瀑布溝水電站擴(kuò)機(jī)環(huán)境影響分析

孫丹丹，楊玖賢，宋旭燕

(中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，四川成都 610072)

1 工程概況

瀑布溝水電站位于四川省雅安市漢源縣、石棉縣和涼山彝族自治州甘洛縣境內(nèi)，電站采用堤壩式開(kāi)發(fā)，壩址位于大渡河中游尼日河匯口上游約700m處，壩頂高程856.00m，最大壩高186 m，壩頂長(zhǎng)度547.7m。引水發(fā)電系統(tǒng)布置于左岸，廠房型式為地下式;泄洪建筑物包括一條岸邊溢洪道、一條深孔泄洪洞，均布置于左岸;右岸布置一條放空隧洞及尼日河引水工程。是一座以發(fā)電為主，兼有防洪、攔沙等綜合效益的大型水利水電工程。瀑布溝水電站可行性研究補(bǔ)充階段設(shè)計(jì)裝機(jī)容量3300MW，裝設(shè)6臺(tái)單機(jī)容量為550 MW的混流式機(jī)組，單機(jī)發(fā)電引用流量417m3/s。可行性研究補(bǔ)充報(bào)告審查意見(jiàn)同意瀑布溝水電站機(jī)組設(shè)置最大容量，機(jī)組可按最大容量長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行。瀑布溝水電站可研補(bǔ)充設(shè)計(jì)時(shí)，大渡河規(guī)劃調(diào)整尚在進(jìn)行，根據(jù)審批的大渡河調(diào)整規(guī)劃，干流上游控制性水庫(kù)電站雙江口將于2020年前投產(chǎn)，考慮雙江口的調(diào)節(jié)后，瀑布溝水電站保證出力大幅提高至1302MW，枯期電量增加明顯，多年發(fā)電量也有少量增加，為經(jīng)濟(jì)合理的提高瀑布溝水電站裝機(jī)容量創(chuàng)造了條件。為合理利用水能資源，增加系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度的靈活性和機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，瀑布溝水電站開(kāi)展了裝機(jī)容量?jī)?yōu)化調(diào)整專(zhuān)題研究，最終確定電站裝機(jī)容量由3300MW(6×550M)調(diào)整為3600MW(6×600MW)。

2 擴(kuò)機(jī)工程主要環(huán)境影響

瀑布溝水電站擴(kuò)機(jī)工程不改變工程樞紐格局、樞紐建筑物、施工布置、水庫(kù)特征水位等，不新增建筑工程量，也不改變電站調(diào)節(jié)性能和運(yùn)行方式，僅最大發(fā)電引用流量有所增加，由此對(duì)下游水文情勢(shì)及生態(tài)環(huán)境用水產(chǎn)生一定影響，因此，本文主要從水文情勢(shì)變化方面闡述擴(kuò)機(jī)工程的主要環(huán)境影響。

2.1 庫(kù)區(qū)水文情勢(shì)影響分析

瀑布溝水庫(kù)形成后，正常蓄水位850m，壩前水位壅高約173m，干流水庫(kù)回水長(zhǎng)度72km，水面面積約84km2，較天然水面增大約6倍。水庫(kù)蓄水后，庫(kù)內(nèi)過(guò)水面積遠(yuǎn)大于天然狀況，庫(kù)區(qū)內(nèi)水體流速明顯減緩，庫(kù)區(qū)河段水域環(huán)境從急流河道型轉(zhuǎn)為緩流型。瀑布溝水庫(kù)進(jìn)行季調(diào)節(jié)時(shí)，水庫(kù)在死水位(790m)～正常蓄水位(850m)之間運(yùn)行，水位變幅60m。

