補(bǔ)償效益返還對(duì)龍頭水庫(kù)死水位選擇的影響探討

王 振

(新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，烏魯木齊 830000)

文章編號(hào)：1006—2610(2015)03—0010—02

補(bǔ)償效益返還對(duì)龍頭水庫(kù)死水位選擇的影響探討

王 振

(新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，烏魯木齊 830000)

采用“一庫(kù)多級(jí)”水電開發(fā)的中小河流，龍頭水庫(kù)死水位選擇時(shí)水庫(kù)電站本身和梯級(jí)的發(fā)電效益存在矛盾。文章分析了下游梯級(jí)電站對(duì)龍頭水庫(kù)補(bǔ)償效益返還的必要性；提出了簡(jiǎn)單易行并有工程實(shí)施經(jīng)驗(yàn)的補(bǔ)償效益返還方法 ；通過S河K水庫(kù)的實(shí)例分析，表明補(bǔ)償效益返還對(duì)死水位選擇具有一定影響。

龍頭水庫(kù)；死水位；補(bǔ)償效益返還

0 前 言

在中國(guó)許多中小河流水電開發(fā)中，多采用“一庫(kù)多級(jí)”開發(fā)方式，即由一個(gè)具有調(diào)節(jié)作用龍頭水庫(kù)與多個(gè)日調(diào)節(jié)或無調(diào)節(jié)電站組成。龍頭水庫(kù)的死水位是一項(xiàng)重要參數(shù)，它直接關(guān)系水利動(dòng)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(kù)的工作深度和興利庫(kù)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(kù)容越大，水電站利用的水量越多，梯級(jí)發(fā)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(fā)電效益就會(huì)越好[1-2]。由于龍頭水庫(kù)的徑流調(diào)節(jié)作用，對(duì)水量進(jìn)行豐枯調(diào)節(jié)，彌補(bǔ)天然來水量的不足，梯級(jí)獲得增益，該部分增益是龍頭水庫(kù)和下游梯級(jí)共同創(chuàng)造的，應(yīng)當(dāng)為兩者共同擁有，即受益的梯級(jí)應(yīng)對(duì)龍頭水庫(kù)進(jìn)行補(bǔ)償效益返還。經(jīng)合理補(bǔ)償效益返還可提高水庫(kù)電站發(fā)電效益，提高梯級(jí)水電站聯(lián)合運(yùn)行積極性，提高水資源利用率。因此，研究補(bǔ)償效益返還對(duì)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(zhǎng)212 km，天然落差3 165 m。S河水能理論蘊(yùn)藏量為927.81 MW。S水力發(fā)電采用“1庫(kù)5級(jí)”開發(fā)，梯級(jí)電站總裝機(jī)容量560 MW，保證出力55 MW，多年平均年發(fā)電量17.84億kWh。K水庫(kù)是龍頭水庫(kù)，主要任務(wù)為發(fā)電。K水庫(kù)正常蓄水位1 850 m，死水位1 800 m，調(diào)節(jié)庫(kù)容1.86億m3，具有年調(diào)節(jié)能力。電站裝機(jī)容量212 MW，多年平均發(fā)電量7.44億kWh。

2 補(bǔ)償效益分?jǐn)偙匾约胺椒?/h2>

2.1 補(bǔ)償效益分?jǐn)偙匾?/p>

補(bǔ)償效益是上游具有一定調(diào)節(jié)能力的水庫(kù)(電站)和下游梯級(jí)聯(lián)合運(yùn)行所創(chuàng)造的額外效益，或者由于上游施益電站的投運(yùn)增加了下游梯級(jí)(主要為徑流式電站)的效益。補(bǔ)償效益是兩者共同創(chuàng)造的，應(yīng)當(dāng)為兩者共同擁有，即補(bǔ)償效益應(yīng)當(dāng)在兩者之間進(jìn)行公平、合理的分配。

龍頭水庫(kù)調(diào)節(jié)性能好，可以提高下游各梯級(jí)電站的保證出力、年發(fā)電量及電力調(diào)峰作用，提高流域電力的穩(wěn)定性和電能質(zhì)量，對(duì)河流具有顯著的梯級(jí)補(bǔ)償效益。補(bǔ)償效益分?jǐn)偪梢蕴岣呱现杏嗡畮?kù)和下游梯級(jí)聯(lián)合調(diào)度積極性，提升各電站經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

龍頭水庫(kù)多位于河流中上游，存在交通不便、工程地質(zhì)條件較差、水庫(kù)淹沒大等問題，導(dǎo)致水庫(kù)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(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，考慮梯級(jí)對(duì)龍頭水庫(kù)的補(bǔ)償效益分?jǐn)偅@種水庫(kù)電站的單位千瓦投資和單位電能投資指標(biāo)會(huì)有所降低，經(jīng)濟(jì)效益有所提高。

2.2 補(bǔ)償效益分?jǐn)偡椒?/p>

中國(guó)對(duì)梯級(jí)電站補(bǔ)償效益分?jǐn)傆?jì)算方法已有較多研究，具有代表性的有單指標(biāo)法、綜合指標(biāo)法[3]、離差平方法[4-5]和按比例法[6]。

(1) 單指標(biāo)法。該方法原理簡(jiǎn)單，選擇對(duì)補(bǔ)償效益的產(chǎn)生具有重要作用的單個(gè)因子作為分?jǐn)傆?jì)算的依據(jù)，但具有一定的片面性。通常選用興利庫(kù)容、裝機(jī)容量、利用水頭、保證出力、年發(fā)電量等作為計(jì)算因子。

