中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 四川成都 610072
张军良
摘要:水利水电工程建设项目水资源论证是取水许可审批的重要技术依据,属于水资源管理的重要举措。为提升水资源保护管理水平,有效保护、开发利用水资源,应当合理配置水资源,保证水资源合理、持续开发利用。结合实际工程案例,对水资源论证要点中的取水水源、取用水合理性等进行了探讨和分析。
关键词:水利水电工程;水资源论证;框架
引言
本文以水资源论证为核心展开讨论,首先简要分析水利水电工程建设项目水资源论证目的和论证框架,然后以浪都河水利水电工程分析水资源论证要点,论证取水水源。
1水利水电工程建设项目水资源论证目的和论证框架
1.1水利水电工程建设项目水资源论证目的
水资源论证相关工作在公路、水利水电、建筑工程得以全面开展。水利水电工程建设项目论证相关工作转变了以往“以需定供”静态的粗放式水资源管理模式,对项目建设区域的水资源利用程度、潜力、影响、用水合理性、补偿措施详细论证,避免耗水高、污染高项目建设开发,对水资源加以优化配置,调整用水、产业结构,确保建设工程用水的安全性,对计划用水、节约用水加以完善,提升水资源的利用效率、经济效益和社会效益,为工程取水许可审批提供合理、科学的依据,实现水资源的充分利用,保护生态环境。
1.2水利水电工程建设项目水资源论证框架
建设项目需要由“面上”展开水资源论证,对区域中的水资源条件、利用现状、承载能力加以充分考虑,对当地经济发展和水资源开发关系有效协调,规避水资源开发中潜在的影响因素与事物,尽可能地消除不良影响。将有关技术导则、水资源管理要求作为指导,详细论证分析水利水电建设工程总体规划目标、原则科学性、水资源应用格局完整性、水源条件制约性、建设配置方案协调性、环境保护可行性以及补救措施可行性。相关论证导则中指出需要重点对工程、水资源概况和开发利用、取水合理性、水源、取水影响、退水影响、保护等方面详细论证,保证建设工程综合效益[1]。
2水利水电工程建设项目水资源论证要点案例分析
2.1案例概括
该建设项目论证对象为浪都河,全长约44.35km,落差为2870m,水资源蕴藏量11.73万kW。水资源论证工作开展前对周围的水文地质、构筑物情况进行全面勘察。浪都河水电站主要利用流域地表资源。因为坝址上不存在水利工程,则坝址以上的范围属于水源论证范围。因此,论证面积约203.5km²。
2.2迪庆州资源开发和利用状况
迪庆州区域河流众多,包括澜沧江、金沙江和二百余条流量>0.1m³/s一级支流,支流汛期长、水量充沛、枯期水质好、流量稳定、落差大、集中。澜沧江、金沙江水资源蕴藏量理论值为13730MW,开发利用量约8452MW,支流水资源蕴藏量理论值为2805MW,开发利用量约1159MW,现阶段已经开发利用约157.6MW,为可开发总量12.7%,具有十分广阔的开发前景。当前迪庆州电站多是径流式水电站,不具备径流调节和电网调峰能力。电站的丰枯出力存在较大差值,导致枯期系统出力不足,而丰期存在较大空闲容量。另外,迪庆电网系统的日负荷率比较低,大峰谷差,大部分电站不具备调峰性能,枯期夜间低谷弃水,现有电站难以实现效益最大化,为对当地水资源的充分利用,需要结合实际情况建设水电站。
3取水水源的论证
3.1径流
浪都河没有实测气象资料,于2005年对二级站的取水口合理选择规范断面,流量约3.37m³/s。因为二级站的取水口到一级站的取水口有支流汇入,随着流域面积的增加,二级站的取水口周围测量流量比较大。实际设计时仅能够借用邻近站流量资料进行分析计算。浪都河汛期集中在6月至10月,主要为降水形成,期间降水约为全年70%,枯期主要是雪山冰雪融化补给,2月至4月因为受到低槽控制,因此存在降雪、降雨补给,为“桃花汛”。
采取比拟法、年径流系数法、等值线法对二级电站的径流进行计算。首先,采用比拟法,通过目估适线得出塔城水文站的年径流,经验频率为P=Ⅲ线型,通过适线法得出年径流,如表一所示。
表一:塔城水文站历年平均流量计算