瀑布溝水電站擴(kuò)機(jī)后，水庫(kù)特性未發(fā)生變化，水庫(kù)正常蓄水位仍為850m，死水位為790m，汛期限制水位也維持原設(shè)計(jì)的841m不變，季調(diào)節(jié)運(yùn)行時(shí)，水庫(kù)在死水位(790m)～正常蓄水位(850m)之間運(yùn)行，水位變幅60m。因此，瀑布溝擴(kuò)機(jī)后庫(kù)區(qū)水文情勢(shì)較增容前未發(fā)生變化。

2.2 季調(diào)節(jié)運(yùn)行增容前后(3300MW與3600 MW)下游河段水文情勢(shì)變化

2.2.1 瀑布溝下游河段

裝機(jī)容量分別為3300MW和3600MW時(shí)瀑布溝水電站壩下游(深溪溝庫(kù)尾)及深溪溝壩下流量及水位變化情況見(jiàn)圖1～3。可以看出，裝機(jī)容量增加沒(méi)有改變瀑布溝電站的平枯水期出庫(kù)流量，與原裝機(jī)容量相比，裝機(jī)容量增加后使豐水年7～9月電站發(fā)電流量有所增加，棄水流量減少，出力有所增加，其它月份基本沒(méi)有發(fā)生改變，平水年及枯水年的發(fā)電流量、棄水流量和出力沒(méi)有發(fā)生改變。

由圖4可知，由于增容后瀑布溝出庫(kù)流量未發(fā)生變化，因此壩下(深溪溝庫(kù)尾)水位較增容前相比也未發(fā)生變化。

圖1 裝機(jī)容量分別為3300MW和3600MW豐水年瀑布溝出庫(kù)流量

圖2 裝機(jī)容量分別為3300MW和3600MW平水年瀑布溝出庫(kù)流量

圖3 裝機(jī)容量分別為3300MW和3600MW枯水年瀑布溝出庫(kù)流量

圖4 裝機(jī)容量分別為3300MW和3600MW豐水年瀑布溝發(fā)電流量

圖5 裝機(jī)容量分別為3300MW和3600MW平水年瀑布溝發(fā)電流量

圖6 裝機(jī)容量分別為3300MW和3600MW枯水年瀑布溝發(fā)電流量

圖7 裝機(jī)容量分別為3300MW和3600MW豐水年瀑布溝發(fā)電出力

圖8 裝機(jī)容量分別為3300MW和3600MW平水年瀑布溝發(fā)電出力

圖9 裝機(jī)容量分別為3300MW和3600MW枯水年瀑布溝發(fā)電出力

圖10 裝機(jī)容量分別為3300MW和3600MW豐水年瀑布溝壩下水位

圖11 裝機(jī)容量分別為3300MW和3600MW平水年瀑布溝壩下水位

圖12 裝機(jī)容量分別為3300MW和3600MW枯水年瀑布溝壩下水位

2.2.2 深溪溝下游河段

瀑布溝增容前、后深溪溝出庫(kù)流量及壩下水位變化見(jiàn)圖13～圖14。可以看出，由于裝機(jī)容量增加前后，典型枯水年瀑布溝出庫(kù)流量未發(fā)生變化，因此在與瀑布溝進(jìn)行聯(lián)合運(yùn)行時(shí)，深溪溝入庫(kù)流量、出庫(kù)流量及下游水位均未發(fā)生變化，即瀑布溝進(jìn)行季調(diào)節(jié)運(yùn)行時(shí)，增容對(duì)深溪溝下游至龔嘴庫(kù)區(qū)水文情勢(shì)未造成影響。

