新疆庫爾干河塔什段水電開發規劃比較與工程效益分析

白泳濤

(陜西省水利電力勘測設計研究院，陜西 西安 710001)

新疆庫爾干河塔什段水電開發規劃比較與工程效益分析

白泳濤

(陜西省水利電力勘測設計研究院，陜西 西安 710001)

庫爾干河位于新疆境內，是葉爾羌河的支流，多年平均徑流量較大，在塔什段河道平均比降大，水能理論蘊藏量豐富。通過現場實地踏勘，對該河段進行規劃設計，經過方案比較論證，采取更為合理的“一庫四級”的多級開發利用方案，對在高寒山區中小河流水能開發利用具有一定的意義。

塔什庫爾干河;梯級電站;方案比較

1 流域概況

1.1 庫爾干河概況

庫爾干河位于新疆西部的喀什地區，河流上游由明鐵河和紅旗拉甫河匯合而成，明鐵河發源于海拔5 844 m的喀喇昆侖山北瓦根達坂，全長83 km;紅旗拉甫河發源于海拔5 852 m的喀喇昆侖山塔木太山大坂，河長60 km。塔什庫爾干河中上游自南流向北，下游由西流向東，河流流經塔什庫爾干、阿克陶兩縣，于阿克陶縣塔爾塔吉克族鄉附近匯入葉爾羌河。

塔什庫爾干河以冰雪融水補給為主，流域內植被差，徑流具有穩定且相對較豐的特點。每年6月～9月為豐水期，水量占全年的72.1%;10月～次年5月為枯水期，占年徑流的27.9%，年內豐、枯差異相對較大。

塔什庫爾干河流域南以喀喇昆侖山為屏障;西南是帕米爾高原，北鄰慕士塔格山。流域主要為高中山區，地形西南高，東北低，高山區海拔在5 000 m以上，終年積雪，冰川發育;中山區海拔在3 000～5 000 m，溝壑發育，植被差。流域平均寬度33.5 km，平均高程在4 000 m以上，流域形狀上下寬、中間窄，呈啞鈴形。

塔什庫爾干河流域面積11 753 km2，干流總長約298 km，天然落差約2 652 m，河道平均比降8.9‰，水力資源理論蘊藏量約577 MW，其中:下坂地水庫壩址以上河段長約217 km，河道平均比降5.35‰，水力資源理論蘊藏量約 213 MW;下坂地水庫壩址以下河段長約81 km，天然落差約1 028 m，河道平均比降11.3‰，水力資源理論蘊藏量約364 MW。

1.2 經濟與環境影響

規劃河段科科什老可溝以上有少量耕地、人口分布，水庫淹沒造成的損失不大;科科什老可溝以下村莊、人口較多，耕地面積較大。

規劃河段內沒有自然保護區，也沒有重要環境敏感對象，不存在制約水電開發的重要環境問題。

1.3 地質條件

塔什庫爾干河流域工程區內的區域斷裂主要有協力波斯斷裂、科科什老可斷裂、闊克佐斷裂及區域斷裂的次生斷裂，區域地質環境復雜，溝谷深切，構造發育，巖體破碎，屬構造穩定性較差地區。規劃河段的地質構造主要為以米亞斷裂為界的西部昆侖褶皺帶和東部塔里木地塊。流域內地震活動水平較高，且空間分布不均一，地震基本烈度為Ⅷ度。較突出的不良地質現象主要表現有崩塌、坡積、風蝕洞及傾倒體等。

2 庫爾干河開發利用現狀

庫爾干河塔合曼以上主要為高中山區，高山區海拔在5 000 m以上，終年積雪，冰川發育;中山區海拔在3 000～5 000 m，溝壑發育，植被差，河口以上支溝較多，水力資源分散，水電開發難以形成規模。

塔合曼—坂地溝區間，地方在該河段上已開發裝機規模為3.75 MW的塔什庫爾干電站，坂地溝以下干流流量和水能資源量陡增，特別是下坂地水利樞紐壩址下游約81 km河段落差集中，達1 028 m，河道平均比降11.3‰，水力資源理論蘊藏量約364 MW，具有優越的水力條件。

塔什庫爾干河水電規劃河段為下坂地壩址—入葉河河口，該河段長約81 km。從上至下電站依次為下坂地龍頭水庫水電站(混合式)、齊熱哈塔爾水電站(引水式)、巴個澤子水電站(引水式)、兩河口電站(引水式)。塔河上游下坂地水利樞紐工程已開工建設，壩后電站(裝機150 MW)首臺機組已于2010年6月并網發電。

3 開發方案比較

由前述可知下坂地壩址下游約81 km河段落差集中，達1 028 m，具有優越的水力條件。故本規劃范圍為下坂地壩址—入葉河河口，該河段長約81 km。

當地屬極度干旱少雨區，年降水量僅68.9 mm，年蒸發量達2 272 mm，塔什庫爾干河系冰雪融水補給為主的河流，河流的水量汛期主要依靠氣溫升高，冰雪融化補給，枯水期依靠穩定的泉水、地下水補給，徑流具有年際變化不大，年內分配不均。據伊爾烈黑站實測資料統計，10年平均徑流量為10.9 億 m3，最大年徑流 14.4 億 m3，最小年徑流 8.14 億m3，最大值和最小值分別為平均值的 1.32倍和 0.75倍;汛期6～9月徑流量占全年徑流量的72.1%，其中7～8月徑流量占全年徑流量的50.9%，枯水期10～5月8個月徑流量僅占年徑流量的27.9%。

