下壩水電站正常蓄水位的經濟技術綜合比較與選擇

蔡 忠

(貴州遵義水利水電勘測設計研究院，貴州 遵義 563000)

下壩水電站正常蓄水位的經濟技術綜合比較與選擇

蔡 忠

(貴州遵義水利水電勘測設計研究院，貴州 遵義 563000)

下壩水電站位于貴陽市烏當區下壩鄉境內，地處烏江水系一級支流的清水河干流中下游，是清水河水電梯級開發的第一級。由于原規劃下壩水電站的正常水位980m，庫區淹沒農田12.3hm2、旱地7.3hm2、防護林40hm2，同時涉及房屋搬遷，庫區內部分公路、橋梁需改線，工程實施難度大。為了從充分開發水資源和保護耕地資源，加之特殊的地理位置和淹沒的耕地大多為基本農田，耕地更顯寶貴，而且《清水河干流水電規劃報告》完成于20世紀90年代初，因此從保護耕地資源的角度出發進一步對其電站正常蓄水位進行論證是非常必要的。結合下壩水電站原水電開發規劃確定的正常蓄水位為980m。為此，下壩水電站不同設計水位耕地受淹、水文地質條件、環境等因素影響，擬定了970m、972m、976m、980m和982m 5種正常蓄水位規模進行綜合比較。

水電梯級開發；下壩水電站；正常蓄水位；水資源；耕地資源

1 工程概況

下壩水電站工程位于貴陽市烏當區下壩鄉境內，地處烏江水系一級支流的清水河干流中下游，廠、壩址位于清水河支流下莊河及壩碾河之間的河段上，距烏當區新添寨約20km，有132縣道從左岸通過，交通方便。該水電站為壩后式，主要任務是發電。

清水河發源于貴州省平壩縣境內的白泥田，干流全長217.3km，總落差800m，水力理論蘊藏量及可開發量分別達32.75萬 kW及20.79萬 kW。下壩水電站壩址以上流域面積1556km2，多年平均徑流量26.5m3/s(考慮貴陽市用水影響后)，多年平均年徑流量8.36億 m3。

由于原規劃正常水位980m方案淹沒耕地達19.67hm2，且大多為基本農田，工程建設審批和實施的難度較大。本著合理利用水、土資源原則選擇水庫下壩水電站的正常蓄水位，以利工程建設和促進地方經濟社會的可持續發展。

2 下壩水電站正常蓄水位的比較

下壩水電站正常蓄水位受淹沒、水文地質條件、環境等因素影響，經擬定了970m、972m、976m、980m、982m 5種正常蓄水位規模分別從以下幾個方面進行了綜合比較：

2.1 在梯級銜接方面

下壩水電站為清水河干流水電梯級開發的第一級電站，不存在與上游梯級水位銜接問題，在《關于清水河干流水電規劃報告的批復》確定下壩水電站正常蓄水位為980m，但因該電站位于貴陽市郊區，所處地理位置較特殊，水庫淹沒大，且多為基本農田，加之“清水河干流水電規劃”是在20世紀初完成的，庫區淹沒的很多因子發生了變化，因此原規劃的正常蓄水位980m是否恰當是值得研究的。從充分開發開發水資源角度看，高水位方案較優；而從保護耕地資源考慮，低水位方案較為有利[1]。

2.2 成庫條件方面

由于左岸庫首沖溝切割，溝內中部有T1a1灰巖強巖溶層分布，其地下水位約967m，成壩后庫水沿沖溝向下游滲漏的可能性大，水位越高處理工程量越大，工程風險也較大。因此從成庫條件方面分析，正常蓄水位越低越有利。

2.3 電能指標方面

隨著正常蓄水位的提高，興利庫容雖從122萬 m3增加到270萬 m3，但都只有日調節性能，對下游各梯級水電站的電能指標都無影響。

本電站電量隨正常蓄水位提高而遞增，且與水頭成正比關系，正常蓄水位每提高1m、約增加電量160～190萬 kW·h，因此從充分利用水能資源的角度出發，正常蓄水位越高越好[2]。

各正常蓄水位電能指標比較見表1。

表1 各正常蓄水位電能指標比較表

2.4 樞紐布置方面

各方案總體布置基本相同，均為大壩+壩頂泄洪+左岸發電引水系統(含壓力鋼管)+左岸發電廠房。不同之處是980m和982m壩型為雙曲拱壩，采用挑流消能，閘門較小(3孔9×10m)；而970m、972m和976m壩型為重力拱壩，采用底流消能，閘門較大(3孔9×13m)。水位越高，庫首左岸防滲處理和左岸壩肩重力墩工程量及難度越大[3-4]。

2.5 淹沒指標方面

淹沒指標隨正常蓄水位的提高呈遞增趨勢，其中正常蓄水位超過972m將淹沒下大山大橋(單跨拱橋，橋面高程975m、跨肋底高程973.8m、正常蓄水位972m時50a一遇洪水回水位972.60m)，正常蓄水位超過976m將影響定扒村人飲工程水源。

