小滦河水电梯级开发的探讨

邵清宽 吴彦斌

摘 要：小滦河为滦河一级支流，位于河北省围场县西部，该流域水能资源丰富，且该流域具有良好的地形地质条件。小滦河的水能开发不仅是蓄水发电、小水电代燃料生态保护工程的重要组成部分，同时对农业工业建设、灌溉、水产养殖、县域旅游、生态建设和扶贫开发等起到极为重要的促进作用。

关键词：小滦河； 水能 ； 水电梯级开发

Abstract: The Small Luan River is a tributary of the Luan River, located in Hebei Province, western paddock County, the basin rich in water resources, the basin has a good topographic and geologic conditions. Small Luan River's hydropower development is not only an important part of ecological protection projects in the impoundment and power generation, small hydro generation fuel at the same time play a very important agro-industrial construction, irrigation, aquaculture, county tourism, eco-building and poverty alleviation, development facilitating role.Key words: Luan River; hydropower; hydropower cascade development

中图分类号： TV212 文献标识码：A文章编号：

1 流域概况

小滦河为滦河水系一级支流，流域位于围场县西部，在北纬41°03′～42°04′，东经116°03′～118°01′之间，发源于围场县坝上机械林场陡子林兴安岭，途经围场县御道口、老窝铺、西龙头、南山嘴，至隆化县郭家屯汇入滦河，全长142.5km，流域面积2010km2；小滦河在围场县境内河长97km,流域面积1828 km2。

小滦河流域为中低山区，属坝上与坝下过渡地带，分坝上和坝下两部分，海拔在750m～1920m之间，平均坡降3.47‰，具备良好的水能开发条件。流域呈南北狭长形，山间川地宽度0.5km～2.0km之间，多年平均降雨量439mm。

流域内植被较好，主要植被包括白桦、山杨、椴树、黑松、落叶松、映山红等。小滦河地区年平均降水量为439mm，年平均气温-1.4～4.7℃，最高气温29℃，最低气温-40℃，无霜期100d，多年平均封冻期104d左右，冻土层厚2m。

2 前期规划及开发现状

小滦河水电综合开发自上世纪60年代开始，先后进行过大量的调查研究和勘察规划工作，先后编制了各种综合利用或水电开发规划报告，主要有：①、老窝铺水电站(原老窝铺水库)工程，于1970年12月底开工，1975年停建，属典型“三边”工程；2008年进行续建，2009年底续建后的老窝铺水电站并网发电。②、1993年编制了《小滦河水土保持规划》《小滦河灌区规划》《小滦河电站规划》《小滦河河道整治规划》。③、1998年编制了《围场满族蒙古族自治县水电开发规划》。④、2004年编制了《小滦河水电综合开发规划报告》。

前期小滦河规划主要以老窝铺水库电站为主；甘沟口电站曾建成发电，供附近村庄用电，对当地经济发展发挥过重要作用，后因效率低和年久失修已废弃；其它电站均处于前期状态尚未实施。目前已建成电站为老窝铺电站，即将建设的有挖钱沟水电站(原规划名为磨盘山电站)。

3 小滦河水电综合开发的必要性和意义

围场县是国家和省级重点贫困县，而小滦河流域又是县内最贫困的地区，农业基础薄弱，农民的发展能力差。小滦河是县境内七条河流中水量最充沛的河流，是全县唯一一条全年无断流河流,流域内植被较好，水能资源丰富，径流年内分布均匀，具备良好的地形地质条件，适合开发建设小水电工程。开发利用小滦河的水资源，建设水电工程，是当地群众尽快脱贫致富的有效途径之一。近年来，随着国民经济的迅速发展，人民生活水平的提高，工农业生产及生活用电量也随之迅猛增长，而国家电网对当地供应电量又相对不足，缺电的局面日趋严重。且承德处于华北电网的边缘地区，用电供需矛盾更加突出。为适应经济发展的需要，打破日益制约发展作为能源重点的电力供应的瓶颈，充分利用小滦河丰沛的水资源，开发建设小水电站，可以缓解经济快速发展引发的电力供应不足的矛盾，改善承德市的缺电状况。

小滦河流域靠近围多公路，是塞罕坝机械林场、御道口牧场、卡伦后沟种畜场和孟滦林管局所在地，处在围场县旅游开发西环线上，是生态旅游的黄金旅游区和热点地区，具备良好的投资环境。在小滦河上修建电站，在开发利用水能资源的同时，增加当地的景观效应，对发展当地旅游开发和当地经济的快速发展具有推动作用。

