淺析新疆兵團(tuán)第十三師紅山口溝河水能資源開發(fā)規(guī)劃

周全

【摘要】我國中小河流眾多，蘊(yùn)藏著豐富的水能資源。中小河流水能資源開發(fā)規(guī)劃是開發(fā)利用農(nóng)村水能資源的基本依據(jù)，是各級(jí)水行政主管部門規(guī)范農(nóng)村水能資源管理的重要手段。隨著一些河流功能的變化以及水能資源開發(fā)理念的轉(zhuǎn)變，中小河流水能資源開發(fā)利用面臨許多新情況、新挑戰(zhàn)。本文就新疆兵團(tuán)第十三師紅山口溝河水能資源開發(fā)規(guī)劃作為案例展開簡要分析論述。

【關(guān)鍵詞】中小河流；水能資源；開發(fā)規(guī)劃

為切實(shí)規(guī)范和加強(qiáng)中小河流水能資源開發(fā)和管理，在保護(hù)生態(tài)和農(nóng)民利益的前提下加快農(nóng)村水能資源開發(fā)利用，水利部2012年印發(fā)了《開展中小河流水能資源開發(fā)規(guī)劃工作的意見》。本次規(guī)劃編制以綠色發(fā)展理念為指導(dǎo)，科學(xué)確定當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期中小河流水能資源的開發(fā)重點(diǎn)和目標(biāo)任務(wù)，發(fā)揮規(guī)劃在小水電開發(fā)建設(shè)、運(yùn)行管理等方面的引領(lǐng)作用。

1、工程概況

紅山口溝流域發(fā)源于巴里坤縣境內(nèi)南天山北坡，流域地勢(shì)南高北低，由東南向西北傾斜。海拔3500m以上為高山區(qū)，降水以降雪為主；海拔2800～3500m為中山區(qū)，區(qū)域降水量較大，是流域主要產(chǎn)流區(qū)；海拔2000～2800m為淺山區(qū)，降水量小，山體裸露。紅山口溝河出山以后水流散流于山前礫石戈壁區(qū)，形成明顯的山前散流扇形區(qū)。

紅山口溝有三條支流，分別于出山口上游2.3km，4.5km和7.7km處匯入主溝。紅山口溝徑流不僅年際變化大，且流域受大陸性氣候區(qū)及區(qū)內(nèi)地勢(shì)的影響，區(qū)內(nèi)氣候呈帶狀分布，因集水面積小，調(diào)節(jié)能力弱，徑流年際變化較大，年內(nèi)分布也極不均勻。

紅山口溝下游灌區(qū)已形成較為完善的水利工程體系。主要包含：①引水工程，紅山口溝渠首位于紅山口溝出山口處，是紅山農(nóng)場重要灌溉水源；②蓄水工程，東泉水庫位于紅山口溝沖積扇下游的傾斜平原洼地內(nèi)，是一座小（1）型平原注入式水庫；③水電工程，紅山口溝河建有一座徑流式引水電站，裝機(jī)容量1290kW；④灌區(qū)渠系工程，主要輸水渠道為南干渠、引洪干渠、北干渠。

2、水能資源及開發(fā)利用情況

2.1水能資源

紅山口溝河多年平均年徑流量2316萬m3，河道總長18km，落差約1700m；山區(qū)河段河長約11km，落差1350m；全河單位河段水流出力424kW/km，河段水能理論蘊(yùn)藏量7905kW。其中出山口以上單位河段水流出力465kW/km，水能理論蘊(yùn)藏量5385kW，占全河的68%；出山口以下單位河段水流出力357kW/km，水能理論蘊(yùn)藏量2520kW，占全河的32%。從全河來看，單位河段水流出力最高的是左岸第二條支流匯入口至奧爾塔哲臘河段，為932kW/km；其次是現(xiàn)狀已建的紅山口溝一級(jí)渠首河段，為768kW/km，該河段水能開發(fā)條件較好。

2.2開發(fā)利用情況

紅山口溝河段總水能蘊(yùn)藏量7905kW，全河段多年平均水流出力的年平均電能為6925kW·h。已開發(fā)利用的河段為紅山口溝一級(jí)渠首河段，該河段建有一座徑流式引水電站，電站總裝機(jī)容量1290kW，年發(fā)電量217kW·h，紅山口溝水能開發(fā)利用率為3.13%，水能開發(fā)利用率極低。

3、開發(fā)任務(wù)及梯級(jí)開發(fā)方案

3.1開發(fā)任務(wù)