淹沒耕地拐點雖然出現在980～982m，但庫區972m以上的耕地大多為基本農田，辦理征地手續的難度非常大，因此從保護基本農田的角度考慮，正常蓄水位以≤972m為宜。

各正常蓄水位主淹沒指標比較見表2。

2.6 經濟指標方面

除正常蓄水位970m單位電能投資稍高外，972m 、976m、980m、982m單位電能投資相近，且各方案在現行上網電價下財務評價指標均行，因此從經濟指標方面分析，正常蓄水位≥972m。

各正常蓄水位經濟指標比較見表3。

表2 各正常蓄水位主要淹沒指標比較表

表3 各正常蓄水位經濟指標比較表

3 下壩水電站正常蓄水位的選擇

由于庫區972m以上分布的耕地主要是基本農田，耕地征用手續難以辦理，而且還需改建下大山公路橋及部分公路(縣道)，加之水位超過972m左岸存在鄰谷滲漏的可能性大，因此正常蓄水位高于972m項目實施的可能性極小，可操作性差[5]。

正常蓄水位電能投資972m、 976m、980m和982m方案，且在現行上網電價下財務評價指標可行，但972m方案淹沒耕地較少、不淹下大山公路橋、無房屋搬遷，基本無鄰谷滲漏之憂，可操作性強，風險性小。

因此從保護基本農田、可操作性和抗風險能力強及經濟技術指標可行等方面考慮，建議下壩水電站水庫正常蓄水位為972m，正常蓄水位庫容929萬 m3，死水位970m，死庫容792萬 m3，興利庫容137萬 m3，裝機容量2×10mW，多年平均發電量6140萬 kW·h，年利用小時3070h，估算工程總投資10464.60萬元，單位千瓦投資5232元/kW，單位電能投資1.70元/kW·h。

4 結 語

下壩水電站規劃的正常蓄水位為980m，但存在淹沒基本農田和專項設施較多、成庫條件差等問題，工程實施的難度大。

下壩水電站正常蓄水位為972m時，淹沒的耕地和專項設施較少，成庫條件較好，而且經濟技術指標合理，可操作性強，風險較小，因此建議下壩水電站正常蓄水位為972m，正常蓄水位庫容929萬 m3，死水位970m，死庫容792萬 m3，興利庫容137萬 m3，裝機容量2×10mW，多年平均發電量6140萬 kW·h，利用小時3070h/a。

該方案淹沒僅耕地6.98hm2(田3.5hm2、土3.48hm2)，且不淹下大山公路橋，無房屋搬遷。估算工程總投資10464.60萬元，單位千瓦投資5232元/kW，單位電能投資1.70元/kW·h。

[1]袁曉宇.多層次模糊優選方法在水庫正常蓄水位選擇中的應用[D].南京：河海大學，2006.

[2]覃新聞.阿爾塔什水庫特征水位優選及效益分析論證研究[D].西安：西安理工大學，2007.

[3]歐陽啟麟，龐瑞生.飛來峽水利樞紐正常蓄水位選擇及電站建設規模[J].人民珠江，1994(S1)：43-45.

[4]劉友春，閆芳階，喬立峰.提高南四湖上級湖正常蓄水位的可行性研究[J].中國農村水利水電，2011(06)：11-13.

[5]董亮，伍尚鎰.平湖水庫正常蓄水位的選擇[J].人民珠江，2003(S1):31-33.

TechnicalandEconomicComparisonandSelectionofNormalWaterLevelforXiabaHydropowerStation

CAI Zhong

(Guizhou Zunyi Water Conservancy & Hydropower Investigation and Design Institute，Zunyi 563000，China)

Xiaba Hydropower Station is located in Xiaba Town，Wudang District，Guiyang City，and at the middle and lower reaches of Qingshuijiang River mainstream which is a tributary of the Wujiang River and the first hydropower station of Wujiang River hydropower cascade development.According to the original planning the normal water level of the hydropower station is 980m，will flood 12.3ha farmland，7.3ha dry land and 40ha protective forest，and the project will result in housing relocation，reservoir road and bridge need to be rebuilt，project implementation is difficult.In order to fully develop the cultivated land resources and protection of water resources，flood less basic farmland and Qingshuihe River Mainstream Hydropower Planning was compiled at the beginning of 90’s last century，land resources becomes more precious.Therefore it is necessary to demonstrate the normal water level again so as to protect farmland.Taking consideration of 980m original normal water level for Xiaba Hydropower Station in the hydropower development planning，970m、972m、976m、980m、982m five normal water level scale are comprehensively compared to demonstrate the flooded farmland，hydrogeological conditions，environmental impact and other related factors.

hydropower cascade development；Xiaba Hydropower Station；normal water level；water resources；farmland resources

1007-7596(2014)01-0036-03

2013-09-26

蔡忠(1968-)，男，上海人，工程師，從事工程經濟、監理工作。

TV697.1

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