補償效益返還對龍頭水庫死水位選擇的影響探討

王 振

(新疆水利水電勘測設計研究院，烏魯木齊 830000)

文章編號：1006—2610(2015)03—0010—02

補償效益返還對龍頭水庫死水位選擇的影響探討

王 振

(新疆水利水電勘測設計研究院，烏魯木齊 830000)

采用“一庫多級”水電開發的中小河流，龍頭水庫死水位選擇時水庫電站本身和梯級的發電效益存在矛盾。文章分析了下游梯級電站對龍頭水庫補償效益返還的必要性；提出了簡單易行并有工程實施經驗的補償效益返還方法 ；通過S河K水庫的實例分析，表明補償效益返還對死水位選擇具有一定影響。

龍頭水庫；死水位；補償效益返還

0 前 言

在中國許多中小河流水電開發中，多采用“一庫多級”開發方式，即由一個具有調節作用龍頭水庫與多個日調節或無調節電站組成。龍頭水庫的死水位是一項重要參數，它直接關系水利動能資源的合理利用。在正常蓄水位一定的情況下，死水位決定著水庫的工作深度和興利庫容，影響到水電站的水量利用和工作水頭，死水位越低，興利庫容越大，水電站利用的水量越多，梯級發電效益越大，但電站本身的平均水頭卻隨著死水位的降低而減小，考慮到水頭因素的影響，并非死水位越低發電效益就會越好[1-2]。由于龍頭水庫的徑流調節作用，對水量進行豐枯調節，彌補天然來水量的不足，梯級獲得增益，該部分增益是龍頭水庫和下游梯級共同創造的，應當為兩者共同擁有，即受益的梯級應對龍頭水庫進行補償效益返還。經合理補償效益返還可提高水庫電站發電效益，提高梯級水電站聯合運行積極性，提高水資源利用率。因此，研究補償效益返還對死水位選擇的影響是十分必要的。

1 工程概況

S河流域總面積5 500 km2，全長212 km，天然落差3 165 m。S河水能理論蘊藏量為927.81 MW。S水力發電采用“1庫5級”開發，梯級電站總裝機容量560 MW，保證出力55 MW，多年平均年發電量17.84億kWh。K水庫是龍頭水庫，主要任務為發電。K水庫正常蓄水位1 850 m，死水位1 800 m，調節庫容1.86億m3，具有年調節能力。電站裝機容量212 MW，多年平均發電量7.44億kWh。

2 補償效益分攤必要性及方法

2.1 補償效益分攤必要性

補償效益是上游具有一定調節能力的水庫(電站)和下游梯級聯合運行所創造的額外效益，或者由于上游施益電站的投運增加了下游梯級(主要為徑流式電站)的效益。補償效益是兩者共同創造的，應當為兩者共同擁有，即補償效益應當在兩者之間進行公平、合理的分配。

龍頭水庫調節性能好，可以提高下游各梯級電站的保證出力、年發電量及電力調峰作用，提高流域電力的穩定性和電能質量，對河流具有顯著的梯級補償效益。補償效益分攤可以提高上中游水庫和下游梯級聯合調度積極性，提升各電站經濟效益和社會效益。

龍頭水庫多位于河流中上游，存在交通不便、工程地質條件較差、水庫淹沒大等問題，導致水庫的單位千瓦投資和單位電能投資往往較高。若從全流域的角度進行經濟評價，考慮梯級對龍頭水庫的補償效益分攤，這種水庫電站的單位千瓦投資和單位電能投資指標會有所降低，經濟效益有所提高。

2.2 補償效益分攤方法

中國對梯級電站補償效益分攤計算方法已有較多研究，具有代表性的有單指標法、綜合指標法[3]、離差平方法[4-5]和按比例法[6]。

(1) 單指標法。該方法原理簡單，選擇對補償效益的產生具有重要作用的單個因子作為分攤計算的依據，但具有一定的片面性。通常選用興利庫容、裝機容量、利用水頭、保證出力、年發電量等作為計算因子。

(2) 綜合指標法。由于單指標法的片面性，使得補償效益分攤所得結果差異很大，梯級各電站為了爭得更多利益，會采用利于本電站的計算因子，計算因子的選取難以使得各方滿意。綜合指標法很好地解決了上述問題。綜合指標法在補償效益分攤時，重點考慮影響補償效益分攤的幾個指標，再綜合利用多種分攤方法定量計算分攤結果，然后分析比較各種分攤結果的優劣，根據各準則對電站及梯級庫群的具體適應情況，分別給予不同權分，最后進行綜合運算，得到綜合分攤結果。具有代表性的有綜合分析法、模糊綜合評判分攤法。綜合指標法需要人為確定權重或評判標準，主觀性強，不同的專家給出的權重差異較大。

