藏木水電站正常蓄水位選擇特點解析

劉 巖

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都 610072)

藏木水電站正常蓄水位選擇特點解析

劉 巖

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都 610072)

藏木水電站的開發建設對于緩解西藏中部電網長期以來的缺電局面、滿足地區不斷增長的用電需求具有重要作用。藏木水電站開展前期設計時雅魯藏布江中游河段水電規劃尚未完成，因此其正常蓄水位的選擇首先應不影響上下游梯級電站布置，并在綜合分析壩址區地形地質條件、水庫淹沒、水工布置和施工條件的基礎上，重點結合電站在電力系統中的作用進行選擇。

藏木水電站;正常蓄水位;西藏中部電網

0 前 言

藏木水電站是雅魯藏布江干流開發的第一個梯級電站，也是同時期西藏中部地區開發條件最好的水電電源，建成后供電西藏中部電網。根據當時的用電需求預測，藏木水電站建成后可有效緩解西藏中部電網長期缺電局面。為盡快解決地區用電矛盾、滿足不斷增長的用電需求，藏木水電站在雅魯藏布江中游河段水電規劃正在開展的同時啟動了項目前期設計。因此與一般情況下水電站正常蓄水位選擇不同，藏木水電站正常蓄水位的選擇應當為上下游梯級電站布置留有余地，并需重點結合電力系統用電需求特性及藏木水電站在電力系統中的作用進行。

1 藏木水電站開發的作用和意義

藏木水電站位于西藏自治區山南地區加查縣境內雅魯藏布江中游桑日～加查峽谷段出口處，電站開發任務為發電，建成后供電西藏中部電網。西藏中部地區是西藏的政治、經濟、文化中心，2000年以來，地區經濟呈現快速發展的勢頭，人民的生活水平不斷提高，電力需求連年增加，用電市場呈現持續高速增長態勢。與用電需求高增長形成鮮明對比的是，地區電力工業基礎薄弱，電力供應嚴重不足，電源結構不合理，電源項目儲備嚴重不足，迫切需要啟動具有一定規模的電源項目前期工作并盡快推動開發，以支撐地區經濟社會持續快速發展。

分析西藏中部地區能源資源特點和開發條件，開發利用距離負荷中心近、技術水平較為成熟、經濟指標相對較好的水能資源以支撐中部地區的經濟發展是最為現實可行的。考察西藏中部地區河流開發條件可知，雅魯藏布江中游的桑日～加查河段為峽谷段，該河段坡降大，落差集中，淹沒損失小，開發條件較好，距離負荷中心較近，可作為西藏中部電網近期電源開發的主要河段。其中藏木水電站樞紐區位于加查縣藏木鄉上游約3 km處，地質條件和水工布置條件相對較好，施工較為方便，電站基本位于中部電網的中心位置，水庫淹沒影響小，工程區不涉及重要的環境敏感對象，規模適中，能較好適應西藏中部電網2020年左右的負荷發展要求，是桑日～加查河段開發條件最好的梯級。

能源供應不足和生物能的過度消耗是危及西藏實施可持續發展戰略的主要問題。藏木水電站的建設在實現西藏優勢能源資源開發的同時，對于保護區內脆弱的生態環境也具有重要意義。此外，藏木水電站的建設有利于提高中部電網電壓等級，改善其網架結構，提高電網運行可靠性及覆蓋面；同時，可擔負系統中的調峰、調頻和備用等任務，可極大緩解中部電網的電力供需矛盾，改善電網的運行條件，增加運行的安全性。

2 正常蓄水位選擇影響因素分析

(1)藏木水電站對上游銜接梯級布置的影響。藏木水電站開展前期設計時，雅魯藏布江是我國當時唯一未進行水電規劃和開發的大型河流。了解其資源條件、開發條件和開發規模對今后西藏和我國水電建設提供項目儲備，合理開發雅魯藏布江的水力資源，促進西藏繁榮、穩定和經濟社會可持續發展具有深遠的意義。

雅魯藏布江中游河段是西藏中部地區開發條件較好的河流(河段)，也是西藏中部電網近期開發的主要河流(河段)。藏木水電站開展前期設計時，雅魯藏布江中游桑日～加查河段梯級開發方案調整初擬開發方案中，藏木水電站的上游梯級是街需水電站。為合理利用該河段水力資源，避免與今后的梯級開發產生矛盾，藏木水電站正常蓄水位的選擇應當為街需水電站的布置留有余地。