小滦河流域在全县各流域中生态环境相对较好，但近些年当地生态环境恶化速度明显加快，在小滦河中、下游地区已经出现小面积的沙带和潜在沙化带。究其原因，人口增加后，导致对薪炭柴的需求量增加，无节制的砍伐造成植被破坏，形成水土流失。按上级小水电代燃料的政策，开发小水电工程，逐步在当地实现以电代柴，减少对薪炭柴的采伐量，对保护和恢复生态环境具有十分重要的意义。

4 小滦河水电综合开发的规划原则

小滦河地处坝上、坝下过渡地带，水头较为集中，具备良好的地形地质条件，适合进行小水电与开发，为充分利用水能资源，适宜采用梯级开发形式。

规划遵循以下原则：水电梯级开发应统一规划，并符合流域的总体规划要求。梯级开发方案充分考虑开发整个流域水能资源的要求，每个水电站站址的选择均根据地形、地质、水库淹没损失、移民及对外交通情况来决定，保证在总投资最省的情况下，梯级水电站联合运行的保证出力、发电量及综合利用效益最大。小滦河水电梯级开发工程按照整体规划、通盘考虑的思路，采取一业为主、多项并举的方式实施，水能开发和灌溉、旅游、生态建设与环境保护兼顾，并与服务“三农”相结合的原则进行，对水能与生态保护、灌溉、旅游、以电代柴等进行综合利用开发。

5 梯级开发方案

根据流域的地形条件，在水能、地形地质条件适合的河段即御道口～南山嘴段规划了御道口、下湾子、磨盘山、老窝铺、下窝铺、甘沟口、南山嘴等7座水电站。电站水位首尾相连形成梯级开发。

5.1 径流分析

由于电站站址缺乏实测水文资料，径流分析采用下游沟台子国家水文站的实测资料通过面积倍比关系得出各电站的径流统计资料。根据沟台子站1959～2002年系列天然年径流量进行频率分析计算，采用P-Ⅲ型曲线进行适线，计算成果见下表。

小滦河流域各站年径流量成果表

计算曲线：Cv＝0.481采用曲线：Cv＝0.5Cs＝Cv

电站

名称 平均年径

流量(m3/s) P 0.01 0.1 0.2 0.33 0.5 1 2 5 10 20 50 75 90 95 99

Kp 3.42 2.91 2.74 2.63 2.52 2.34 2.16 1.89 1.66 1.4 0.96 0.65 0.39 0.26 0.02

沟台子 0.9738 亿m3 3.33 2.83 2.67 2.56 2.45 2.28 2.10 1.84 1.62 1.36 0.93 0.63 0.38 0.25 0.02

南山嘴 0.7898 亿m3 2.70 2.30 2.16 2.08 1.99 1.85 1.71 1.49 1.31 1.11 0.76 0.51 0.31 0.21 0.02

甘沟口 0.7357 亿m3 2.52 2.14 2.02 1.93 1.85 1.72 1.59 1.39 1.22 1.03 0.71 0.48 0.29 0.19 0.01

下窝铺 0.7048 亿m3 2.41 2.05 1.93 1.85 1.78 1.65 1.52 1.33 1.17 0.99 0.68 0.46 0.27 0.18 0.01

老窝铺 0.6801 亿m3 2.33 1.98 1.86 1.79 1.71 1.59 1.47 1.29 1.13 0.95 0.65 0.44 0.27 0.18 0.01

磨盘山 0.6229 亿m3 2.13 1.81 1.71 1.64 1.57 1.46 1.35 1.18 1.03 0.87 0.60 0.40 0.24 0.16 0.01

下湾子 0.5636 亿m3 1.93 1.64 1.54 1.48 1.42 1.32 1.22 1.07 0.94 0.79 0.54 0.37 0.22 0.15 0.01

御道口 0.5425 亿m3 1.86 1.58 1.49 1.43 1.37 1.27 1.17 1.03 0.90 0.76 0.52 0.35 0.21 0.14 0.01

5.2 水能计算与装机选择

根据《小型水力发电站设计规范》(GB50071-2002)及《小水电水能设计规程》(SL76-94)的有关规定，电站设计保证率在80％～90％范围内选取。本规划各电站装机容量较小，所占电网系统比重很小，因此各电站设计保证率取85％。计算各电站保证出力，再根据电网中单纯发电水电站占比重较小时，倍比系数为2.5～4.5，本规划按照充分利用丰水期水量的要求选用倍比系数为3.0，并根据水轮发电机的制造技术和型号进行装机选择。

