奎屯河?xùn)|干渠3#水電站工程取用水合理性分析

張楚迪

(新疆維吾爾自治區(qū)灌溉排水發(fā)展中心，新疆 烏魯木齊 830000)

1 工程概況

奎屯河補(bǔ)給量以冰川融雪水為主，奎屯河多年平均流量20.6 m3/s，多年平均徑流總量6.50億m3，地下水約占總水量的20%左右，全年地下水徑流總量約1.30億m3[1]。奎屯河?xùn)|干渠已有1#水電站和2#水電站，新建3#水電站可直接向第七師供電，彌補(bǔ)第七師電網(wǎng)中電力電量的不足?？秃?xùn)|干渠3#水電站為Ⅳ等小(1)型工程，總裝機(jī)容量為12 MW，多年平均發(fā)電量4279萬kW·h，裝機(jī)年利用小時(shí)為3566 h。電站引水系統(tǒng)包括取水口、沉沙池、引水渠接壓力前池、壓力管，渠水經(jīng)壓力管引至發(fā)電廠房，經(jīng)過水輪機(jī)過流發(fā)電，發(fā)電尾水仍歸入奎屯河?xùn)|干渠。東干渠3#水電站的興建，可以解決奎屯河片區(qū)和第七師電力不足的問題。

2 水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

2.1 分析范圍

分析范圍的起始位置為東西干分水閘處即東干渠起始處，此處集中了東干渠引入的所有水量，考慮了水量水質(zhì)對(duì)水電站的影響，以及水電站取水對(duì)上游擬建工程的影響；分析范圍的末端位置選取在東干渠奎三支分水閘，此處也是梯級(jí)水電站結(jié)尾處，主要是考慮到電站退水對(duì)下游工程的影響，且奎三支分水閘是水庫引水的節(jié)點(diǎn)。因此，分析范圍為東西干分水閘至東干渠奎三支分水閘之間區(qū)域，面積87.38 km2，包括渠道兩側(cè)20 m和分水口控制灌溉面積。

2.2 開發(fā)利用現(xiàn)狀

分析范圍內(nèi)的引水工程包括東干分水閘、東干渠、東干渠上的五座分水閘、奎三支分水閘，東干渠1#水電站和2#水電站。自東西干分水閘開始，東干渠上依次設(shè)有南干分水閘、東一支分水閘、26隊(duì)分水閘、西一支分水閘和前進(jìn)分水閘，最后新、老東干匯合后，最后一個(gè)分水閘是奎三支分水閘。東干渠現(xiàn)狀年均供水量4.22億m3，南干分水閘引水0.24億m3，東一支分水閘引水192萬m3，26隊(duì)分水閘引水247萬m3，西一支分水閘引水2514萬m3，前進(jìn)分水閘引水378萬m3。

東干渠設(shè)計(jì)流量35.0 m3/s，現(xiàn)實(shí)際引水流量42.0 m3/s，東干渠1#、2#電站均只取水，不用水。在東西干分水閘處設(shè)有奎屯河?xùn)|干渠1#水電站引水口，水電站引水渠設(shè)計(jì)流量20.0 m3/s，冬季不發(fā)電。發(fā)電后，尾水投至東干渠跨奎屯河涵洞處?，F(xiàn)奎屯河?xùn)|干渠1#水電站年引水能力2.41億m3，實(shí)際年發(fā)電量100萬kW·h；奎屯河?xùn)|干渠2#水電站自南干渠引水閘處引水，發(fā)電后，尾水投至東干渠，水電站引水渠設(shè)計(jì)流量20.0 m3/s，冬季不發(fā)電，發(fā)電設(shè)計(jì)引水流量18.1 m3/s，電站多年平均取水量2.59億m3，多年平均發(fā)電用水量2.38億m3。在保證率為80%的情況下，發(fā)電用水2.21億m3。

3 取用水合理性分析

3.1 取水合理性分析

(1)水電站具有運(yùn)行靈活機(jī)動(dòng)、自動(dòng)化程度高等優(yōu)勢(shì)，開發(fā)水電資源同時(shí)保護(hù)環(huán)境，水力發(fā)電項(xiàng)目屬于當(dāng)前國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的水利建設(shè)項(xiàng)目，東干渠3#水電站項(xiàng)目符合當(dāng)前國(guó)家和地方產(chǎn)業(yè)政策[2]。

(2)在保證水資源可持續(xù)利用的基礎(chǔ)上開發(fā)奎屯河?xùn)|干渠上的梯級(jí)電站，水電站的開發(fā)設(shè)在河道的工業(yè)用水區(qū)和農(nóng)業(yè)用水區(qū)，水電站建成后，合理利用水能資源，其尾水全部排回原輸水干渠，不占用水量指標(biāo)[3]，無新增廢污水排放，不改變水量及水質(zhì)，不影響其他用戶用水，不影響水功能區(qū)的使用功能，對(duì)下游灌區(qū)灌溉沒有不利影響，對(duì)下游生態(tài)環(huán)境不會(huì)造成破壞現(xiàn)象，因此，該項(xiàng)目建設(shè)取水符合當(dāng)?shù)卦谒Y源開發(fā)利用方面的管理規(guī)定。

(3)奎屯河?xùn)|干渠段雖然落差小，但地形平坦，可利用已有水利工程設(shè)施建設(shè)電站，投資小，見效快。建設(shè)3#水電站沒有淹沒損失、土建投資不大且沒有移民，建設(shè)區(qū)屬易開發(fā)段，投資效益好，能夠合理地利用該河段豐富的水能資源，促進(jìn)奎屯河流域的建設(shè)，發(fā)展地區(qū)經(jīng)濟(jì)。