規(guī)劃河段從左岸第二條支流匯入口至南干渠分水口，全長18km，水能理論蘊(yùn)藏量5596kW，占全河段的71%，是水能資源最集中河段，水能開發(fā)條件較好，具有一定開發(fā)潛力。出山口下游現(xiàn)有7.5萬畝灌區(qū)，且第十三師水資源配置規(guī)劃中規(guī)劃了紅山口溝向三塘湖工業(yè)園供水的方案，因此紅山口溝河具有綜合利用要求，開發(fā)任務(wù)為灌溉、供水和發(fā)電。

從水資源利用上看，河道總水量有余，但時(shí)空分布不均，存在工程性缺水；同時(shí)，三塘湖工業(yè)園區(qū)的建設(shè)也對(duì)紅山口溝河的水資源開發(fā)利用提出需求；開發(fā)該河的水能資源，滿足紅山農(nóng)場的電力需求，控制性工程也能起到一般電站所難起到的作用，而紅山口溝河目前山區(qū)無控制性工程。因此，無論從水資源利用，還是解決電力需求方面，都迫切需要修建山區(qū)控制性工程。

在紅山口溝河擬建紅山口溝水庫，水庫以上河段開發(fā)任務(wù)為發(fā)電，無綜合利用要求；紅山口溝水庫的任務(wù)承擔(dān)灌溉、供水任務(wù)的同時(shí)兼顧發(fā)電；紅山口溝水庫至南干渠分水口處河段承擔(dān)向下游灌溉輸水和工業(yè)供水的同時(shí)兼顧發(fā)電。

紅山口溝主要水利工程現(xiàn)狀分布情況圖

3.2梯級(jí)開發(fā)方案

1）河源至左岸支流1匯流處河段長約4km，年徑流1040萬m3，河段高程為3050～3500m。該河段目前河段水量較小、植被茂密、輸電線路距離遠(yuǎn)、施工條件差、單位出力相對(duì)較小、水能開發(fā)條件差等不利因素制約，因此暫不考慮該河段進(jìn)行水電開發(fā)。

2）左岸支流1至紅山口溝水庫河段長約6km，年徑流2316萬m3，河段高程為2230～3050m，水能理論蘊(yùn)藏量4809kW。該河段存在交通困難、地形復(fù)雜等不利條件，但由于可利用水量增加、河床較寬、水能蘊(yùn)藏量大，從鼓勵(lì)開發(fā)利用清潔能源的政策導(dǎo)向出發(fā)，可作為遠(yuǎn)期水能開發(fā)河段。

3）紅山口溝水庫至南干渠分水口河段長約7km，河段高程為1800～2230m，河段水能理論蘊(yùn)藏量3096kW。該河段交通便利、輸電線路距離近、開發(fā)條件較好，因此可作為近期開發(fā)河段。

4）南干渠分水口至東泉水庫下游，存在灌區(qū)分水、水量分散，加之已進(jìn)入灌區(qū)，不具備水能開發(fā)條件。

根據(jù)開發(fā)河段選擇及工程布置情況，可采用1庫5級(jí)開發(fā)方案。梯級(jí)組合為紅山口溝上游電站（引水式）+奧爾塔哲臘電站（引水式）+紅山口溝水庫電站（混合式）+紅山口溝一級(jí)電站（已有電站改造）+紅山農(nóng)場電站（引水式）。設(shè)計(jì)總水頭為1074m，總裝機(jī)容量為11590kW，總發(fā)電量2704kW·h。

從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、建設(shè)條件、電力輸出等多方面綜合考慮，首先完成近期開發(fā)的電站為紅山口溝一級(jí)電站改造，然后是紅山農(nóng)場電站，紅山口溝水庫壩后電站隨紅山口溝水庫建設(shè)進(jìn)程建設(shè)。奧爾塔哲臘和紅山口溝上游電站作為遠(yuǎn)期工程擇機(jī)開發(fā)。

4、水能開發(fā)利用率

根據(jù)梯級(jí)布置，本次規(guī)劃河段全長11km，天然落差850m，河段水能理論蘊(yùn)藏量5596kW，占全河的71%。根據(jù)開發(fā)方案的擬定，總裝機(jī)容量為11590kW，合計(jì)多年平均年發(fā)電量2704萬kW.h。根據(jù)水能開發(fā)利用率計(jì)算公式得出，本次紅山口溝河水能開發(fā)規(guī)劃的水能開發(fā)利用率為39%。

5、總結(jié)

在依據(jù)流域綜合規(guī)劃、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的前提下，科學(xué)規(guī)劃中小河流水能資源開發(fā)，大力發(fā)展農(nóng)村水電，著力打造民生水電、綠色水電、和諧水電，可促進(jìn)我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[3]陳大勇.中小河流水能資源開發(fā)規(guī)劃取得顯著成效.中國水能及電氣化，2017年第5期.