各级电站设计保证出力及装机容量选择表

序号 电站 设计保证率(％) 保证流量(m3/s) 保证出力(kW) 装机容量(kW)

1 御道口 85 1.404 110.534 250

2 下湾子 85 1.458 126.898 320

3 磨盘山 85 1.612 157.125 400

4 老窝铺 85 1.760 134.602 375

5 下窝铺 85 1.823 436.268 960

6 甘沟口 85 1.903 131.339 375

7 南山嘴 85 2.043 303.448 750

6 环境影响

小滦河流域地处冀北坝上与坝下过渡地带，上游属高原坝上高原区，下游属坝下山丘区，人口、耕地较少，北部以畜牧业为主，社会经济发展相对滞后。自然环境状况较好，上游部分地区由于人为因素砂化严重，下游植被较好，覆盖率较高，水土流失较轻。流域内无生产污水，生活污水亦较少，水质较好。工程项目区内基本无工矿企业，废渣、废液、废气基本没有，空气清新。

小滦河梯级电站的开发将为当地提供1446.62万kW·h的电能和至少50个就业岗位，形成近200万m2水面， 可为当地群众提供养殖场所，增加一定收益，同时改善景观，促进当地旅游业的发展，为围场县旅游开发提供有利条件。水能是可由天然水循环再生的清洁能源。水电生产所需水由天然河道取用和回归，不损失、不污染。生产过程中不产生排放废渣、废液、废气；生产过程平稳，没有噪声污染。各电站所生产电力就近并入电网供当地使用，按照上级以电代燃料政策，支持以电代柴，促进退耕还林、还草，有利于生态环境保护和改善。

施工场地主要分布在河滩和台地上，施工中开挖、爆破、运输、排水等生产过程中可能产生一些噪音、废水、弃碴、弃土等，厂区及施工道路破坏少量植被。在施工过程中需做好环保和水土保持设计，加强环保和水保意识，采取有效措施，将这些不利影响减小到最低限度。同时随着施工结束这些影响也将随之结束。

7 效益分析

小滦河水电综合开发工程根据规划方案，共建设七座梯级电站，总装机3430kW，多年平均发电量为1446.62kW·h，工程总投资5840万元。通过经济分析，其国民经济评价和财务评价如下：各电站国民经济内部收益率均大于社会折现率；经济净现值为66.50～1943.44万元，效益费用比为1.19～1.52。财务内部收益率均大于规范要求的10％的财务基准收益率。财务净现值为28.87～2158.94万元；投资回收期为6.82～7.91年。

小滦河水电梯级开发工程生态效益、社会效益显著，也有一定的经济效益。电站运行时可依照小水电代燃料生态保护政策，执行较低的代燃料电价，间接提高了农民的收入。电站的建设提供了劳力市场，拉动了农村经济增长。培育了农民农村市场，促进了农村向城市化、工业化转型，加快了社会主义新农村的进程。

当地农民主要是烧柴做饭取暖，无节制的砍伐造成植被破坏。开发小水电工程，逐步在当地实现以电代柴，实现小水电代燃料，对保护环境和恢复生态环境必将发挥显著作用。

水电站建成后，户均生活用电量每年将提高8.8%以上，2010年达到623kw·h，解决就业人数150人，增加调节库容757万m3，增加灌溉面积1.8万亩，可大大促进农业产业结构调整，并可解决3万人和45000头大牲畜的饮水困难。

8 结束语

小滦河梯级开发根据资金状况，可以一次投入集中开发，也可以分期开发。由于该工程所在的围场县属国家级贫困县，县级财力有限，考虑到每级电站的投资规模相对较小，尤其适合于中小企业投资开发，以股份公司的形式来管理，解决了小水电开发资金短缺的问题。政府在水电开发过程中综合开发适当的政策扶持，这样可以给企业带来更大的投资回报，提高投资企业积极性，促进地方经济的发展。

通过小水电的建设，一方面可以改变当地经济落后的状况，调整农村的能源结构，另一方面也可以巩固退耕还林的成果，防止水土流失，保护生态环境。在建设及运行期间应加强管理，在工程实施中应将水能开发与生态用水一并考虑，保证电站进、出水口间生态用水需求，避免因工程建设而破坏生态环境。为此在小流域梯级开发中要留足必要的下泄水量，维持河道的生态平衡，使生态环境与社会经济协调和可持续发展。

参考文献：

[1] 承德市水务局《河北省承德市水电开发规划》,2000年8月；

[2] 承德市水利水电勘测设计院 《围场满族蒙古族自治县小滦河水电综合开发工程规划》,2004年6月

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。