蒲石河抽水蓄能電站下庫蓄水對下游的影響

王相波，李曉軍，郭世安，張彥東，王志巖

（1.中水東北勘測設計研究有限責任公司，吉林 長春 130021；2.松原市水利局，吉林 松原 138000）

1 上、下游用水情況

（1）上游用水情況。電站上游主要用水部門寬甸縣自來水公司，日供水量2.5萬t，采用抽水泵抽取蒲石河水，日抽水量3萬t（約合0.35 m3/s），約占蒲石河下庫壩址多年平均流量22.9 m3/s的1.53%。上游已建4座電站均為無調(diào)節(jié)徑流式電站，按天然來水量發(fā)電，對天然徑流不進行調(diào)節(jié)。經(jīng)分析，蒲石河抽水蓄能電站下庫初期蓄水對上游沒有影響。

（2）下游用水情況。下游用水部門主要為農(nóng)村居民生活、生產(chǎn)及已建電站用水等：①生活用水的主要調(diào)查范圍為壩址至河口長約20 km區(qū)域，共計455戶，1 866人，取水方式為壓水井及少量自來水井。②2組魚塘用水水面總面積為2.4 hm2，其中一組魚塘位于蒲石河堤防內(nèi)，用水均利用地下水與河水滲水補給；另一組魚塘位于蒲石河堤防外，主要利用河床滲水補給。③灌溉用水主要為總面積4.867 hm2蔬菜大棚灌溉用水。其中，蒲石河村4.133 hm2，主要采用水泵提蒲石河水或利用滲水井灌溉；古樓子村0.733 hm2，利用灌溉水井灌溉。

（3）下游已建水電站情況。下游已建電站有2座，即砬子溝水電站和豐發(fā)水電站，均為徑流式電站。砬子溝水電站距蒲石河蓄能電站下水庫壩址約3 km，裝機容量209 kW，年發(fā)電量130萬kW·h，額定流量5.68 m3/s。豐發(fā)水電站距蒲石河蓄能電站下庫壩址約10 km，裝機容量3 200 kW，多年平均發(fā)電量860萬kW·h，額定流量37.64 m3/s。

2 河道最小流量分析

蒲石河電站下庫壩址距蒲石河河口約20 km，該河段無較大支流匯入蒲石河，故該河段的水量分析采用蒲石河抽水蓄能電站下庫壩址徑流資料。根據(jù)壩址長系列月平均徑流資料，蒲石河枯水期為11月至次年的4月，枯水期多年平均最小月均流量約為2.48 m3/s，最大月均流量約為10.6 m3/s。

2.1 滿足下游生活用水河道最小流量分析

該河段生活用水為古樓子鄉(xiāng)的砬子溝村、蒲石河村、古樓子村和長甸鎮(zhèn)的小孤山子村的居民生活用水，水源形式為壓水井和自來水井。根據(jù)現(xiàn)場實地調(diào)查情況可知，井水位和水量略受河道水位變動和水量增減的影響。居民用水保證率按95%計算，河道流量最小不低于1 m3/s，絕大部分居民的生活用水能夠得以保證，即蒲石河蓄能電站下水庫初期蓄水期間水庫下放流量以大于1 m3/s為宜，蓄水期間可根據(jù)來水情況酌情加大下放流量。

2.2 滿足下游生產(chǎn)用水河道最小流量分析

下游生產(chǎn)用水主要為魚塘用水 （5月～10月）和蔬菜大棚灌溉用水。生產(chǎn)用水保證率按75%計算，河道流量最小不低于1.75 m3/s，生產(chǎn)用水能夠得以保證，即蒲石河電站下庫初期蓄水期間水庫下放流量以大于1.75 m3/s時對生產(chǎn)用水不造成影響，蓄水期間可根據(jù)來水情況酌情加大下放流量。

