鍋浪蹺水電站對(duì)于區(qū)域水資源開發(fā)利用的影響分析

余 祥, 張 艷, 李 大 辰

(四川水發(fā)勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限公司,四川 成都 610072)

0 引 言

我國傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)以火力發(fā)電為主,而水力發(fā)電囿于其間歇性和不穩(wěn)定性等特點(diǎn)發(fā)展相對(duì)滯后,但隨著我國能源結(jié)構(gòu)改革的不斷推進(jìn),水電行業(yè)將迎來重大的發(fā)展機(jī)遇[1]。水電站的開發(fā)與建設(shè)有助于能源工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,不僅能產(chǎn)生巨大的發(fā)電、防洪、航運(yùn)等經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)因其有相對(duì)清潔的特點(diǎn),還能產(chǎn)生巨大的環(huán)境效益[2-3]。但水電站的興建在給人們帶來經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益的同時(shí),對(duì)河流及區(qū)域水資源難免產(chǎn)生多方面影響,因此,客觀評(píng)價(jià)水電站對(duì)區(qū)域水資源的影響對(duì)正確認(rèn)識(shí)水電站的綜合效益和指導(dǎo)水電站的興建具有重要的意義。

1 工程概況

鍋浪蹺水電站位于四川省雅安市天全縣喇叭河鎮(zhèn)境內(nèi),為天全河干流梯級(jí)開發(fā)中的龍頭電站,距縣城37 km,為單一發(fā)電工程。本工程為混合式開發(fā),壩址位于兩河口下游約700 m處,廠址位于下游約11 km處的傍海腔,與已建投產(chǎn)發(fā)電的腳基坪電站銜接。

電站工程為二等大(Ⅱ)型工程,相應(yīng)主要永久建筑物級(jí)別為Ⅱ級(jí),次要建筑物為Ⅲ級(jí)。擋水建筑物為混凝土面板堆石壩,最大壩高186.30 m。水庫正常蓄水位1 280.00 m,設(shè)計(jì)洪水位1 280.56 m,校核洪水位1 282.34 m,總庫容1.84億m3,調(diào)節(jié)庫容1.31億m3,具有年調(diào)節(jié)能力。電站總裝機(jī)220 MW,安裝有3臺(tái)單機(jī)容量為70 MW的混流式水輪發(fā)電機(jī)組及1臺(tái)10 MW的生態(tài)流量混流式水輪發(fā)電機(jī)組,多年平均發(fā)電量7.785億kW·h(大機(jī)組)和0.680億kW·h(生態(tài)流量機(jī)組),年利用小時(shí)數(shù)3 707 h(大機(jī)組)和6 780 h(生態(tài)流量機(jī)組),大機(jī)組設(shè)計(jì)引用流量94.5 m3/s,加上生態(tài)機(jī)組引用流量7.5 m3/s共102 m3/s。

電站供水期按等流量調(diào)節(jié)方式,5月底庫水位不超過1 270.00 m;汛期6～9月,運(yùn)行水位不超過1 270.00 m;10月初水庫開始蓄水,至11月底庫水位蓄水至正常蓄水位1 280.00 m;12月至次年4月水庫供水發(fā)電,水庫從正常蓄水位1 280.00 m逐漸下降,4月底消落至死水位1 220.00 m。由于天全河下游梯級(jí)電站較多,鍋浪蹺電站水庫起到龍頭水庫作用,故水庫供水期亦按等流量調(diào)節(jié)以求盡力獲得梯級(jí)效益,生態(tài)流量通過生態(tài)機(jī)組進(jìn)行下泄。

2 區(qū)域水資源狀況及其開發(fā)利用

2.1 水資源時(shí)空分布特點(diǎn)

天全河古稱徙水、和川,俗稱始陽河,主源冷水河發(fā)源于夾金山東支金棚山南麓,于腳基坪與北來的拉塔河相匯后始稱天全河,在飛仙關(guān)附近與滎經(jīng)河匯合后于右岸注入青衣江,全長109.4 km。天全河流域水資源較為豐富,多年平均水資源總量為33.7億m3,約占青衣江流域水資源總量的21%。