(2) 綜合指標(biāo)法。由于單指標(biāo)法的片面性，使得補(bǔ)償效益分?jǐn)偹媒Y(jié)果差異很大，梯級(jí)各電站為了爭(zhēng)得更多利益，會(huì)采用利于本電站的計(jì)算因子，計(jì)算因子的選取難以使得各方滿意。綜合指標(biāo)法很好地解決了上述問題。綜合指標(biāo)法在補(bǔ)償效益分?jǐn)倳r(shí)，重點(diǎn)考慮影響補(bǔ)償效益分?jǐn)偟膸讉€(gè)指標(biāo)，再綜合利用多種分?jǐn)偡椒ǘ坑?jì)算分?jǐn)偨Y(jié)果，然后分析比較各種分?jǐn)偨Y(jié)果的優(yōu)劣，根據(jù)各準(zhǔn)則對(duì)電站及梯級(jí)庫(kù)群的具體適應(yīng)情況，分別給予不同權(quán)分，最后進(jìn)行綜合運(yùn)算，得到綜合分?jǐn)偨Y(jié)果。具有代表性的有綜合分析法、模糊綜合評(píng)判分?jǐn)偡ā＞C合指標(biāo)法需要人為確定權(quán)重或評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，主觀性強(qiáng)，不同的專家給出的權(quán)重差異較大。

(3) 離差平方法。離差平方法是一種加權(quán)綜合法。假定有n種分?jǐn)偡椒ǎ謹(jǐn)偟钠骄禐閤，設(shè)想存在一個(gè)權(quán)重函數(shù)，當(dāng)?shù)趉種分?jǐn)偡椒ǖ姆謹(jǐn)傁禂?shù)xi偏離均值x較大時(shí)，說明該種方法分?jǐn)偟木容^差，利用權(quán)重函數(shù)求出的權(quán)重系數(shù)應(yīng)該較小；反之，當(dāng)偏離均值較小時(shí)，說明該種方法分?jǐn)偟木容^好，利用權(quán)重函數(shù)求出的權(quán)重系數(shù)應(yīng)該較大。該方法利用分?jǐn)偨Y(jié)果確定權(quán)重，雖避免了人為確定權(quán)重的主觀性，但不同的分?jǐn)偡椒ǖ倪x擇對(duì)結(jié)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(bǔ)償效益分配給施益電站和受益電站。該法簡(jiǎn)單易行，是國(guó)內(nèi)外的通常做法。四川省補(bǔ)償效益返還政策采用該方法，已實(shí)施的《四川省流域梯級(jí)水電站間水庫(kù)調(diào)節(jié)效益償付管理辦法》中確定補(bǔ)償效益返還比例為70%，即受益電站以補(bǔ)償效益的70%向施益電站返還；該政策已實(shí)施多年，并取得良好效果。

單指標(biāo)法、綜合指標(biāo)法和離差平方法處于研究階段，目前沒有相關(guān)文獻(xiàn)表明已成功用于工程實(shí)施，而按比例法在國(guó)內(nèi)外已有實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，并取得良好效果。綜合考慮各方法特點(diǎn)以及實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，本文選用按比例法進(jìn)行補(bǔ)償效益返還計(jì)算。

3 計(jì)算結(jié)果與分析

本文參照四川省水電補(bǔ)償效益返還方式。K水庫(kù)在正常高水位1 850 m下擬定不同死水位進(jìn)行的水能計(jì)算結(jié)果見表1，選最大年發(fā)電量對(duì)應(yīng)的死水位作為水庫(kù)死水位。

表1 K水庫(kù)不同死水位下發(fā)電效益表

由表1可知：

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

(2) 考慮補(bǔ)償效益返還，死水位從1 840 m降至1 780 m，梯級(jí)補(bǔ)償效益不斷增加，經(jīng)補(bǔ)償效益返還，計(jì)入補(bǔ)償后年發(fā)電量也不斷增加，死水位越低時(shí)年發(fā)電量越大，水庫(kù)死水位選為1 780 m。

根據(jù)上述結(jié)果，說明補(bǔ)償效益返還對(duì)死水位的選擇具有較大影響。

4 結(jié) 語

本文以發(fā)電為主的龍頭水庫(kù)K水庫(kù)為例，計(jì)算表明考慮補(bǔ)償效益返還下死水位比不考慮補(bǔ)償效益返還低。隨著河流的不斷開發(fā)，上下游梯級(jí)水電站相繼建成，從流域系統(tǒng)考慮，龍頭水庫(kù)死水位的選擇應(yīng)更為慎重。

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

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

[3] 薛小杰,黃強(qiáng),田峰巍.梯級(jí)水電站補(bǔ)償效益分?jǐn)偡椒ㄑ芯縖J].中國(guó)農(nóng)村水利水電,2001,(4):45-47.

[4] 趙麥換,徐晨光,黃強(qiáng).應(yīng)用離差平方法進(jìn)行梯級(jí)水庫(kù)補(bǔ)償效益分?jǐn)俒J].水利水電技術(shù),2004, 35(5):104-107.

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

[6] 鄭江濤.梯級(jí)水電站群補(bǔ)償調(diào)節(jié)效益償還機(jī)制研究[D].北京:華北電力大學(xué),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(guī)劃工作.

TV214

A

10.3969/j.issn.1006-2610.2015.03.003