(3) 離差平方法。離差平方法是一種加權綜合法。假定有n種分攤方法，分攤的平均值為x，設想存在一個權重函數，當第k種分攤方法的分攤系數xi偏離均值x較大時，說明該種方法分攤的精度較差，利用權重函數求出的權重系數應該較小；反之，當偏離均值較小時，說明該種方法分攤的精度較好，利用權重函數求出的權重系數應該較大。該方法利用分攤結果確定權重，雖避免了人為確定權重的主觀性，但不同的分攤方法的選擇對結果影響較大。

(4) 按比例法。按比例法是按某一固定的比例將補償效益分配給施益電站和受益電站。該法簡單易行，是國內外的通常做法。四川省補償效益返還政策采用該方法，已實施的《四川省流域梯級水電站間水庫調節效益償付管理辦法》中確定補償效益返還比例為70%，即受益電站以補償效益的70%向施益電站返還；該政策已實施多年，并取得良好效果。

單指標法、綜合指標法和離差平方法處于研究階段，目前沒有相關文獻表明已成功用于工程實施，而按比例法在國內外已有實施經驗，并取得良好效果。綜合考慮各方法特點以及實施經驗，本文選用按比例法進行補償效益返還計算。

3 計算結果與分析

本文參照四川省水電補償效益返還方式。K水庫在正常高水位1 850 m下擬定不同死水位進行的水能計算結果見表1，選最大年發電量對應的死水位作為水庫死水位。

表1 K水庫不同死水位下發電效益表

由表1可知：

(1) 不考慮補償效益返還，隨著死水位降低，電站年發電量先是增加，然后降低，在死水位1 800 m時年發電量最大，水庫死水位選為1 800 m。

(2) 考慮補償效益返還，死水位從1 840 m降至1 780 m，梯級補償效益不斷增加，經補償效益返還，計入補償后年發電量也不斷增加，死水位越低時年發電量越大，水庫死水位選為1 780 m。

根據上述結果，說明補償效益返還對死水位的選擇具有較大影響。

4 結 語

本文以發電為主的龍頭水庫K水庫為例，計算表明考慮補償效益返還下死水位比不考慮補償效益返還低。隨著河流的不斷開發，上下游梯級水電站相繼建成，從流域系統考慮，龍頭水庫死水位的選擇應更為慎重。

[1] 賈燕寧.小水電站死水位的優化選擇[J].廣西水利水電,1993,(3):27-29.

[2] 趙文發. 蘇只水電站工程規模確定和工程效益[J].西北水電，2008，(02)：9-11.

[3] 薛小杰,黃強,田峰巍.梯級水電站補償效益分攤方法研究[J].中國農村水利水電,2001,(4):45-47.

[4] 趙麥換,徐晨光,黃強.應用離差平方法進行梯級水庫補償效益分攤[J].水利水電技術,2004, 35(5):104-107.

[5] 趙文發,張娉. 黑山峽河段開發方式經濟性比較分析[J].西北水電，2004，(03)：43-46.

[6] 鄭江濤.梯級水電站群補償調節效益償還機制研究[D].北京:華北電力大學,2007:33-35.

Study on Impact of Compensation Benefit Return to Selection of Dead Water Level of Head Reservoir

WANG Zhen

(Xinjiang Water Resources and Hydropower Investigation Design and Research Institute, Urumqi 830000,China)

In medium/small-scaled catchment where hydropower is developed by cascade of one reservoir with multiple stations, selection of the dead water level of the head reservoir conflicts with the power generation profit of the head power plant and the downstream ones. In this paper, necessity of the compensation benefit return by the downstream power plants to the head reservoir is analyzed. The simple and easy compensation benefit return method with engineering practice is provided. Through analysis of K reservoir on the S river, the compensation benefit return impacts the selection of the dead water level of the head reservoir at certain level.

head reservoir; dead water level; compensation benefit return

2015-04-09

王振(1987- )，男，河南省拓城縣人，助理工程師，主要從事水資源規劃工作.

TV214

A

10.3969/j.issn.1006-2610.2015.03.003