研究水庫(kù)建設(shè)對(duì)下游水電站及灌區(qū)的影響

劉文峰 周長(zhǎng)康

【摘要】水庫(kù)建設(shè)對(duì)于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展具有十分重要的影響，其具有蓄水、發(fā)電以及灌溉等各種功能。然而，水庫(kù)建設(shè)也會(huì)導(dǎo)致河道徑流量減少，對(duì)下游用水部門(mén)特別是大型用水戶(hù)造成影響。本文以涇河亭口水庫(kù)為例，就水庫(kù)建設(shè)對(duì)下游水電站及灌區(qū)的影響進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】水庫(kù)建設(shè)；下游水電站；灌區(qū)；影響

近些年來(lái)，我國(guó)水庫(kù)建設(shè)得到較大的發(fā)展，大批水庫(kù)也迅速得以建成，促使水資源得到更有效的保護(hù)和利用。水庫(kù)建設(shè)往往會(huì)對(duì)下游水電站及灌區(qū)產(chǎn)生影響，包括水電站的電量以及農(nóng)業(yè)灌溉的水量等，也有不少學(xué)者對(duì)其進(jìn)行相關(guān)的研究。對(duì)此，本文對(duì)這一話(huà)題進(jìn)行進(jìn)一步研究，是為了促使水庫(kù)工程水資源論證工作的需要得到更好的滿(mǎn)足，其具有一定的價(jià)值意義。

一、分析方法

（一）對(duì)下游水電站發(fā)電影響的分析方法

電站出力的計(jì)算公式為：N=KQH；發(fā)電量的計(jì)算公式為：E=NT=KQHT。其中，N表示電站出力，K表示出力系數(shù)，Q表示發(fā)電量，H表示發(fā)電水頭，E表示電站發(fā)電量，T表示發(fā)電小時(shí)數(shù)。

下游電站發(fā)電損失量可采用以下方法進(jìn)行計(jì)算：結(jié)合受影響力進(jìn)行考慮，通過(guò)建庫(kù)前、后發(fā)電引水流量，分別對(duì)電站發(fā)電量進(jìn)行計(jì)算，得出的差值即發(fā)電損失量：△E=E-E=KQHT-KQHT。式中，Q表示建庫(kù)前引水流量，Q表示建庫(kù)后引水流量，T表示受影響的時(shí)間。

二、亭口水庫(kù)對(duì)下游水電站及灌區(qū)影響的分析

亭口水庫(kù)總庫(kù)容達(dá)到22780×104立方米，設(shè)計(jì)引水流量為2.25m3/s，設(shè)計(jì)年供水量6450×104立方米。水庫(kù)正常蓄水位893米，相應(yīng)庫(kù)容1.965×108立方米，汛期限制蓄水位893米，泄洪排水洞進(jìn)口高程856米，輸水洞進(jìn)口高程864米，校核水位以下2.278×108立方米，最大壩高47.8米，壩頂長(zhǎng)度498.2米，壩頂寬10米。水庫(kù)向彬長(zhǎng)礦區(qū)煤礦、選礦廠、電廠以及城鎮(zhèn)居民等供水，并且具備發(fā)電的功能。亭口水庫(kù)的建成，不僅促使礦區(qū)開(kāi)發(fā)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益得到提高，也促使當(dāng)?shù)胤康禺a(chǎn)、建材企業(yè)得到發(fā)展，對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展帶來(lái)積極的影響。

（一）對(duì)下游水電站影響的分析

亭口水庫(kù)下游七個(gè)水電站無(wú)具體流量資料，考慮借用臨近水文站資料。經(jīng)各電站位置分析確定彬縣棗渠、彬縣程家川、永壽絳山、永壽和平、永壽石橋等五個(gè)站采用鄰近的景村水文站流量資料，淳化茨坪、涇惠渠渠首采用鄰近的張家山水文站流量資料。

1、影響時(shí)間T

通過(guò)各電站不受影響時(shí)間t對(duì)受影響的時(shí)間To進(jìn)行計(jì)算，可根據(jù)水文年鑒統(tǒng)計(jì)不受影響的時(shí)間，從而對(duì)涇河干流來(lái)水量小于亭口水庫(kù)總耗水量的時(shí)間進(jìn)行推算，也就是下游電站發(fā)電受影響的時(shí)間To。

