金河干流水電開發(fā)方案研究

孫 斐，臧永順

（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)水利局，新疆 烏魯木齊 830002）

1 流域概況

金河位于西藏自治區(qū)昌都市，是瀾滄江中游右岸一級(jí)支流，自西北向東南呈狹長(zhǎng)型柳葉狀分布。金河河流全長(zhǎng)306 km，流域面積6 954 km2，源頭海拔4 810 m，河口海拔3 070 m，天然落差1 740 m。南北兩源匯合后稱紫曲，納入支流格曲后稱金河，于察雅縣卡貢鄉(xiāng)匯入瀾滄江。

1.1 社會(huì)經(jīng)濟(jì)

金河流域涉及昌都市類烏齊、昌都、察雅和丁青 4個(gè)縣，2014年末，流域內(nèi)總?cè)丝?4.81 萬人，耕地面積 0.28 萬 hm2、草場(chǎng)面積 12.26 萬 hm2、林地面積8.21 萬hm2。金河流域經(jīng)濟(jì)以牧業(yè)為主，尤其是海拔在4 000 m 以上，基本上為純牧業(yè)；農(nóng)業(yè)主要種植青裸、冬小麥、春小麥等；牧業(yè)主要飼養(yǎng)牦牛、煽牛、黃牛、山羊、綿羊、馬等，2014年末，牲畜存欄量為 19.22 萬頭（只）；2014年，流域GDP 為5.35 億元。

1.2 徑流特性

金河流域徑流時(shí)空分布差異較大，由于降水量從西北到東南有明顯遞減的趨勢(shì)，流域上游的徑流深大于下游地區(qū)。流域上游的多年平均徑流深在300 mm 以上，部分地區(qū)甚至超過400 mm；中游徑流深在300 mm 左右；下游徑流深在200～300 mm 之間。徑流年際變化小，年內(nèi)變化較大。金河流域汛期、枯水期分明，一般10 月底開始徑流遞減，1—3 月份徑流最小。金河流域徑流以降雨、融雪及地下水混合型補(bǔ)給，5—10月徑流量主要由雨水補(bǔ)給；4 月份氣溫回升，冰雪融化，徑流主要靠冰雪融水補(bǔ)給；11月至次年3月徑流主要靠地下水補(bǔ)給。金河河口處多年平均流量75.36 m3/s，多年平均徑流量23.77×108m3。

1.3 水電開發(fā)現(xiàn)狀

金河流域已建水電站6 座，其中5 座位于昌都市類烏齊縣境內(nèi)，裝機(jī)容量總計(jì)4.36 MW。上述水電站均為農(nóng)村小水電，由地方農(nóng)電部門管理。金河水電站大壩位于昌都縣境內(nèi)，電站裝機(jī)容量60 MW，水庫(kù)具有周調(diào)節(jié)性能，電站年發(fā)電量3.67×108kW·h。

2 水電開發(fā)必要性

2.1 社會(huì)穩(wěn)定、振興地方經(jīng)濟(jì)的需要

隨著青藏鐵路的開通建設(shè)，昌都經(jīng)濟(jì)社會(huì)進(jìn)入了高速發(fā)展的快車道，在新老城區(qū)建設(shè)改造和礦產(chǎn)資源大力開發(fā)的形勢(shì)下，昌都電力需求量呈現(xiàn)超常規(guī)增長(zhǎng)，電力短缺是制約地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素之一。昌都地處“三江”（瀾滄江、怒江、金沙江）流域，水能資源十分豐富，大力發(fā)展水電清潔能源，是振興昌都經(jīng)濟(jì)建設(shè)、改善人民生活水平的必經(jīng)之路。

2.2 增強(qiáng)昌都電網(wǎng)供電能力的需要

80年代后期，隨著昌都市各行各業(yè)的不斷發(fā)展和人民物質(zhì)文化生活水平的提高，對(duì)電能的需求越來越大?，F(xiàn)有水電裝機(jī)容量不足，水庫(kù)泥沙不斷淤積，調(diào)節(jié)能力越來越差。昌都市全社會(huì)用電量由2005年的 0.733 億 kW·h 增長(zhǎng)到 2014年的 4.04 億kW·h，年均增長(zhǎng)率為23.78%。2014年昌都電網(wǎng)最大限電負(fù)荷為14.3 MW，限電量約0.66億kW·h，昌都電網(wǎng)存在著嚴(yán)重的缺電問題，缺電情況制約了地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，急需一批規(guī)模大、有調(diào)節(jié)能力的水電電源，金河水電開發(fā)對(duì)改善昌都電網(wǎng)的穩(wěn)定性、緩解水期電力不足問題具有重要的作用。