圖13 裝機(jī)容量分別為3300MW和3600MW典型枯水年深溪溝出庫(kù)流量

圖14 裝機(jī)容量分別為3300MW和3600MW典型枯水年深溪溝壩下水位

2.3 日調(diào)峰運(yùn)行增容前后(3300MW和3600 MW)對(duì)下游水文情勢(shì)的影響

2.3.1 瀑布溝下游河段

瀑布溝水電站擔(dān)任電網(wǎng)調(diào)峰任務(wù)時(shí)具有日調(diào)節(jié)能力，設(shè)計(jì)時(shí)選取對(duì)環(huán)境最不利的典型枯水年5月典型日調(diào)節(jié)下泄流量為例，下泄流量在0～2 119m3/s間變化，屆時(shí)瀑布溝壩下(深溪溝庫(kù)尾)水位及流量變化情況見(jiàn)圖7、圖8。典型日調(diào)峰運(yùn)行時(shí)，瀑布溝壩下連續(xù)6h斷流，1.5h上游來(lái)水僅 209m3/s，壩下水位在655.86m ～671.43m 之間變化。瀑布溝增容后，典型枯水年5月典型日調(diào)節(jié)下泄流量過(guò)程與增容前基本一致，由于裝機(jī)容量增加，最大下泄流量有所增加。由圖15、圖16可以看出，增容后瀑布溝枯期5月典型日下泄流量在0～2209m3/s之間變化，壩下水位在655.86m～671.76m之間變化。與增容前相比，增容后日調(diào)峰運(yùn)行時(shí)最大下泄流量增加90m3/s，瀑布溝壩下水位增加0.33m。

圖25 瀑布溝增容前后典型枯水年5月典型日調(diào)峰運(yùn)行下泄流量對(duì)比

圖26 瀑布溝增容前后典型枯水年5月典型日調(diào)峰運(yùn)行壩下水位對(duì)比

2.3.2 深溪溝下游河段

根據(jù)深溪溝的設(shè)計(jì)任務(wù)，深溪溝水電站在特枯水年對(duì)瀑布溝水電站調(diào)峰運(yùn)行時(shí)下泄的不穩(wěn)定流進(jìn)行反調(diào)節(jié)，按前述極端最不利情況考慮(瀑布溝斷流6h，1.5h下泄流量低于209m3/s)，深溪溝設(shè)置770萬(wàn)m3反調(diào)節(jié)庫(kù)容。瀑布溝增容前后深溪溝水庫(kù)進(jìn)行反調(diào)節(jié)運(yùn)行時(shí)，逐時(shí)出庫(kù)流量及下游水位變化見(jiàn)圖9、圖10。

瀑布溝增容前，特殊枯水年典型日深溪溝在進(jìn)行反調(diào)節(jié)運(yùn)行時(shí)，逐時(shí)下泄流量在893.44m3/s～1350.62m3/s間變化，相應(yīng)下游水位在623.67 m～624.65m之間變化;瀑布溝增容后，特殊枯水年典型日深溪溝在進(jìn)行反調(diào)節(jié)運(yùn)行時(shí)，逐時(shí)下泄流量在 705.37m3/s～1055.36m3/s之間變化，相應(yīng)下游水位在623.26m～624.02m之間變化。瀑布溝增容前后深溪溝下泄流量最大變幅為295.26m3/s，相應(yīng)下游水位最大變幅為0.63m。可見(jiàn)，瀑布溝增容前后典型日調(diào)峰運(yùn)行時(shí)對(duì)深溪溝下游水文情勢(shì)影響較小，同時(shí)，經(jīng)過(guò)深溪溝水庫(kù)的反調(diào)節(jié)后，瀑布溝下泄的不穩(wěn)定流得到一定程度均化，增容未對(duì)深溪溝下游至龔嘴庫(kù)區(qū)河段水文情勢(shì)造成不利影響。

圖17 瀑布溝增容前后典型枯水年5月典型日調(diào)峰運(yùn)行時(shí)

