新疆库尔干河塔什段水电开发规划比较与工程效益分析

白泳涛

(陕西省水利电力勘测设计研究院，陕西 西安 710001)

新疆库尔干河塔什段水电开发规划比较与工程效益分析

白泳涛

(陕西省水利电力勘测设计研究院，陕西 西安 710001)

库尔干河位于新疆境内，是叶尔羌河的支流，多年平均径流量较大，在塔什段河道平均比降大，水能理论蕴藏量丰富。通过现场实地踏勘，对该河段进行规划设计，经过方案比较论证，采取更为合理的“一库四级”的多级开发利用方案，对在高寒山区中小河流水能开发利用具有一定的意义。

塔什库尔干河;梯级电站;方案比较

1 流域概况

1.1 库尔干河概况

库尔干河位于新疆西部的喀什地区，河流上游由明铁河和红旗拉甫河汇合而成，明铁河发源于海拔5 844 m的喀喇昆仑山北瓦根达坂，全长83 km;红旗拉甫河发源于海拔5 852 m的喀喇昆仑山塔木太山大坂，河长60 km。塔什库尔干河中上游自南流向北，下游由西流向东，河流流经塔什库尔干、阿克陶两县，于阿克陶县塔尔塔吉克族乡附近汇入叶尔羌河。

塔什库尔干河以冰雪融水补给为主，流域内植被差，径流具有稳定且相对较丰的特点。每年6月～9月为丰水期，水量占全年的72.1%;10月～次年5月为枯水期，占年径流的27.9%，年内丰、枯差异相对较大。

塔什库尔干河流域南以喀喇昆仑山为屏障;西南是帕米尔高原，北邻慕士塔格山。流域主要为高中山区，地形西南高，东北低，高山区海拔在5 000 m以上，终年积雪，冰川发育;中山区海拔在3 000～5 000 m，沟壑发育，植被差。流域平均宽度33.5 km，平均高程在4 000 m以上，流域形状上下宽、中间窄，呈哑铃形。

塔什库尔干河流域面积11 753 km2，干流总长约298 km，天然落差约2 652 m，河道平均比降8.9‰，水力资源理论蕴藏量约577 MW，其中:下坂地水库坝址以上河段长约217 km，河道平均比降5.35‰，水力资源理论蕴藏量约 213 MW;下坂地水库坝址以下河段长约81 km，天然落差约1 028 m，河道平均比降11.3‰，水力资源理论蕴藏量约364 MW。

1.2 经济与环境影响

规划河段科科什老可沟以上有少量耕地、人口分布，水库淹没造成的损失不大;科科什老可沟以下村庄、人口较多，耕地面积较大。

规划河段内没有自然保护区，也没有重要环境敏感对象，不存在制约水电开发的重要环境问题。

1.3 地质条件

塔什库尔干河流域工程区内的区域断裂主要有协力波斯断裂、科科什老可断裂、阔克佐断裂及区域断裂的次生断裂，区域地质环境复杂，沟谷深切，构造发育，岩体破碎，属构造稳定性较差地区。规划河段的地质构造主要为以米亚断裂为界的西部昆仑褶皱带和东部塔里木地块。流域内地震活动水平较高，且空间分布不均一，地震基本烈度为Ⅷ度。较突出的不良地质现象主要表现有崩塌、坡积、风蚀洞及倾倒体等。

2 库尔干河开发利用现状

库尔干河塔合曼以上主要为高中山区，高山区海拔在5 000 m以上，终年积雪，冰川发育;中山区海拔在3 000～5 000 m，沟壑发育，植被差，河口以上支沟较多，水力资源分散，水电开发难以形成规模。

塔合曼—坂地沟区间，地方在该河段上已开发装机规模为3.75 MW的塔什库尔干电站，坂地沟以下干流流量和水能资源量陡增，特别是下坂地水利枢纽坝址下游约81 km河段落差集中，达1 028 m，河道平均比降11.3‰，水力资源理论蕴藏量约364 MW，具有优越的水力条件。

塔什库尔干河水电规划河段为下坂地坝址—入叶河河口，该河段长约81 km。从上至下电站依次为下坂地龙头水库水电站(混合式)、齐热哈塔尔水电站(引水式)、巴个泽子水电站(引水式)、两河口电站(引水式)。塔河上游下坂地水利枢纽工程已开工建设，坝后电站(装机150 MW)首台机组已于2010年6月并网发电。

3 开发方案比较

由前述可知下坂地坝址下游约81 km河段落差集中，达1 028 m，具有优越的水力条件。故本规划范围为下坂地坝址—入叶河河口，该河段长约81 km。

当地属极度干旱少雨区，年降水量仅68.9 mm，年蒸发量达2 272 mm，塔什库尔干河系冰雪融水补给为主的河流，河流的水量汛期主要依靠气温升高，冰雪融化补给，枯水期依靠稳定的泉水、地下水补给，径流具有年际变化不大，年内分配不均。据伊尔烈黑站实测资料统计，10年平均径流量为10.9 亿 m3，最大年径流 14.4 亿 m3，最小年径流 8.14 亿m3，最大值和最小值分别为平均值的 1.32倍和 0.75倍;汛期6～9月径流量占全年径流量的72.1%，其中7～8月径流量占全年径流量的50.9%，枯水期10～5月8个月径流量仅占年径流量的27.9%。

