奎屯河東干渠3#水電站工程取用水合理性分析

張楚迪

(新疆維吾爾自治區灌溉排水發展中心，新疆 烏魯木齊 830000)

1 工程概況

奎屯河補給量以冰川融雪水為主，奎屯河多年平均流量20.6 m3/s，多年平均徑流總量6.50億m3，地下水約占總水量的20%左右，全年地下水徑流總量約1.30億m3[1]。奎屯河東干渠已有1#水電站和2#水電站，新建3#水電站可直接向第七師供電，彌補第七師電網中電力電量的不足。奎屯河東干渠3#水電站為Ⅳ等小(1)型工程，總裝機容量為12 MW，多年平均發電量4279萬kW·h，裝機年利用小時為3566 h。電站引水系統包括取水口、沉沙池、引水渠接壓力前池、壓力管，渠水經壓力管引至發電廠房，經過水輪機過流發電，發電尾水仍歸入奎屯河東干渠。東干渠3#水電站的興建，可以解決奎屯河片區和第七師電力不足的問題。

2 水資源開發利用現狀

2.1 分析范圍

分析范圍的起始位置為東西干分水閘處即東干渠起始處，此處集中了東干渠引入的所有水量，考慮了水量水質對水電站的影響，以及水電站取水對上游擬建工程的影響；分析范圍的末端位置選取在東干渠奎三支分水閘，此處也是梯級水電站結尾處，主要是考慮到電站退水對下游工程的影響，且奎三支分水閘是水庫引水的節點。因此，分析范圍為東西干分水閘至東干渠奎三支分水閘之間區域，面積87.38 km2，包括渠道兩側20 m和分水口控制灌溉面積。

2.2 開發利用現狀

分析范圍內的引水工程包括東干分水閘、東干渠、東干渠上的五座分水閘、奎三支分水閘，東干渠1#水電站和2#水電站。自東西干分水閘開始，東干渠上依次設有南干分水閘、東一支分水閘、26隊分水閘、西一支分水閘和前進分水閘，最后新、老東干匯合后，最后一個分水閘是奎三支分水閘。東干渠現狀年均供水量4.22億m3，南干分水閘引水0.24億m3，東一支分水閘引水192萬m3，26隊分水閘引水247萬m3，西一支分水閘引水2514萬m3，前進分水閘引水378萬m3。

東干渠設計流量35.0 m3/s，現實際引水流量42.0 m3/s，東干渠1#、2#電站均只取水，不用水。在東西干分水閘處設有奎屯河東干渠1#水電站引水口，水電站引水渠設計流量20.0 m3/s，冬季不發電。發電后，尾水投至東干渠跨奎屯河涵洞處。現奎屯河東干渠1#水電站年引水能力2.41億m3，實際年發電量100萬kW·h；奎屯河東干渠2#水電站自南干渠引水閘處引水，發電后，尾水投至東干渠，水電站引水渠設計流量20.0 m3/s，冬季不發電，發電設計引水流量18.1 m3/s，電站多年平均取水量2.59億m3，多年平均發電用水量2.38億m3。在保證率為80%的情況下，發電用水2.21億m3。

3 取用水合理性分析

3.1 取水合理性分析

(1)水電站具有運行靈活機動、自動化程度高等優勢，開發水電資源同時保護環境，水力發電項目屬于當前國家重點鼓勵發展的水利建設項目，東干渠3#水電站項目符合當前國家和地方產業政策[2]。

(2)在保證水資源可持續利用的基礎上開發奎屯河東干渠上的梯級電站，水電站的開發設在河道的工業用水區和農業用水區，水電站建成后，合理利用水能資源，其尾水全部排回原輸水干渠，不占用水量指標[3]，無新增廢污水排放，不改變水量及水質，不影響其他用戶用水，不影響水功能區的使用功能，對下游灌區灌溉沒有不利影響，對下游生態環境不會造成破壞現象，因此，該項目建設取水符合當地在水資源開發利用方面的管理規定。

(3)奎屯河東干渠段雖然落差小，但地形平坦，可利用已有水利工程設施建設電站，投資小，見效快。建設3#水電站沒有淹沒損失、土建投資不大且沒有移民，建設區屬易開發段，投資效益好，能夠合理地利用該河段豐富的水能資源，促進奎屯河流域的建設，發展地區經濟。