2.3 綜合利用的需要

昌都是西藏東部中心城市，同時(shí)也是川藏公路的重要節(jié)點(diǎn)，旅游資源豐富。金河梯級(jí)水庫(kù)建成后形成了一段連續(xù)的寬闊水域，與昌都的雪域高原文化融為一體，可緩解昌都電網(wǎng)用電緊張的局面，同時(shí)也會(huì)帶動(dòng)昌都旅游業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)促進(jìn)昌都經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，具有重要作用。

3 開發(fā)方案擬定

3.1 基本原則

1）因地制宜、講求效益。全面分析河流的自然條件和特點(diǎn)，合理擬定梯級(jí)方案，充分利用水能資源，梯級(jí)水位合理銜接。

2）整體效益最大。盡量加大首級(jí)水庫(kù)的工程規(guī)模，發(fā)揮龍頭水庫(kù)的梯級(jí)調(diào)節(jié)作用，實(shí)現(xiàn)整體效益最大化。

3）正確處理環(huán)境保護(hù)與資源開發(fā)的關(guān)系。處理好水電開發(fā)與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系，重視流域生態(tài)環(huán)境敏感因素；充分考慮水庫(kù)淹沒影響，盡量減少淹沒損失。

4）正確處理電站規(guī)模與投資的關(guān)系，兼顧交通及施工布置等條件，綜合比較，選擇最優(yōu)開發(fā)方案。

3.2 開發(fā)條件分析

1）上游河段

金河上游海拔高，生態(tài)系統(tǒng)脆弱，為保護(hù)上游金河河段及源頭區(qū)生態(tài)系統(tǒng)不受擾動(dòng)，促進(jìn)河源生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，金河上游段不布設(shè)梯級(jí)。

2）中游河段

中游河段崗色鄉(xiāng)下游約10.0 km 處具備興建具有調(diào)節(jié)性能水庫(kù)的地形條件，根據(jù)重要性、控制性因素分析，該河段居民點(diǎn)比較密集，草地覆蓋率較高，并涉及西藏類烏齊馬鹿國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，鑒于以上因素中游河段不布設(shè)梯級(jí)。

3）下游河段

金河干流下游河段濱達(dá)鄉(xiāng)至金河水庫(kù)庫(kù)末，河道長(zhǎng)68.2 km，天然落差418 m，河道平均比降0.613%。河谷狹窄，兩岸少有居民點(diǎn)，淹沒損失較小，兩岸基巖裸露，建壩條件好，是規(guī)劃研究的重點(diǎn)河段。金河水庫(kù)壩址至金河入瀾滄江河口河道長(zhǎng)38.0 km，作為瀾滄江上游河段珍稀保護(hù)魚類的替代生境予以保護(hù)，該河段不布置規(guī)劃梯級(jí)電站。

3.3 梯級(jí)開發(fā)方案擬定

3.3.1 梯級(jí)壩址初擬

金河干流下游河段的濱達(dá)鄉(xiāng)至金河水庫(kù)庫(kù)末河道是此次規(guī)劃的重點(diǎn)河段。根據(jù)地形地質(zhì)、天然建材儲(chǔ)量、水庫(kù)淹沒、環(huán)境因素、對(duì)外交通等條件分析，共布置6個(gè)梯級(jí)壩址，自上而下依次為若尼、郭那、多瓦、卡堆、勒珠和瓦托，見圖1。

圖1 金河干流規(guī)劃梯級(jí)電站縱剖面圖

3.3.2 梯級(jí)方案擬定

根據(jù)上述各壩址具體開發(fā)條件的比較，初擬3個(gè)梯級(jí)開發(fā)方案：方案一為6 級(jí)開發(fā)，即由若尼（3 680 m）、郭那（3 590 m）、多瓦（3 520 m）、卡堆（3 450 m）、勒珠（3 405 m）和瓦托（3 315 m）組成；方案二為5 級(jí)開發(fā)，即由若尼（3 680 m）、郭那（3 590 m）、多瓦（3 520 m）、勒珠（3 450 m）和瓦托（3 315 m）組成；方案三為4 級(jí)開發(fā)，即由郭那（3 680 m）、多瓦（3 520 m）、勒珠（3 450 m）和瓦托（3 315 m）組成。

