瀑布溝水電站擴機環境影響分析

孫丹丹，楊玖賢，宋旭燕

(中國水電顧問集團成都勘測設計研究院，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，電站采用堤壩式開發，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，壩頂長度547.7m。引水發電系統布置于左岸，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充階段設計裝機容量3300MW，裝設6臺單機容量為550 MW的混流式機組，單機發電引用流量417m3/s。可行性研究補充報告審查意見同意瀑布溝水電站機組設置最大容量，機組可按最大容量長期安全穩定運行。瀑布溝水電站可研補充設計時，大渡河規劃調整尚在進行，根據審批的大渡河調整規劃，干流上游控制性水庫電站雙江口將于2020年前投產，考慮雙江口的調節后，瀑布溝水電站保證出力大幅提高至1302MW，枯期電量增加明顯，多年發電量也有少量增加，為經濟合理的提高瀑布溝水電站裝機容量創造了條件。為合理利用水能資源，增加系統運行調度的靈活性和機組運行的穩定性，瀑布溝水電站開展了裝機容量優化調整專題研究，最終確定電站裝機容量由3300MW(6×550M)調整為3600MW(6×600MW)。

2 擴機工程主要環境影響

瀑布溝水電站擴機工程不改變工程樞紐格局、樞紐建筑物、施工布置、水庫特征水位等，不新增建筑工程量，也不改變電站調節性能和運行方式，僅最大發電引用流量有所增加，由此對下游水文情勢及生態環境用水產生一定影響，因此，本文主要從水文情勢變化方面闡述擴機工程的主要環境影響。

2.1 庫區水文情勢影響分析

瀑布溝水庫形成后，正常蓄水位850m，壩前水位壅高約173m，干流水庫回水長度72km，水面面積約84km2，較天然水面增大約6倍。水庫蓄水后，庫內過水面積遠大于天然狀況，庫區內水體流速明顯減緩，庫區河段水域環境從急流河道型轉為緩流型。瀑布溝水庫進行季調節時，水庫在死水位(790m)～正常蓄水位(850m)之間運行，水位變幅60m。

瀑布溝水電站擴機后，水庫特性未發生變化，水庫正常蓄水位仍為850m，死水位為790m，汛期限制水位也維持原設計的841m不變，季調節運行時，水庫在死水位(790m)～正常蓄水位(850m)之間運行，水位變幅60m。因此，瀑布溝擴機后庫區水文情勢較增容前未發生變化。

2.2 季調節運行增容前后(3300MW與3600 MW)下游河段水文情勢變化

2.2.1 瀑布溝下游河段

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

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

圖1 裝機容量分別為3300MW和3600MW豐水年瀑布溝出庫流量

圖2 裝機容量分別為3300MW和3600MW平水年瀑布溝出庫流量

圖3 裝機容量分別為3300MW和3600MW枯水年瀑布溝出庫流量

圖4 裝機容量分別為3300MW和3600MW豐水年瀑布溝發電流量

圖5 裝機容量分別為3300MW和3600MW平水年瀑布溝發電流量

圖6 裝機容量分別為3300MW和3600MW枯水年瀑布溝發電流量

圖7 裝機容量分別為3300MW和3600MW豐水年瀑布溝發電出力

圖8 裝機容量分別為3300MW和3600MW平水年瀑布溝發電出力

圖9 裝機容量分別為3300MW和3600MW枯水年瀑布溝發電出力

圖10 裝機容量分別為3300MW和3600MW豐水年瀑布溝壩下水位

圖11 裝機容量分別為3300MW和3600MW平水年瀑布溝壩下水位

圖12 裝機容量分別為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、后深溪溝出庫流量及壩下水位變化見圖13～圖14。可以看出，由于裝機容量增加前后，典型枯水年瀑布溝出庫流量未發生變化，因此在與瀑布溝進行聯合運行時，深溪溝入庫流量、出庫流量及下游水位均未發生變化，即瀑布溝進行季調節運行時，增容對深溪溝下游至龔嘴庫區水文情勢未造成影響。

圖13 裝機容量分別為3300MW和3600MW典型枯水年深溪溝出庫流量

圖14 裝機容量分別為3300MW和3600MW典型枯水年深溪溝壩下水位

2.3 日調峰運行增容前后(3300MW和3600 MW)對下游水文情勢的影響

2.3.1 瀑布溝下游河段

瀑布溝水電站擔任電網調峰任務時具有日調節能力，設計時選取對環境最不利的典型枯水年5月典型日調節下泄流量為例，下泄流量在0～2 119m3/s間變化，屆時瀑布溝壩下(深溪溝庫尾)水位及流量變化情況見圖7、圖8。典型日調峰運行時，瀑布溝壩下連續6h斷流，1.5h上游來水僅 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月典型日調節下泄流量過程與增容前基本一致，由于裝機容量增加，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，增容后日調峰運行時最大下泄流量增加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月典型日調峰運行下泄流量對比

