港口灣水庫灌區(qū)工程對港口灣電站發(fā)電影響分析

王化可

(安徽省水利水電勘測設計院,安徽 合肥 230088)

目前灌區(qū)的影響分析研究主要集中在對下游水文情勢、水生態(tài)環(huán)境、灌溉回歸水等影響分析，對水庫電站發(fā)電影響分析較少。本文從灌區(qū)工程建設對港口灣電站的發(fā)電水量、發(fā)電水頭、發(fā)電量等角度分析發(fā)電影響。

1 水庫調(diào)度運行方案

1.1 現(xiàn)狀調(diào)度運行方案

港口灣水庫現(xiàn)狀調(diào)度除滿足水庫及下游防洪需求外，興利調(diào)度以供水、發(fā)電為主，即在保障城鎮(zhèn)供水的前提下，當水庫水位高于126.0m時，上游來水均盡量通過發(fā)電站發(fā)電下泄，并未考慮下游是否需水。當水庫水位高于汛限水位133.0m或正常蓄水位135.0m時，啟用防洪設施。根據(jù)調(diào)算，灌區(qū)建成后，設計水平年2030年港口灣水庫多年平均缺水量1941×104m3，缺水11年，達不到灌區(qū)灌溉設計保證率90%。因此，按現(xiàn)狀126.0m水位控制不能滿足設計水平年水庫下游用水需求，需要研究新的調(diào)度運用方案。

1.2 設計調(diào)度運行方案

(1)方案擬定。調(diào)度運行方案以水庫控制水位為參數(shù)，分灌溉期和非灌溉期別擬定。灌溉期(5～10月)水位以126.0m為基礎，將水位逐漸抬升至汛限水位133.0m，非灌溉期(11～4月)水位以灌溉期水位為基礎向上浮動至正常蓄水位135.0m。當水庫水位低于擬定值時，水庫根據(jù)下游用水需求放水發(fā)電，高于這一值時，不再考慮下游用水需求，盡量發(fā)電降低庫水位至擬定值。據(jù)此擬定了52個方案。

(2)方案比選。在滿足防洪要求的前提下，方案選擇首先要滿足下游城鎮(zhèn)供水(保證率95%)、灌溉(保證率90%)及生態(tài)用水需求，其次要考慮水庫多年平均棄水量、汛后蓄滿率、發(fā)電效益，以及管理單位及利益相關(guān)方的意見。3～7月為魚類的繁殖生長期，生態(tài)流量一般不低于相應節(jié)點多年平均流量的30%，其他月份不低于10%(生態(tài)基流)。

(3)方案推薦。從防洪、汛末提高蓄水位并減少棄水等角度綜合考慮，推薦130.0m(灌溉期)及133.0m(非灌溉期)方案，即當庫水位高于130.0m或133.0m時，盡量通過發(fā)電將水位降至該水位；水位低于該值時，只有下游有用水需求時，才可通過電站發(fā)電尾水向下游供水。

2 灌區(qū)建成后對港口灣電站發(fā)電量影響

2.1 年發(fā)電量變化

根據(jù)擬定的水庫的調(diào)度運行方案，灌區(qū)建成后，因直接由水庫引水灌溉的面積增大，庫內(nèi)灌溉用水量由建成前的0增加至1218×104m3，導致水庫下泄水量有所減少。根據(jù)調(diào)算結(jié)果，本灌區(qū)建成前后多年平均發(fā)電量分別為15224×104kWh和14988×104kWh，相差236 ×104kWh，減少幅度1.5%，不致影響電站發(fā)電功能和總體發(fā)電效益，圖1所示。

圖1 灌區(qū)建成前后年均發(fā)電量變化情況

2.2 不同保證率發(fā)電量變化

灌區(qū)建成后，50%、75%和90%保證率年份的發(fā)電量變化如圖2所示。由圖2可知：

(1)50%保證率年份。灌區(qū)建成后發(fā)電量全年減少6.2%，其中5月上旬和6月上旬分別減少753×104kWh和683×104kWh，主要是該月充庫水量增加，導致通過電站下泄量減少。

(2)75%保證率年份。灌區(qū)建成前后各月變化有所不同，除6月中旬和7月下旬增減幅度較大外，其他時段增減電量均不大。灌區(qū)建成后發(fā)電量全年減少3.3%。

(3)90%保證率年份。灌區(qū)建成后發(fā)電量多年平均增加13.5%。從各月變化看，灌溉期6月中旬～8月下旬發(fā)電量增加52%，可見在干旱年份，灌溉期灌溉用水導致水庫放水量大大增加，使該時段發(fā)電量出現(xiàn)較大增長。但該年份放水量的增加也會使水庫水位持續(xù)下降，減少灌溉期后，甚至是第2年、第3年的發(fā)電量。

(4)灌區(qū)建成后對發(fā)電量的影響。主要在灌溉期(5月～10月)，面對非灌溉期幾乎無影響(11月～4月)，中等年(50%保證率)、中等干旱年(75%保證率)發(fā)電量減少幅度相對較大，干旱年(90%保證率)由于水庫放水量增加，發(fā)電量較灌區(qū)建成前有所增加。

圖2 灌區(qū)建成后發(fā)電站電量變化值

3 結(jié)束語

電站發(fā)電量與水庫的調(diào)度運行方案關(guān)系最為密切。本分析中港口灣水庫的調(diào)度運行方案受制于水庫下游的城鎮(zhèn)、灌溉、生態(tài)等需水。由于城鎮(zhèn)實際用水量與用水人口數(shù)量、社會經(jīng)發(fā)展水平、節(jié)水措施等有關(guān)；灌溉實際用水量與作物種植結(jié)構(gòu)、灌溉定額、節(jié)水灌溉措施等有關(guān)；生態(tài)需水根據(jù)環(huán)境保護相關(guān)要求確定，因此，由于需水預測均具有不確定性，實際的水庫調(diào)度運行方案較擬定方案會有變化。總體而言，灌區(qū)建成后港口灣電站發(fā)電效益會受到輕微影響，但通過港口灣水庫調(diào)度運行方式的優(yōu)化，水庫的整體效益將得到充分發(fā)揮。

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