(2)藏木水電站在電力系統中的作用是影響正常蓄水位選擇的重要因素。西藏中部地區電力供應長期不足，已成為制約地區經濟社會持續健康發展的瓶頸，迫切需要盡快開發建設具有一定規模的骨干支撐電源。藏木水電站是同時期西藏中部電網開展前期工作的水電站中裝機容量最大的水電站，按照《西藏電力發展“十一五”規劃及2020年遠景目標》負荷預測成果，藏木水電站建成后可滿足西藏中部電網2020年的用電需求。

藏木水電站所在河段水電規劃尚未完成，各梯級利用水頭尚未確定。藏木水電站正常蓄水位的選擇直接關系到電站利用水頭及開發規模，可在不影響上下游梯級布置、并結合自身開發條件的基礎上，重點結合電力系統需求來確定。

(3)藏木水電站開發條件。與一般水電站正常蓄水位選擇相同的是，藏木水電站的正常蓄水位需結合壩址區地形地質條件、水庫淹沒、環境影響、水工布置及施工條件、電站動能經濟指標確定。

3 正常蓄水位選擇方案擬定

截至2005年底，藏中四地市電網加林芝電網共有電站14座，裝機總容量僅24.386萬kW，不能滿足系統的用電需求。負荷中心無電源支撐，電網運行可靠性低。系統內除羊湖、滿拉、查龍電廠外，幾乎全為徑流式電站，無調節能力，由于缺乏抽水電源，羊湖電廠只能借水發電。藏木水電站位于中部電網的中心位置，輻射范圍大，且是同時期西藏中部電網開展前期工作的水電站中裝機容量最大的。根據《西藏電力發展“十一五”規劃及2020年遠景目標》，西藏中部電網在2006～2010年、2011～2015年、2016～2020年分別需要新增裝機50萬kW、35萬kW、35萬kW。經綜合考慮系統需求、藏木水電站的設計、施工進度以及西藏中部電網電源建設安排，藏木水電站的裝機規模應在一個較為充分的范圍內進行選擇，因而其正常蓄水位比較方案范圍也應適當放寬。

藏木水電站上游銜接梯級街需水電站壩址位于藏木峽谷段內的街需村上游約2 km河段，壩區水面高程3 310 m，初擬正常蓄水位3 362 m。電站擬采用壩式開發，岸邊地下式廠房，初擬裝機容量40萬kW。

藏木水電站工程區總體地質條件較好，庫區沒有城鎮、成片耕地和大量人口、礦產、文物古跡等，水庫的淹沒損失小，地形地質條件、水庫淹沒、環境影響均不是正常蓄水位選擇的控制因素。藏木水電站樞紐主要建筑由擋水壩、泄水建筑物、廠房壩段、發電廠房等組成，最大壩高超過100 m。除壩址處覆蓋層較深、開挖工程量大，導流建筑物布置相對較困難等缺點外，無其它制約性工程技術問題，水工布置和施工條件均較好，不制約正常蓄水位的選擇。

在綜合地形地質條件、水庫淹沒、梯級銜接、水工布置及施工條件等因素的基礎上，充分考慮藏木水電站在西藏中部電網中的重要作用，擬定3 280 m、3 290 m、3 300 m、3 310 m、3 320 m五個正常蓄水位方案進行比較。各方案動能經濟指標見表1。

4 正常蓄水位方案選擇

(1)從電站動能經濟指標看，抬高正常蓄水位是有利的。隨著正常蓄水位的抬高，電站利用水頭增加，動能指標相應增加，單位經濟指標逐漸降低，說明正常蓄水位越高越經濟。

(2)從滿足西藏中部電網電力電量需求的角度分析，3 310 m方案較為合理。根據西藏中部電網的電源建設安排，2015年前陸續建成投產的直孔、雪卡、老虎嘴、旁多等水電站部分緩解了中部電網的用電緊張局面，2015～2020年，電網新增電源分別為藏木水電站及羊湖抽水蓄能電站四臺8萬kW機組。若藏木水電站裝機51萬kW，到2020年中部電網總裝機達到143.2萬kW，其中水電140.8萬kW，占98.0%，藏木水電站裝機容量占系統總裝機的35.6%。