通常最经济的开发方式是下坂地电站到两河口(汇入叶尔羌河)长隧洞后接一个电站，也就是一库二级，但由于河道沿线支沟多，开口大，隧洞难以穿越。故在规划阶段，拟定了两组梯级开发方案(一库六级、一库四级)，进行了同等深度的水文分析计算、动能计算与参数初选、地质勘探调查、水库淹没调查、环境影响分析、枢纽布置、工程量计算及投资估算分析等工作，一库六级总利用水头990.4 m，总装机容量548 MW，总发电量20.16亿 kWh;一库四级总利用水头 1 014.4 m，总装机容量561 MW，总发电量20.62亿 kWh。对两方案综合对比分析如下:

1)地质因素。两方案各梯级电站在地质上均无较大的控制因素，地质条件基本相当，无影响梯级成立的重大地质问题。

2)电站类型。两方案均属低坝引水式电站，利用落差在373～65 m之间，根据目前的工程施工水平和机组制造技术，不存在工程技术难题。

3)占地及工程量。一库四级方案比一库六级方案减少了两个低闸枢纽及两个厂房，引起工程永久占地量减少、水库淹没量减少，对当地居民的生活、生态环境影响较小，同时工程完建后的生态环境恢复量小。

4)施工难度。一库四级方案和一库六级方案中引水系统为施工控制结点，虽然四级方案中各梯级引水线路长度大于六级方案各梯级引水线路长度，但是经过合理布置施工支洞，可使两方案控制段工期和施工难度基本相当。

5)管理方便程度。由于一库四级方案工程项目数量的减少，从而引起工程建成后的管理机构规模减小，带来工程运行管理的便捷。

6)脱水段。一库四级方案中，引水线路的加长，从而引起河道脱水段的加长，必须在生态保证方面加大投入。

经过对比分析，采用一库四级方案，可使梯级电站投资减少2.8亿元，明显的提高了梯级电站的经济指标。

4 经济效益分析

4.1 工程效益

下坂地水库正常蓄水位2 960 m以下库容7.68亿 m3，调节库容6.93亿 m3，具有多年调节能力，控制流域面积占全河流的81.4%，控制下游水头1 028 m，控制性好。修建下坂地水库前，下游梯级保证出力为71.4 MW，多年平均电量13.87亿 kW·h;修建下坂地水库后，下游梯级保证出力为144.9 MW，多年平均电量17.18亿 kW·h;增加下游梯级保证出力73.5 MW，多年平均电量3.31亿 kw·h。修建下坂地水库前，下游梯级枯期电量3.95亿 kW·h;修建下坂地水库后，枯期电量5.28亿 kW·h，增加下游梯级枯期电量1.33亿 kW·h。

修建控制性好的龙头下坂地水库后，对下游梯级调节补偿效果显著，可使整个塔什库尔干河梯级电站达到多年调节能力，提高了下游梯级电站的电能质量。

下坂地龙头水库即将竣工，压力引水隧洞长4.7 km，集中利用落差213.24 m，装机150 MW，电站为地下厂房，三台机组已经并网发电，是高寒山区水电开发的成功典型。

4.2 经济效益

塔什库尔干河流域内分布有游牧民，虽然最近几年农牧民的生产、生活有了不断改善和提高，但交通、通信仍不够畅通，用水、用电仍不方便，医疗、教育等仍落后于其它地区，当地农牧民渴望发展的呼声很高。

喀什地区境内蕴藏着丰富的自然资源，最具优势的当数水能资源、矿产资源和旅游资源。随着基础设施建设的加快，有了电、通了路，改善当地的交通和通信条件，带动了当地的经济发展，将资源优势转化为经济优势，顺应了“开发一个项目、拉动一片经济、富裕一方百姓”的流域开发理念。水电站的建设，能带动当地建筑材料、小型机械和日常生活用品的销售，同时要使用当地的劳动力资源，增加个人收入。电站建成后还可增加当地的税收，对当地经济发展将会产生积极的作用。

5 建议

1)要使封闭落后的农牧区跨越时空，进入21世纪工业化时代，必须能源和交通先行，开发利用山区中小河流的水能资源，是解决能源问题的捷径。

2)中小河流的最佳开发方式是龙头建水库，下游多级开发，山区山高坡陡，河道比降大，河道长度大，可集中较高水头，尽量减少梯级数，优化电站指标

3)山区河流沿线地形地质条件复杂，山体多滑坡，山坡多泥石流，又是地震多发区，引水系统采用隧洞，不建明渠;电站建筑物首选地下厂房，地面厂房距山坡应留安全余地。

广大边疆高寒山区的中小河流，各有特点，但共性是主要的，只要把握这几个开发原则，一定会对西部大开发的战略实施，起到先行的促进作用。又快又省的中小电站在边疆高寒山区建设开花，对稳定民心，团结各族群众，巩固国防都会起到无法估量的作用。

TK71

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1004－1184(2012)05－0176－02

2012－06－11

白泳涛(1969－)，男，陕西西安人，工程师，主要从事水利工程规划设计工作。