圖26 瀑布溝增容前后典型枯水年5月典型日調峰運行壩下水位對比

2.3.2 深溪溝下游河段

根據深溪溝的設計任務，深溪溝水電站在特枯水年對瀑布溝水電站調峰運行時下泄的不穩定流進行反調節，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)，深溪溝設置770萬m3反調節庫容。瀑布溝增容前后深溪溝水庫進行反調節運行時，逐時出庫流量及下游水位變化見圖9、圖10。

瀑布溝增容前，特殊枯水年典型日深溪溝在進行反調節運行時，逐時下泄流量在893.44m3/s～1350.62m3/s間變化，相應下游水位在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行反調節運行時，逐時下泄流量在 705.37m3/s～1055.36m3/s之間變化，相應下游水位在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，相應下游水位最大變幅為0.63m。可見，瀑布溝增容前后典型日調峰運行時對深溪溝下游水文情勢影響較小，同時，經過深溪溝水庫的反調節后，瀑布溝下泄的不穩定流得到一定程度均化，增容未對深溪溝下游至龔嘴庫區河段水文情勢造成不利影響。

圖17 瀑布溝增容前后典型枯水年5月典型日調峰運行時

圖18 瀑布溝及深溪溝逐時下泄流量、壩下水位對比

3 結論

綜上對比分析，瀑布溝水電站增容后季調節運行時并沒有改變水庫的出庫流量，與原裝機規模相比，裝機容量增加后使豐水年7～9月的發電流量有所增加，棄水量減少，發電出力增加，平水年及枯水年的發電流量、棄水量及發電出力情況并未發生變化。瀑布溝增容前后，在與深溪溝水庫進行聯合運行時，由于瀑布溝出庫流量未發生變化，因此深溪溝入庫流量、出庫流量及下游水位均未發生變化，即瀑布溝季調節運行時，增容未對深溪溝下游水文情勢造成改變。

瀑布溝水電站擔任電網調峰任務時具有日調節能力，以對環境最不利的典型枯水年5月典型日調峰運行時下泄流量分析，增容前下泄流量在0～2119m3/s之間變化，相應下游水位在655.86 m～671.43m之間變化;增容后下泄流量過程與增容前基本一致，但由于發電引用流量的增加，導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，瀑布溝增容后日調峰運行時最大下泄流量增加90m3/s，壩下水位增加0.33m。

根據深溪溝水庫設計任務，深溪溝水庫在特枯水年典型日調節運行時對瀑布溝下泄的不穩定流進行反調節，瀑布溝增容前，典型枯水年5月典型日深溪溝進行反調節運行時，逐時下泄流量在714.52m3/s～1350.62m3/s間變化，相應下游水位在623.28m～624.65m之間變化，下泄流量最大小時變幅636.1m3/s，日內水位最大變幅1.37 m;瀑布溝增容后，典型枯水年5月典型日深溪溝在進行反調節運行時，逐時下泄流量在705.37 m3/s～1055.36m3/s之間變化，相應下游水位在623.26m～624.02m之間變化，下泄流量最大小時變幅349.99m3/s，日內水位最大變幅0.76m。增容后深溪溝下泄流量及下游水位變幅減小，出庫流量過程更為均勻。由此可見，瀑布溝增容前后典型日調峰運行時對深溪溝下游水文情勢影響較小，同時，由于深溪溝水庫的反調節作用，削弱了瀑布溝下泄不穩定流對下游水文情勢的影響，增容對深溪溝下游至龔嘴庫區河段水文情勢變化未造成不利影響。

［1］四川大渡河瀑布溝水電站環境影響評價復核報告書［R］.成都:中國水電顧問集團成都勘測設計研究院，2003.5.

［2］四川省大渡河深溪溝水電站環境影響報告書［R］.成都:中國水電顧問集團成都勘測設計研究院，2005.8.

［3］四川大渡河瀑布溝水電站裝機容量優化調整專題研究報告［R］.成都:中國水電顧問集團成都勘測設計研究院，2006.9.

［4］大渡河瀑布溝水電站水庫下閘蓄水環境影響調查報告［R］.成都:中國水電顧問集團成都勘測設計研究院，2009.11.