3.2 用水合理性分析

(1)合理開發(fā)水能資源。奎屯河?xùn)|干渠東西干分水閘至奎三支分水閘段的主要開發(fā)任務(wù)是水力發(fā)電，為盡量利用水能，獲得較大發(fā)電效益，宜開發(fā)其梯級(jí)水電站[4]。東干渠3#水電站屬引入式電站，不影響其上游及下游的農(nóng)田灌溉用水。該項(xiàng)目建成投產(chǎn)后，直接向奎屯河管理處奎屯河片區(qū)供電，夏季電量多時(shí)，可并入第七師電網(wǎng)，緩解奎屯河片區(qū)及第七師電網(wǎng)中電力電量不足的現(xiàn)象，減輕奎屯河片區(qū)及第七師電網(wǎng)的供電壓力。

(2)水量損失小。項(xiàng)目水源為奎屯河地表水，主要是發(fā)電用水，取水方式為東干渠內(nèi)取水。在修建3#水電站以前，東干渠年均輸送水量4.25億m3，至奎三支分水閘處渠系利用系數(shù)0.96，損失水量1701萬m3；電站建成后，電站年均引水量2.52億m3，引水渠及管道渠系利用系數(shù)由原東干渠的0.985提高至0.995，水量損失126萬m3；原水量仍由東干渠輸送至下游奎三支處，水量損失為690萬m3。合計(jì)渠系滲漏損失816萬m3，較修建工程前減少885萬m3。因此，建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施后未有新增水量損失。

(3)電站在東干渠上引水，東干渠并未增加引水，不影響東干渠上游其他用水戶，不會(huì)減少或增加?xùn)|干渠引水量；取水方式為東干渠內(nèi)取水，用水并不消耗渠道水量，引水發(fā)電及發(fā)電后的尾水均歸入原東干渠，對(duì)周邊用水不產(chǎn)生影響，不會(huì)惡化本地區(qū)域用水的平衡，也不會(huì)影響奎屯河流域的水量平衡。

3.3 取水口合理性分析

奎屯河?xùn)|干渠3#水電站的取水口位于奎屯河?xùn)|干復(fù)線4+853處。從水資源配置上看，此段是河段開發(fā)水力資源的較佳區(qū)域，建設(shè)項(xiàng)目段屬開發(fā)利用區(qū)，主要是工業(yè)用水區(qū)和農(nóng)業(yè)用水區(qū)，符合此段的水功能區(qū)劃。根據(jù)地質(zhì)勘探，取水口區(qū)域地層穩(wěn)定，地質(zhì)條件較好，不會(huì)對(duì)工程建設(shè)構(gòu)成威脅?？秃?xùn)|干渠3#水電站由東干渠內(nèi)取水，不會(huì)對(duì)河流流態(tài)產(chǎn)生影響。同時(shí)也不影響原取水單位取用水。論證范圍內(nèi)沒有用水單位和排污口，奎屯河水質(zhì)屬Ⅲ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，電站取水不受水量水質(zhì)等限制。

3.4 取水可靠性分析

根據(jù)分析計(jì)算，東干渠現(xiàn)年均引水量4.25億m3，至奎屯河?xùn)|干渠3#水電站場(chǎng)址處可供水量為3.66億m3，電站發(fā)電水量2.33億m3，其利用率為64%；85%頻率下電站取水量為2.27億m3，發(fā)電用水量2.12億m3，水量利用率為67%。項(xiàng)目為單一水力發(fā)電項(xiàng)目，沒有其他取水，來水量能滿足其發(fā)電取用的要求，取水是可靠的。

3.5 退水影響分析

根據(jù)奎屯圖河水功能劃分，建設(shè)項(xiàng)目退水口所在水功能區(qū)為農(nóng)業(yè)用水區(qū)，水質(zhì)現(xiàn)狀和管理目標(biāo)均為地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。3#水電站除經(jīng)水輪機(jī)組發(fā)電和冷卻系統(tǒng)造成少量損失及引水系統(tǒng)的蒸發(fā)滲漏損失外，無其他水量損失，其尾水排入奎屯河?xùn)|干渠，以原有輸水方式輸往下游灌區(qū)，水質(zhì)水量無變化，對(duì)奎屯河的農(nóng)業(yè)用水區(qū)功能沒有影響，并且對(duì)第三者也沒有影響。

4 結(jié) 論

(1)奎屯河?xùn)|干渠3#水電站主要靠干渠內(nèi)引用天然徑流進(jìn)行水力發(fā)電，在奎屯河?xùn)|干復(fù)線4+853 處引水，此段是河段開發(fā)水力資源的較佳區(qū)域，3#水電站的建設(shè)能夠合理地利用該河段豐富的水能資源，促進(jìn)奎屯河流域的建設(shè)，項(xiàng)目符合水資源的規(guī)劃和配置，符合當(dāng)?shù)卦谒Y源開發(fā)利用方面的管理規(guī)定。

(2)東干渠目前年均引水量4.25億m3，至奎屯河?xùn)|干渠3#水電站場(chǎng)址處可供水量為3.66億m3，85%頻率下電站發(fā)電水量 2.33億m3，水量利用率為64%，來水量能滿足其發(fā)電取用的要求，取水是可靠的。

(3)論證范圍內(nèi)，東干渠3#水電站取水不改變水量的時(shí)空分布與河道、干渠的水文情勢(shì)，不減少下游水功能區(qū)的納污能力，不影響下游水能資源開發(fā)利用，對(duì)區(qū)域資源調(diào)水工程沒有影響。項(xiàng)目建成投產(chǎn)后，可緩解奎屯河片區(qū)及第七師電網(wǎng)中電力電量不足的問題，減輕奎屯河片區(qū)及第七師電網(wǎng)的供電壓力。