4 開發(fā)方案選擇

4.1 壩址地形地貌

金河干流為高山峽谷區(qū)，河谷兩岸不對(duì)稱發(fā)育多級(jí)階地。若尼庫(kù)區(qū)至卡堆近壩庫(kù)區(qū)基巖為吉塘群片巖，卡堆近壩庫(kù)區(qū)至勒珠壩址附近基巖為花崗巖。金河位于區(qū)域斷裂（桑多—吉塘斷裂帶）內(nèi)，物理地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，以滑坡和巖體的小型崩塌為主。各梯級(jí)壩址一岸均發(fā)育有階地和坡積物，階地上覆蓋層厚度較大，而另一岸則基巖裸露。郭那水庫(kù)區(qū)發(fā)育7 處大中型滑坡，且多位于正常蓄水位附近，現(xiàn)狀穩(wěn)定，水庫(kù)蓄水后有失穩(wěn)隱患。綜上所述，郭那水庫(kù)不宜興建高壩，方案三郭那高壩方案不利。

4.2 對(duì)外交通

從施工道路角度分析，方案一、方案二較為便利，分別需新建、改擴(kuò)建施工道路共計(jì)49.9 km 和30.3 km；方案三較為不利，需新建、改擴(kuò)建施工道路共計(jì)59.9 km。

4.3 施工場(chǎng)地

從施工場(chǎng)地布置角度分析，方案一最為不利，該方案卡堆壩址上下游均很難布置，需開山平整施工場(chǎng)地；方案二、方案三均利用勒珠高壩合并卡堆，施工場(chǎng)地布置均優(yōu)于方案一，且這兩個(gè)方案各壩址施工場(chǎng)地布置沒有明顯差異。

4.4 征地移民

從征地移民角度分析，方案一、方案二較優(yōu)，兩個(gè)方案移民征地及水保、環(huán)保投資分別為86 344 萬元和89 346 萬元，相差不大，且均沒有移民搬遷問題；方案三需搬遷若尼村、朱塘村36 戶共計(jì)216人，移民征地及水保、環(huán)保投資為98 527 萬元，明顯高于方案一、方案二。

4.5 動(dòng)能指標(biāo)

由于3個(gè)梯級(jí)開發(fā)方案利用河道落差是一致的，故3個(gè)方案動(dòng)能指標(biāo)相差不大，具體見表1。

4.6 枯水期發(fā)電量差異性分析

3個(gè)梯級(jí)開發(fā)方案，枯水期發(fā)電量分別為5.52，5.59 和5.68 億kW·h，各方案枯水期電量差別不大，各方案對(duì)解決昌都電網(wǎng)供電結(jié)構(gòu)性矛盾無明顯差異。

4.7 主要工程量

從工程量角度分析，方案一與方案二差別不大，土石方填筑量分別為776.73 和713.47 萬m3，而方案三土石方填筑量高達(dá)1 534.22 萬m3。

4.8 方案投資

方案二與方案一比較，其梯級(jí)布設(shè)上，若尼、郭那、多瓦、瓦托4個(gè)梯級(jí)電站是一致的，差別在于方案二利用勒珠（高壩）合并了方案一中的卡堆電站，節(jié)省投資2 687 萬元。方案二與方案三比較，其梯級(jí)布設(shè)上，多瓦、勒珠（高壩）、瓦托3個(gè)梯級(jí)電站是一致的，差別在于方案三利用郭那（高壩）合并了方案二中的若尼電站，使方案三投資較方案二增加了85 509 萬元。從投資角度分析，方案二最優(yōu)，方案一次之，方案三投資最高，見表1。

4.9 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)角度分析（見表1），方案二最優(yōu)，方案一次之，方案三較差。

表1 各開發(fā)方案動(dòng)能經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表

4.10 綜合分析

方案二淹沒面積略大于方案一，交通條件、施工布置均優(yōu)于方案一，且投資少了2 687 萬元，而動(dòng)能指標(biāo)均略有增加，方案二明顯經(jīng)濟(jì)。方案二與方案三比較，淹沒面積小（方案二不涉及移民），方案三雖然動(dòng)能指標(biāo)較方案二略有增加，但方案間補(bǔ)充單位千瓦投資9.50 萬元、補(bǔ)充單位電能投資26.86 元，遠(yuǎn)高于電站本身指標(biāo)，說明方案二經(jīng)濟(jì)。綜上所述，推薦方案二為金河干流下游段梯級(jí)開發(fā)方案。

5 結(jié)語(yǔ)

金河干流水電梯級(jí)主要開發(fā)任務(wù)均為發(fā)電，其中若尼、勒珠為季調(diào)節(jié)，郭那、多瓦、瓦托為徑流式電站，電站裝機(jī)年利用小時(shí)數(shù)基本在4 000 h 左右，規(guī)劃水平年2025年全部投產(chǎn)運(yùn)行。隨著金河水電梯級(jí)電站開發(fā)和區(qū)域內(nèi)其他電源的建設(shè)和投產(chǎn)，將極大地提高昌都市的電力保障能力，改善區(qū)域用電條件，同時(shí)也為昌都市的電力外送創(chuàng)造有利條件。