)需水進(jìn)行對比分析(見表1)，烏魯瓦提水利樞紐工程發(fā)揮灌溉效益的這15 a間，僅2004年、2009年灌溉用水無法滿足要求。根據(jù)1957—2016年共60 a資料統(tǒng)計，烏魯瓦提水文站P=75%來水頻率下，天然年徑流量為19.16億m3[7-9]；僅農(nóng)業(yè)灌溉達(dá)不到灌溉保證率(P=75%)要求的2004年、2009年天然徑流量為17.53億m3和18.83億m3，小于P=75%來水頻率下的天然徑流量。因此，烏魯瓦提水利樞紐灌溉保證程度能夠滿足設(shè)計要求，工程建成后極大地緩解了喀拉喀什河灌區(qū)春季缺水的矛盾。

表1 烏魯瓦提水利樞紐工程供水期水量統(tǒng)計表 /億m3

(2) 從供水過程進(jìn)行分析

根據(jù)近5 a烏魯瓦提水庫供水期出庫過程及灌區(qū)農(nóng)業(yè)需水過程進(jìn)行對比分析，灌溉期3—5月水庫平均出庫水量4.18億m3，灌區(qū)灌溉需水量3.94億m3，灌區(qū)春季用水需求能夠得到滿足。通過旬流量過程對比分析(見表2)，僅3月上中旬和4月上旬出庫流量略小于灌區(qū)需水，其余各旬均大于需水要求。

表2 2013—2017年工程供水及灌區(qū)春季需水過程對比表

綜上所述，烏魯瓦提水利樞紐工程建成后，增加了灌溉期3—5月水庫出庫水量。從灌區(qū)總需水量來看，滿足程度較好；但從灌區(qū)需水過程分析，仍存在個別旬水量不匹配的問題。

3.3 防洪效果評價

根據(jù)烏魯瓦提水利樞紐工程2003—2017年共15 a最大洪水實測資料，烏魯瓦提水利樞紐工程建成后僅有兩場洪水超過20年一遇，其中最大洪峰流量為1 620 m3/s(2015年)，重現(xiàn)期相當(dāng)于58年一遇，水庫最大下泄流量為750 m3/s；次大洪水為1 294 m3/s(2010年)，重現(xiàn)期相當(dāng)于20年一遇，水庫最大下泄流量為800 m3/s；這兩場洪水的水庫下泄流量均小于水庫壩址處限泄流量890 m3/s。從其他13場洪水來看，重現(xiàn)期均小于10年一遇，水庫最大下泄流量175～499 m3/s，均小于水庫壩址處限泄流量500 m3/s。因此，從防洪效果來看，工程建成后，水庫實際防洪調(diào)度運(yùn)行滿足設(shè)計要求，起到了較好的削峰滯洪作用，減少了洪水對下游灌區(qū)的危害。

3.4 發(fā)電效果評價

烏魯瓦提水電站作為和田電網(wǎng)的骨干調(diào)峰電源點，自建成以來承擔(dān)枯水季節(jié)及夜間用電高峰期電網(wǎng)調(diào)峰任務(wù)，填補(bǔ)了和田電網(wǎng)缺乏骨干調(diào)峰電源點的空缺；尤其是近些年，地區(qū)建設(shè)了一定規(guī)模的光伏電站，其上網(wǎng)對和田電網(wǎng)安全運(yùn)行提出了更高的要求，烏魯瓦提水電站按照電網(wǎng)調(diào)度要求承擔(dān)調(diào)峰任務(wù)，有效保障了光伏電站優(yōu)先上網(wǎng)及電網(wǎng)的安全運(yùn)行。根據(jù)2013—2017年發(fā)電量統(tǒng)計，電站平均年發(fā)電量3.1億kWh，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供了可靠的電力電量支持。

3.5 排沙運(yùn)行效果評價

根據(jù)烏魯瓦提水庫2017年實測的淤積縱橫斷面資料，構(gòu)造出水庫運(yùn)行20 a淤積庫容曲線，經(jīng)與初設(shè)階段模型計算成果對比，水庫淤積量差異不大，淤積形態(tài)均為三角洲淤積形態(tài)，實測20 a死庫容淤積量較模擬成果多1 413萬m3，正常蓄水位以下的淤積量多799萬m3。因此，從泥沙淤積分析，水庫實際運(yùn)行庫容淤積量較模型試驗略有增多，但差異不大。