根據中部電網2020年電力電量平衡成果分析，藏木水電站正常蓄水位3 310 m,相應裝機容量51萬kW，電力系統供需平衡，汛期有大量棄水電量可供羊湖電站抽水蓄能，羊湖抽水蓄能機組所抽水量能夠滿足的發電用水需求，不需借水發電。

在設計水平年2020年藏木水電站已投產較長時間且具有日調節能力，除供系統的容量和電量外，在汛期還為羊湖電站提供部分抽水容量和電量。正常蓄水位3 320 m方案相應裝機容量60萬kW，在滿足系統電力及電量的需求作用方面與正常蓄水位3 310 m方案相差不大，但由于單機容量增大，將增加系統的事故備用，且有太多的空閑容量及棄水電量，在系統中不能較好地發揮容量和電量的作用。正常蓄水位3 280 m方案、3 290 m方案及3 300 m方案裝機容量分別為24萬kW、33萬kW、42萬kW，電站出力較小，由于中部電網的總裝機容量較小，藏木水電站裝機容量以及發電量的減小對系統的影響較大：汛期常規水電站除供系統的電力和電量外，能夠提供給羊湖抽水的容量和電量下降較多，致使羊湖電站汛期有較多的抽水容量空閑；平枯水期若要滿足系統的用電需求，羊湖電站必將借水發電，從而限制羊湖電站抽水蓄能作用的發揮并改變羊湖的水量平衡狀況，而且將對電網運行產生不利影響。綜上，藏木水電站裝機51萬kW與羊湖抽水蓄能電廠配合運行能夠較好地滿足中部地區負荷增長的需要，即正常蓄水位3 310 m方案是較為合適的。

表1 藏木水電站各正常蓄水位方案動能經濟指標

(3)從梯級銜接關系看，以選擇3 300 m、3 310 m方案略為有利。藏木水電站上游銜接梯級街需電站壩址位于藏木梯級壩址上游12.4 km，枯期的水面高程為3 310 m。街需庫區為峽谷段，兩岸山體雄渾，壩址兩岸基巖裸露，自然邊坡穩定性較好，具備建中、高壩條件。

藏木水電站正常蓄水位為3 280 m時，街需壩址區位于街需村，其右岸岸坡完整、穩定；其左壩肩發育街需基巖滑坡，壩肩繞壩滲漏問題突出。藏木水電站正常蓄水位為3 290 m時，街需壩址區位于街需村上游1 km，其右岸岸坡完整、穩定；其左壩肩發育街需上游拉裂巖體，左壩肩邊坡穩定性問題、繞壩滲漏問題突出。藏木水電站正常蓄水位為3 300 m、3 310 m時，街需壩址位于街需村上游1.7～2.3 km河段，兩岸巖體較完整，自然邊坡穩定性較好。藏木水電站正常蓄水位為3 320 m時，街需壩址位于街需村上游4 km，其右岸岸坡完整、穩定；但左岸岸坡潛在不穩定塊體較發育，肩邊坡穩定性問題突出。

綜上所述，與藏木水電站3 300 m、3 310 m正常蓄水位方案銜接的街需梯級地質條件相對較好。

(4)水庫淹沒、環境影響、樞紐布置及施工條件等均不控制正常蓄水位選擇。藏木水電站水庫淹沒損失小，淹沒對象單一，各方案均不存在移民安置問題，也不存在重大環境制約因素，工程造成的環境影響可通過適當的環保措施消除或減緩。各方案樞紐布置格局基本一致，筑壩技術難度不大，施工組織均可行。各方案在機組制造及運行、金屬結構、大件運輸方面難度差異不大。

綜上，從合理利用水能資源，更好地滿足供電系統的電力電量需求、實現梯級合理銜接等方面綜合分析，推薦藏木水電站正常蓄水位為3 310 m。

5 結 論

藏木水電站正常蓄水位選擇極具特殊性，電站設計時雅魯藏布江中游河段水電規劃尚未完成，方案未定，梯級銜接并不能完全制約正常蓄水位的選擇。同時，因為藏木水電站建成后占電力系統電源裝機比重非常大，正常蓄水位的選擇與裝機容量的選擇直接相關，即電站在電力系統中的作用是影響正常蓄水位選擇的重要因素。

2016-08-23

劉巖(1976-)，女，新疆阜康人，教授級高級工程師，現從事能源發展規劃、河流水電規劃及水電站經濟規劃設計與研究工作。

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