圖18 瀑布溝及深溪溝逐時(shí)下泄流量、壩下水位對(duì)比

3 結(jié)論

綜上對(duì)比分析，瀑布溝水電站增容后季調(diào)節(jié)運(yùn)行時(shí)并沒(méi)有改變水庫(kù)的出庫(kù)流量，與原裝機(jī)規(guī)模相比，裝機(jī)容量增加后使豐水年7～9月的發(fā)電流量有所增加，棄水量減少，發(fā)電出力增加，平水年及枯水年的發(fā)電流量、棄水量及發(fā)電出力情況并未發(fā)生變化。瀑布溝增容前后，在與深溪溝水庫(kù)進(jìn)行聯(lián)合運(yùn)行時(shí)，由于瀑布溝出庫(kù)流量未發(fā)生變化，因此深溪溝入庫(kù)流量、出庫(kù)流量及下游水位均未發(fā)生變化，即瀑布溝季調(diào)節(jié)運(yùn)行時(shí)，增容未對(duì)深溪溝下游水文情勢(shì)造成改變。

瀑布溝水電站擔(dān)任電網(wǎng)調(diào)峰任務(wù)時(shí)具有日調(diào)節(jié)能力，以對(duì)環(huán)境最不利的典型枯水年5月典型日調(diào)峰運(yùn)行時(shí)下泄流量分析，增容前下泄流量在0～2119m3/s之間變化，相應(yīng)下游水位在655.86 m～671.43m之間變化;增容后下泄流量過(guò)程與增容前基本一致，但由于發(fā)電引用流量的增加，導(dǎo)致電站最大下泄流量增加，增容后枯期典型日下泄流量在0～2209m3/s之間變化，壩下水位在655.86m～671.76m之間變化。與增容前相比，瀑布溝增容后日調(diào)峰運(yùn)行時(shí)最大下泄流量增加90m3/s，壩下水位增加0.33m。

根據(jù)深溪溝水庫(kù)設(shè)計(jì)任務(wù)，深溪溝水庫(kù)在特枯水年典型日調(diào)節(jié)運(yùn)行時(shí)對(duì)瀑布溝下泄的不穩(wěn)定流進(jìn)行反調(diào)節(jié)，瀑布溝增容前，典型枯水年5月典型日深溪溝進(jìn)行反調(diào)節(jié)運(yùn)行時(shí)，逐時(shí)下泄流量在714.52m3/s～1350.62m3/s間變化，相應(yīng)下游水位在623.28m～624.65m之間變化，下泄流量最大小時(shí)變幅636.1m3/s，日內(nèi)水位最大變幅1.37 m;瀑布溝增容后，典型枯水年5月典型日深溪溝在進(jìn)行反調(diào)節(jié)運(yùn)行時(shí)，逐時(shí)下泄流量在705.37 m3/s～1055.36m3/s之間變化，相應(yīng)下游水位在623.26m～624.02m之間變化，下泄流量最大小時(shí)變幅349.99m3/s，日內(nèi)水位最大變幅0.76m。增容后深溪溝下泄流量及下游水位變幅減小，出庫(kù)流量過(guò)程更為均勻。由此可見(jiàn)，瀑布溝增容前后典型日調(diào)峰運(yùn)行時(shí)對(duì)深溪溝下游水文情勢(shì)影響較小，同時(shí)，由于深溪溝水庫(kù)的反調(diào)節(jié)作用，削弱了瀑布溝下泄不穩(wěn)定流對(duì)下游水文情勢(shì)的影響，增容對(duì)深溪溝下游至龔嘴庫(kù)區(qū)河段水文情勢(shì)變化未造成不利影響。

［1］四川大渡河瀑布溝水電站環(huán)境影響評(píng)價(jià)復(fù)核報(bào)告書(shū)［R］.成都:中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2003.5.

［2］四川省大渡河深溪溝水電站環(huán)境影響報(bào)告書(shū)［R］.成都:中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2005.8.

［3］四川大渡河瀑布溝水電站裝機(jī)容量?jī)?yōu)化調(diào)整專(zhuān)題研究報(bào)告［R］.成都:中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2006.9.

［4］大渡河瀑布溝水電站水庫(kù)下閘蓄水環(huán)境影響調(diào)查報(bào)告［R］.成都:中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2009.11.