4 工程實施效果、存在問題及建議

4.1 實施效果

(1)工程建成后，極大緩解了喀拉喀什河灌區(qū)春旱缺水矛盾，對灌區(qū)保收增產(chǎn)、提高灌區(qū)人民生活水平起到了積極的作用。

(2)工程建成后承擔(dān)向兵團(tuán)第十四師224團(tuán)(始稱皮墨墾區(qū))供水任務(wù)，為徹落實黨中央、國務(wù)院壯大兵團(tuán)在南疆實力、完善戰(zhàn)略布局做出巨大貢獻(xiàn)，對提升十四師維穩(wěn)戍邊能力具有重大現(xiàn)實意義和深遠(yuǎn)歷史意義。

(3)通過水庫對洪水的調(diào)蓄作用，減少洪水對下游灌區(qū)防洪保護(hù)對象的威脅，保證了灌區(qū)居民生命財產(chǎn)安全，減輕了灌區(qū)農(nóng)民防洪負(fù)擔(dān)。

(4)為和田地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展提供電力電量支持，承擔(dān)系統(tǒng)調(diào)峰任務(wù)，緩解了和田地區(qū)調(diào)峰電源點匱乏的局面。

4.2 存在的問題及建議

(1)烏魯瓦提水利樞紐工程并未設(shè)置專門的生態(tài)庫容，其水庫調(diào)度運(yùn)行是按灌溉、發(fā)電、防洪功能進(jìn)行調(diào)度。和田河河道輸水損失率較大，工程的建設(shè)未能實現(xiàn)和田河向塔里木河多年平均下泄生態(tài)水量9億m3的目標(biāo)。因此，建議通過在和田河支流玉龍喀什河上修建玉龍喀什水利樞紐工程，與烏魯瓦提水庫聯(lián)合調(diào)度，提高輸水效率，實現(xiàn)和田河向塔里木河生態(tài)輸水目標(biāo)。

(2)烏魯瓦提水利樞紐工程建成后，徹底解決了喀拉喀什河灌區(qū)灌溉缺水問題，但由于玉龍喀什河上無控制性工程，玉河灌區(qū)尚存在季節(jié)性缺水的問題。當(dāng)時烏魯瓦提水庫設(shè)計時提出的通過烏魯瓦提水電站發(fā)電開采地下水解決玉龍喀什河灌區(qū)缺水的問題，由于當(dāng)前地下水限采的政策要求，也無法實現(xiàn)。因此，建議修建玉龍喀什水利樞紐工程，解決玉河灌區(qū)缺水問題。

(3)由于烏魯瓦提水電站為和田電網(wǎng)的主要調(diào)峰電源點，因此，勢必存在發(fā)電與灌溉矛盾的問題，造成實際水庫下泄水量與灌溉用水過程線不匹配。因此，建議進(jìn)一步落實 “電調(diào)服從水調(diào)”要求，在保證灌區(qū)灌溉用水水量及過程要求的基礎(chǔ)上進(jìn)行發(fā)電。

(4)從烏魯瓦提水利樞紐工程多年實際調(diào)度運(yùn)行水位來看，尚存在汛期6、7月未完全降低水位至排沙水位(死水位)調(diào)度運(yùn)行的情況，造成水庫泥沙淤積量增多。因此，建議水庫嚴(yán)格執(zhí)行排沙調(diào)度運(yùn)行方式，盡可能減小水庫泥沙淤積量，確保水庫有效調(diào)節(jié)庫容。

5 結(jié) 語

烏魯瓦提水利樞紐工程的建設(shè)為和田地區(qū)“和墨洛經(jīng)濟(jì)區(qū)”的穩(wěn)定和發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)，極大改善了灌區(qū)春旱缺水的矛盾,有效減少了喀拉喀什河灌區(qū)洪災(zāi)損失,同時為和田地區(qū)提供電力電量支持，承擔(dān)和田電力系統(tǒng)調(diào)峰任務(wù)，緩解了和田地區(qū)調(diào)峰困難局面。但和田河流域仍然存在無法滿足向塔里木河生態(tài)輸水目標(biāo)、無法解決玉龍喀什河灌區(qū)灌溉缺水及水庫調(diào)度運(yùn)行中存在的問題。因此，建議通過在支流玉龍喀什河上修建玉龍喀什水利樞紐工程和調(diào)整烏魯瓦提水利樞紐實際調(diào)度運(yùn)行方式，解決和田河流域和工程本身運(yùn)行存在的問題，支撐新疆南疆地區(qū)高質(zhì)量發(fā)展。