通常最經濟的開發方式是下坂地電站到兩河口(匯入葉爾羌河)長隧洞后接一個電站，也就是一庫二級，但由于河道沿線支溝多，開口大，隧洞難以穿越。故在規劃階段，擬定了兩組梯級開發方案(一庫六級、一庫四級)，進行了同等深度的水文分析計算、動能計算與參數初選、地質勘探調查、水庫淹沒調查、環境影響分析、樞紐布置、工程量計算及投資估算分析等工作，一庫六級總利用水頭990.4 m，總裝機容量548 MW，總發電量20.16億 kWh;一庫四級總利用水頭 1 014.4 m，總裝機容量561 MW，總發電量20.62億 kWh。對兩方案綜合對比分析如下:

1)地質因素。兩方案各梯級電站在地質上均無較大的控制因素，地質條件基本相當，無影響梯級成立的重大地質問題。

2)電站類型。兩方案均屬低壩引水式電站，利用落差在373～65 m之間，根據目前的工程施工水平和機組制造技術，不存在工程技術難題。

3)占地及工程量。一庫四級方案比一庫六級方案減少了兩個低閘樞紐及兩個廠房，引起工程永久占地量減少、水庫淹沒量減少，對當地居民的生活、生態環境影響較小，同時工程完建后的生態環境恢復量小。

4)施工難度。一庫四級方案和一庫六級方案中引水系統為施工控制結點，雖然四級方案中各梯級引水線路長度大于六級方案各梯級引水線路長度，但是經過合理布置施工支洞，可使兩方案控制段工期和施工難度基本相當。

5)管理方便程度。由于一庫四級方案工程項目數量的減少，從而引起工程建成后的管理機構規模減小，帶來工程運行管理的便捷。

6)脫水段。一庫四級方案中，引水線路的加長，從而引起河道脫水段的加長，必須在生態保證方面加大投入。

經過對比分析，采用一庫四級方案，可使梯級電站投資減少2.8億元，明顯的提高了梯級電站的經濟指標。

4 經濟效益分析

4.1 工程效益

下坂地水庫正常蓄水位2 960 m以下庫容7.68億 m3，調節庫容6.93億 m3，具有多年調節能力，控制流域面積占全河流的81.4%，控制下游水頭1 028 m，控制性好。修建下坂地水庫前，下游梯級保證出力為71.4 MW，多年平均電量13.87億 kW·h;修建下坂地水庫后，下游梯級保證出力為144.9 MW，多年平均電量17.18億 kW·h;增加下游梯級保證出力73.5 MW，多年平均電量3.31億 kw·h。修建下坂地水庫前，下游梯級枯期電量3.95億 kW·h;修建下坂地水庫后，枯期電量5.28億 kW·h，增加下游梯級枯期電量1.33億 kW·h。

修建控制性好的龍頭下坂地水庫后，對下游梯級調節補償效果顯著，可使整個塔什庫爾干河梯級電站達到多年調節能力，提高了下游梯級電站的電能質量。

下坂地龍頭水庫即將竣工，壓力引水隧洞長4.7 km，集中利用落差213.24 m，裝機150 MW，電站為地下廠房，三臺機組已經并網發電，是高寒山區水電開發的成功典型。

4.2 經濟效益

塔什庫爾干河流域內分布有游牧民，雖然最近幾年農牧民的生產、生活有了不斷改善和提高，但交通、通信仍不夠暢通，用水、用電仍不方便，醫療、教育等仍落后于其它地區，當地農牧民渴望發展的呼聲很高。

喀什地區境內蘊藏著豐富的自然資源，最具優勢的當數水能資源、礦產資源和旅游資源。隨著基礎設施建設的加快，有了電、通了路，改善當地的交通和通信條件，帶動了當地的經濟發展，將資源優勢轉化為經濟優勢，順應了“開發一個項目、拉動一片經濟、富裕一方百姓”的流域開發理念。水電站的建設，能帶動當地建筑材料、小型機械和日常生活用品的銷售，同時要使用當地的勞動力資源，增加個人收入。電站建成后還可增加當地的稅收，對當地經濟發展將會產生積極的作用。

5 建議

1)要使封閉落后的農牧區跨越時空，進入21世紀工業化時代，必須能源和交通先行，開發利用山區中小河流的水能資源，是解決能源問題的捷徑。

2)中小河流的最佳開發方式是龍頭建水庫，下游多級開發，山區山高坡陡，河道比降大，河道長度大，可集中較高水頭，盡量減少梯級數，優化電站指標

3)山區河流沿線地形地質條件復雜，山體多滑坡，山坡多泥石流，又是地震多發區，引水系統采用隧洞，不建明渠;電站建筑物首選地下廠房，地面廠房距山坡應留安全余地。

廣大邊疆高寒山區的中小河流，各有特點，但共性是主要的，只要把握這幾個開發原則，一定會對西部大開發的戰略實施，起到先行的促進作用。又快又省的中小電站在邊疆高寒山區建設開花，對穩定民心，團結各族群眾，鞏固國防都會起到無法估量的作用。

TK71

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1004－1184(2012)05－0176－02

2012－06－11

白泳濤(1969－)，男，陜西西安人，工程師，主要從事水利工程規劃設計工作。