天全河流域徑流主要來源于降雨,其次為地下水和高山融雪水補(bǔ)給。徑流的年內(nèi)分配和降水的年內(nèi)分配基本相應(yīng)。每年4月起徑流隨降雨的增大而增大,7～8兩月水量最豐,9月次豐,12月后由于降雨量的減少,徑流開始以地下水補(bǔ)給為主,穩(wěn)定退水至次年3月。徑流在年內(nèi)的分配較不均勻,豐水期(5～10月)多年平均流量占年徑流量的78.2%,枯水期(11～次年4月)多年平均流量占年徑流量的21.8%,最枯段的12月～次年3月,多年平均流量占年水量的10.7%,最枯月(2月)占年水量的2.0%。徑流在年際間的變化不大,最豐水年年平均流量與最枯水年年平均流量相差僅1.68倍。

2.2 開發(fā)利用現(xiàn)狀

天全河流域以水能資源開發(fā)為主,干流至上而下共規(guī)劃鍋浪蹺龍頭水庫一座共9級(jí)電站,其中禁門關(guān)和勝利為改擴(kuò)建,其它各級(jí)電站均為新建,腳基坪、干溪坡2004年已開工建設(shè),下村、切山一級(jí)、切山二級(jí)、切山三級(jí)水電站已陸續(xù)于2004年、2005年開工建設(shè)。天全河干流梯級(jí)水資源開發(fā)利用狀況見表1。

表1 天全河干流梯級(jí)水資源開發(fā)利用狀況表

2.3 水功能區(qū)

根據(jù)《四川省水功能區(qū)劃》成果,分析范圍內(nèi)共劃有天全河源頭水保護(hù)區(qū)和天全河天全保留區(qū)兩個(gè)一級(jí)功能區(qū)。天全河源頭水保護(hù)區(qū),區(qū)域現(xiàn)狀水質(zhì)執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)Ⅱ類水域標(biāo)準(zhǔn),水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)根據(jù)水功能區(qū)劃按照Ⅱ類目標(biāo)保護(hù);天全河天全保留區(qū),區(qū)域現(xiàn)狀水質(zhì)執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)Ⅱ類水域標(biāo)準(zhǔn)。

3 鍋浪蹺水電站對(duì)區(qū)域水資源開發(fā)利用的影響

3.1 對(duì)水資源及區(qū)域電站開發(fā)利用的影響

電站壩址多年平均來水量15.5億m3,天全河河口多年平均來水量33.7億m3。發(fā)電及生態(tài)取用水量14.49億m3,占?jí)沃诽烊粊硭康?3.5%,占天全河流域的43.0%;蒸發(fā)和滲漏年耗水量為0.14億m3,約占?jí)沃诽烊粊硭康?.9%,天全河流域的0.42%;歸入天全河干流的水量為15.36億m3,占?jí)沃诽烊粊硭?9.1%。損失水量主要為蒸發(fā)和滲漏,對(duì)區(qū)域水資源總量的影響不大。

該電站取用水屬于建攔河大壩擋水發(fā)電,且為非耗水利用,基本不改變流域水資源總量,僅改變年內(nèi)蓄水期(5～10月)和供水期(12～次年4月)的徑流時(shí)空分布,在豐平期來水較豐時(shí),調(diào)節(jié)后的下泄流量比天然徑流有所減少,減少月份主要集中在5～6月,削減的水量用于水庫蓄水?？菟谔烊粊硭坎蛔銜r(shí),調(diào)節(jié)后下泄流量有所增加,增加月份主要集中在12月至次年4月。電站對(duì)天然徑流年內(nèi)分布狀態(tài)的影響,隨水庫樞紐下游區(qū)間支流的匯入而逐漸減弱。