3.2 用水合理性分析

(1)合理開發水能資源。奎屯河東干渠東西干分水閘至奎三支分水閘段的主要開發任務是水力發電，為盡量利用水能，獲得較大發電效益，宜開發其梯級水電站[4]。東干渠3#水電站屬引入式電站，不影響其上游及下游的農田灌溉用水。該項目建成投產后，直接向奎屯河管理處奎屯河片區供電，夏季電量多時，可并入第七師電網，緩解奎屯河片區及第七師電網中電力電量不足的現象，減輕奎屯河片區及第七師電網的供電壓力。

(2)水量損失小。項目水源為奎屯河地表水，主要是發電用水，取水方式為東干渠內取水。在修建3#水電站以前，東干渠年均輸送水量4.25億m3，至奎三支分水閘處渠系利用系數0.96，損失水量1701萬m3；電站建成后，電站年均引水量2.52億m3，引水渠及管道渠系利用系數由原東干渠的0.985提高至0.995，水量損失126萬m3；原水量仍由東干渠輸送至下游奎三支處，水量損失為690萬m3。合計渠系滲漏損失816萬m3，較修建工程前減少885萬m3。因此，建設項目實施后未有新增水量損失。

(3)電站在東干渠上引水，東干渠并未增加引水，不影響東干渠上游其他用水戶，不會減少或增加東干渠引水量；取水方式為東干渠內取水，用水并不消耗渠道水量，引水發電及發電后的尾水均歸入原東干渠，對周邊用水不產生影響，不會惡化本地區域用水的平衡，也不會影響奎屯河流域的水量平衡。

3.3 取水口合理性分析

奎屯河東干渠3#水電站的取水口位于奎屯河東干復線4+853處。從水資源配置上看，此段是河段開發水力資源的較佳區域，建設項目段屬開發利用區，主要是工業用水區和農業用水區，符合此段的水功能區劃。根據地質勘探，取水口區域地層穩定，地質條件較好，不會對工程建設構成威脅。奎屯河東干渠3#水電站由東干渠內取水，不會對河流流態產生影響。同時也不影響原取水單位取用水。論證范圍內沒有用水單位和排污口，奎屯河水質屬Ⅲ級標準，電站取水不受水量水質等限制。

3.4 取水可靠性分析

根據分析計算，東干渠現年均引水量4.25億m3，至奎屯河東干渠3#水電站場址處可供水量為3.66億m3，電站發電水量2.33億m3，其利用率為64%；85%頻率下電站取水量為2.27億m3，發電用水量2.12億m3，水量利用率為67%。項目為單一水力發電項目，沒有其他取水，來水量能滿足其發電取用的要求，取水是可靠的。

3.5 退水影響分析

根據奎屯圖河水功能劃分，建設項目退水口所在水功能區為農業用水區，水質現狀和管理目標均為地表水Ⅲ類標準。3#水電站除經水輪機組發電和冷卻系統造成少量損失及引水系統的蒸發滲漏損失外，無其他水量損失，其尾水排入奎屯河東干渠，以原有輸水方式輸往下游灌區，水質水量無變化，對奎屯河的農業用水區功能沒有影響，并且對第三者也沒有影響。

4 結 論

(1)奎屯河東干渠3#水電站主要靠干渠內引用天然徑流進行水力發電，在奎屯河東干復線4+853 處引水，此段是河段開發水力資源的較佳區域，3#水電站的建設能夠合理地利用該河段豐富的水能資源，促進奎屯河流域的建設，項目符合水資源的規劃和配置，符合當地在水資源開發利用方面的管理規定。

(2)東干渠目前年均引水量4.25億m3，至奎屯河東干渠3#水電站場址處可供水量為3.66億m3，85%頻率下電站發電水量 2.33億m3，水量利用率為64%，來水量能滿足其發電取用的要求，取水是可靠的。

(3)論證范圍內，東干渠3#水電站取水不改變水量的時空分布與河道、干渠的水文情勢，不減少下游水功能區的納污能力，不影響下游水能資源開發利用，對區域資源調水工程沒有影響。項目建成投產后，可緩解奎屯河片區及第七師電網中電力電量不足的問題，減輕奎屯河片區及第七師電網的供電壓力。