2、其他參數(shù)的確定

下游各個(gè)電站設(shè)計(jì)引水流量Q引和設(shè)計(jì)水頭H兩個(gè)參數(shù)可根據(jù)設(shè)計(jì)報(bào)告得知，水電站出力系數(shù)按照K=7.0進(jìn)行計(jì)算。

3、影響發(fā)電量E

通過(guò)影響發(fā)電時(shí)間T對(duì)影響發(fā)電量進(jìn)行計(jì)算。某站利用水頭H=16m，設(shè)計(jì)引水量Q引=28m3/s，電站出力N=KQ引H=1532kW0，建庫(kù)后電站發(fā)電流量Q=Q引-q耗=26.28m3/s，電站發(fā)電受影響天數(shù)T=203.5天。建庫(kù)前E=NT=1532×104千瓦時(shí)，建庫(kù)后E=NT=1438×104千瓦時(shí)，減少6.1%。其他電站影響發(fā)電量采用相同的計(jì)算方法。

（二）對(duì)灌區(qū)的影響分析

亭臺(tái)水庫(kù)的涇惠渠位于涇河涇陽(yáng)縣，引水流量50m3/s，年平均引入水量4.5×108m3。工程原引水量16m3/s，原設(shè)計(jì)灌溉面積4.27×104hm2。后經(jīng)過(guò)改造，增大引水能力為50m3/s，灌溉面積逐漸擴(kuò)大為9×104hm2。灌區(qū)包括多個(gè)縣區(qū)，例如涇陽(yáng)、高陵、三原、閻良以及臨潼，灌區(qū)具有肥沃的土壤，以及較為完善的水利設(shè)施，也建有許多工廠，是陜西省重要的蔬菜以及糧食生產(chǎn)基地。

根據(jù)有關(guān)資料可知，灌區(qū)2月、9月、10月以及11月的灌溉需水量為零，也就是不需要引水灌溉。因此，需要在灌區(qū)的灌溉期分析其影響，也就是1月，3-8月以及12月。根據(jù)有關(guān)資料，采用有無(wú)亭口水庫(kù)對(duì)比法，根據(jù)多年平均和多年各月的兩種情況，就亭口水庫(kù)建設(shè)對(duì)灌區(qū)引水量的影響進(jìn)行分析，得出相關(guān)分析結(jié)果。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)，建庫(kù)導(dǎo)致涇惠渠首月可引水量最多減少440.03%，最大增加1570.38%。無(wú)亭口水庫(kù)時(shí)涇惠渠渠首多年平均年可引水量為40948. 1× 104 m3，建庫(kù)時(shí)多年平均全年可引水量減少了5327. 8× 104 m3，占多年平均年可引水量的13.01%；灌溉期8個(gè)月多年平均可引水量為35852. 3×104 m3 ，建庫(kù)時(shí)同期多年平均可引水量減少了2016. 0× 104m3 ，減少了5.62%。建庫(kù)對(duì)10月、11月、12月的多年平均可引水量產(chǎn)生較大的影響，比例分別達(dá)到43.13%、51.29%以及16.82%。而灌區(qū)在2月、9月、10月以及11月不需要引水灌溉，所以，亭口水庫(kù)在這些月份不對(duì)灌區(qū)產(chǎn)生影響。在其他月份建庫(kù)對(duì)可引水量多年平均影響比例在-25.73%～15.07%之間。由此可見(jiàn)，亭口水庫(kù)建設(shè)對(duì)下游灌區(qū)的引水會(huì)產(chǎn)生影響。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文研究水庫(kù)建設(shè)對(duì)下游水電站及灌區(qū)的影響，研究表明水庫(kù)建設(shè)確實(shí)影響下游水電站和灌區(qū)，對(duì)下游水電站的影響主要體現(xiàn)在發(fā)電量，對(duì)灌區(qū)的影響主要體現(xiàn)在可引水量。水庫(kù)建設(shè)可導(dǎo)致下水電站發(fā)電量減少，并且也能導(dǎo)致下游灌區(qū)可引水量減少，特別是在灌溉期，也就是2月、9月、10月以及11月之外的月份。

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