從對(duì)天全河上中下三個(gè)不同斷面流量變化分析,雖然電站蓄水期為5～10月共6個(gè)月,但受汛前水位影響,蓄水期電站實(shí)際改變徑流時(shí)空分布的時(shí)間比較短,在2～4個(gè)月左右滿足蓄水要求,蓄水期最大月平均蓄水量控制在天然月平均來水的53%以內(nèi),并且隨水庫樞紐下游區(qū)間徑流的增加,對(duì)干流下游河道水資源的影響逐漸減弱。枯期鍋浪蹺退水?dāng)嗝孀畲罅髁吭龇?72%,天全河下游切山三級(jí)斷面枯期徑流最大增幅達(dá)78%。通過電站蓄豐補(bǔ)枯,對(duì)于整個(gè)區(qū)域水資源年內(nèi)徑流過程進(jìn)行了重新分配,在確保河道基本生態(tài)流量基礎(chǔ)上優(yōu)化了整個(gè)流域的水資源配置,增加了流域枯期的可供水量和四川電網(wǎng)枯水期電能,改善了電網(wǎng)供電質(zhì)量。電站對(duì)下游水資源影響分析成果見表2。

表2 電站對(duì)下游水資源影響分析成果表(豐中枯三個(gè)代表年平均) /m3·s-1

3.2 電站對(duì)水功能區(qū)的影響

工程建成運(yùn)行后,污染物排放極小,并且水體交換頻繁,電站發(fā)電取水不會(huì)對(duì)該河段水質(zhì)帶來污染。電站庫區(qū)人口較少,庫周無大型污染源,庫區(qū)水質(zhì)不會(huì)受到嚴(yán)重影響。電站建成后,壩址至廠址之間河段將成為減水河段,河流流量減少,水位降低,河水稀釋自凈能力將有一定的減弱。庫區(qū)、庫周及脫減水河段內(nèi)無工業(yè)污染源,農(nóng)藥和化肥施用量小,對(duì)水質(zhì)影響甚微。該河段天然落差大,河道比降大,流速快,水流摻氣充分,降解作用顯著,考慮下泄的生態(tài)基流與區(qū)間支溝流量的匯入,因此,取水對(duì)水體納污能力影響較小。

該河段水質(zhì)較好,滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)II類水標(biāo)準(zhǔn)污染源相對(duì)較少,電站水庫建成后,按原水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)管理,工程在運(yùn)行期不排放污染物,對(duì)環(huán)境的影響屬于非污染型。發(fā)電用水對(duì)水質(zhì)要求較低,完全能達(dá)到發(fā)電用水要求的標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié) 語

電站開發(fā)任務(wù)主要為發(fā)電,兼顧下游生態(tài)環(huán)境用水要求。該項(xiàng)目的取水方案是在兩河口下游通過建攔河大壩取水,經(jīng)取水口、引水隧洞集中河道落差,再經(jīng)調(diào)壓室、壓力鋼管進(jìn)入機(jī)組發(fā)電,電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目的客觀實(shí)際,創(chuàng)新高邊坡支護(hù)施工流程,提升開挖技術(shù)應(yīng)用效果。由于受技術(shù)條件、施工環(huán)境與過程控制等因素影響,當(dāng)前高邊坡支護(hù)施工實(shí)踐中依然存在諸多短板,不利于取得最優(yōu)化的開挖技術(shù)應(yīng)用成果。因此,技術(shù)人員應(yīng)擺脫傳統(tǒng)陳舊支護(hù)施工模式的束縛,細(xì)化完善開挖技術(shù)應(yīng)用的整體流程,優(yōu)化整合高邊坡支護(hù)施工技術(shù)資源,積極有效運(yùn)用機(jī)械化施工方法,提高現(xiàn)場(chǎng)開挖作業(yè)人員整體素質(zhì),為全面優(yōu)化提升高邊坡支護(hù)施工效果奠定基礎(chǔ),有利于輔助基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目現(xiàn)代化發(fā)展。