2.3 下游生態(tài)環(huán)境流量

蒲石河電站下游最小環(huán)境流量為1.54 m3/s。

3 電站初期蓄水分析

該電站初期蓄水下閘時間為2011年1月10日。

3.1 初期蓄水期間的控制水位

下閘之前，蒲石河下庫大壩已經(jīng)建成，泄水建筑物已具備正常運行條件。根據(jù)施工進度安排，導流底孔在下閘之前進行底孔封堵，施工工期要求自封堵之日起，2個月到2個半月之內(nèi)庫水位不得超過56.00 m高程。泄洪排沙閘堰頂高程48.00 m，輸水系統(tǒng)充排水試驗要求下水庫最低蓄水位要達到62.00 m以上，第1臺機組發(fā)電調(diào)試水位要求達到62.79 m，4臺機發(fā)電水位要求達到64.89 m，正常蓄水位減掉冰庫容相應的水位為65.36 m。

3.2 蓄水原則、方法及結(jié)果

（1）從堰頂高程48.00 m蓄至死水位62.00 m期間，按滿足下游生產(chǎn)、生活用水1.75 m3/s放流，多余水量蓄入水庫，能滿足環(huán)境用水1.54 m3/s要求。

（2）從死水位62.00 m蓄至正常蓄水位66.00 m期間，按不影響下游豐發(fā)水電站發(fā)電引用流量37.6 m3/s放流，多余水量蓄入水庫。

（3）當天然來水小于1.75 m3/s流量時，按來多少放多少，水庫不蓄水控制。

不同的蓄水方案計算成果 （見本專輯趙忠文文表1，2）：水庫由48.00 m開始蓄水至死水位62.00 m，蓄水時間為83～106 d（3月22日～4月 14日）；蓄水至正常蓄水位66.00 m，蓄水時間為155～206 d（6月2日～7月 23日）。

4 下閘蓄水對下游各業(yè)用水影響

4.1 對下游用水影響

（1）生活用水。電站蓄水期間能夠滿足地下水補給井水要求，電站下庫初期蓄水期間按1.75 m3/s放流，滿足下游生活用水河道保證流量1 m3/s。調(diào)查分析及計算表明，下游生活用水在下閘蓄水期間不受影響。

（2）生產(chǎn)用水。生產(chǎn)用水為蔬菜大棚和魚塘用水。本電站初期蓄水期間魚塘不用水，初期蓄水對下游魚塘用水沒有影響。蓄水期間按1.75 m3/s放流，下游蔬菜大棚灌溉在下閘蓄水期間不受影響。

（3）生態(tài)環(huán)境用水。初期蓄水期間水庫按1.75 m3/s放流，對下游生態(tài)環(huán)境沒有影響。

4.2 對下游電站發(fā)電量影響

電站下庫下游已建成砬子溝和豐發(fā)2座徑流式水電站。根據(jù)蒲石河電站蓄水時間及原則，水庫蓄到正常蓄水位66.00 m時需要2 857萬m3蓄水量，亦即下游電站損失2 857萬m3水量的發(fā)電量。

砬子溝水電站最小發(fā)電流量約為額定流量的40%～45%，計算時取2.84×0.4=1.14 m3/s。豐發(fā)水電站最小發(fā)電流量約為額定流量的40%～45%，計算時取9.41×0.4=3.76 m3/s。考慮下游電站的水量利用系數(shù)和最小發(fā)電流量運行條件，當天然來水小于1.14、3.76 m3/s時，即使蒲石河電站不蓄水，豐發(fā)、砬子溝水電站也不能發(fā)電。

采用典型年法，取豐、平、枯3個典型年的均值作為多年平均影響電量，理論計算的豐發(fā)水電站損失電量為37.07萬kW·h，砬子溝水電站損失電量為 13.62萬 kW·h。

5 結(jié)語

蒲石河抽水蓄能電站初期蓄水期間對生活、生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境用水沒有影響。在滿足下游各業(yè)用水要求的前提下，應首先滿足該電站發(fā)電初期的蓄水需要，對下游水電站發(fā)電造成的電量損失影響，可根據(jù)影響損失情況采取相應對策進行補償。