资料年限 | 统计参数 | 频率设计数值 | 流域面积 | ||||
均值 | Cv | Cs/Cv | 10% | 50% | 90% | ||
1961-1985 | 16.5 | 0.2 | 2.0 | 20.91 | 16.3 | 12.4 | 723km² |
采取比拟法推算浪都河的取水口径流值时,因为取水口上高程和腊普流域平均高程存在差异,降水量也不同,因此需要通过面积比+降水方式进行修正
[2],移用至一级站的取水口。通过查找资料二级站取水口的降雨量约800mm至1200mm,采用降雨量是1100mm,应用修正公式进行校正。
Q浪都河=K(F浪都河/F塔城)Q塔城
得出二级站取水口流量均值为5.06m³/s,径流深784mm。采取等值线法进行计算,得出二级站取水口的径流深度约400mm至900mm,径流深取值790mm。得出二级站取水口平均流量5.08m³/s。采用径流系数方式得出二级站降雨量平均值1100mm,径流系数0.6至0.7,根据当地具体情况,取值0.7,计算得出径流深781mm。按照径流深得出二级站流量均值5.03m³/s。对比三种计算方式成果值。见表二。
表二:不同方法求得成果比较
计算方式 | 二级站取水口 | |||
面积(km²) | 降水量(mm) | 径流深度(mm) | 流量(m³/s) | |
比拟法 | 203.4 | 1100 | 784 | 5.06 |
等值线法 | | | 790 | 5.08 |
径流系数方式 | | | 781 | 5.03 |
径流系数0.7 |
对数据信息进行分析,径流深度、流量均值差异性较小,因此,选择比拟法结果作为计算值。
3.2合理性分析
首先,对径流合理性进行分析。对KX、KV结果进行分析,随时间增加,KX、KV变化幅值不断减小,逐渐趋于稳定,表明资料具有代表性,资料可靠,综合分析研究,径流结果可靠,符合设计要求。第二,分析电站的可供水量。河流流域一级站来水过程是天然来水。引用流量为7.16m³/s,水头均值146m,所以电站的可供水量计算将流量日均值作为基本的计算时段统计计算。通过计算得出可供水量为1.05亿m³,P=10%可供水量2.02亿m³,P=50%可供水量1.57亿m³,P=90%可供水量1.13亿m³。第三,判断取水口设计合理性。一级站取水点高程为2174m,坝轴线上0.5km,线下6km均为村公所,对坝址的地质、地形因素加以充分考虑,挡水构筑物长度28.2m。工程枢纽为左岸非溢流坝、中部溢流坝、右岸冲沙底孔及右岸非溢流坝等建筑物组成。进水口布置为河床式,结合设计规范,底板的高程2172.47m,闸室尺寸设计为2m*2m*8.5m。引用流量7.15m³/s,为钢筋混凝土结构[3]。第四,取水可行性、可靠性分析。电站机组取水流量最大值7.15m³/s,单机3.57m³/s,一级站保证率P为10%流量6.41m³/s,P为50%流量3.54m³/s,P为90%流量1.95m³/s,项目用水是发电,电站装机容量2*5000kW,水头146m,则发电设计引用水量7.15m³/s,当处于枯期是保证流量为1.95m³/s,保证电站出力2400kW,每年利用小时数4702h。
总结
本文以浪都河水利水电工程建设工程水资源论证为案例进行分析,对当地水资源的分布状况、利用情况、取水用水的合理性进行分析,论证取水水源的可靠性,分析取水的可行性。我国目前实行最严格水资源管理制度,水资源论证是为取水许可审批提供技术支撑和服务,是水资源管理纵深发展的重要标志,是实现水资源条件与经济布局相适应、水资源承载能力与经济规模相协调、促进水资源合理开发和优化配置与水资源保护的重要保证。
参考文献
[1]宋兵. 关于水资源论证工作的几点认识[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2016(14):4419.
[2]张安, 崔海英. 水利水电建设项目水资源论证的实践与探索[J]. 治淮, 2016(07):3.
[3]李杰. 浅谈建设项目水资源论证及相关问题[J]. 建材与装饰, 2019(24):2.