新疆克孜尔水库兴利调度问题探析

黄允江

（新疆新华水电投资股份有限公司克孜尔电厂，新疆拜城842000）

新疆克孜尔水库兴利调度问题探析

黄允江

（新疆新华水电投资股份有限公司克孜尔电厂，新疆拜城842000）

本文分析了新疆克孜尔水库兴利调度存在的问题，并提出水库实施汛限水位动态控制和渭干河流域上、下游水库实施联合调度的对策，为克孜尔水库优化兴利调度提供依据。

克孜尔水库；兴利调度；对策

1 工程概况

克孜尔水库是渭干河流域上已建最大的控制性水利枢纽工程，是以灌溉、防洪为主，兼顾发电的综合性利用水库。水库坝址位于渭干河干流木扎提河与支流黑孜河汇合口以下约500m处，水库控制集水面积16637km2。水库正常蓄水位1149.6m，相应库容6.04亿m3。水库控制下游库车、沙雅、新和三县灌区，设计灌溉面积为320万亩，工程为一等大（1）型工程，主要建筑物为1级，整个枢纽由主坝、副坝、溢洪道、泄洪排沙涵洞与发电站组成。电站装机4×6.5MW，保证出力6.4MW，多年平均年发电量1.34亿kWh。

2 水库调度存在的主要问题

克孜尔水库虽然在渭干河流域兴利、防洪减灾方面发挥了巨大社会及经济效益，但水库调度也存在一些问题与不足。

（1）水库泥沙淤积加速，水库调蓄能力受到严重影响。

目前克孜尔水库正常蓄水位1149.6m以下库容已经淤积了2.50×108m3，剩余库容3.57×108m3，库容损失率为41.0%。对比汛限水位1142m以下库容的泥沙淤积，初设时库容为3.19×108m3，而2010年12月实测为1.016×108m3，库容损失2.174×108m3，泥沙淤积对水库的兴利影响较大，导致水库调蓄能力受到严重影响。

（2）水库减淤排沙与供水、发电矛盾日益突出。

为解决克孜尔水库日趋严重的泥沙淤积问题，克孜尔水库调水调沙运用在蓄清排浑的原则下，汛期水库采用“借助人工辅助排沙工程、降低库水位”的运用方式。但从近几年水库低水位浑水排沙运用的效果来看，该排沙措施受水库运用水位的影响。如果放弃汛期兴利发电，汛期排沙效益会更大，这就存在发电效益与排沙效益两者之间的矛盾。水库每年5月下旬至6月上旬需调蓄渭干河灌区小麦二水、棉花一水灌溉用水（该时段水库调蓄水量为1.1亿m3），势必抬高水库前汛期库水位，库水位从1138.0m提高到1144.0m，并且该时段水库平均排沙比仅为1.32%，从而影响水库前汛期的排沙效果。

（3）渭干河流域下游跃进水库、五一水库等平原反调节水库年利用水平低，上游克孜尔水库与下游平原反调节水库联合调度难度大。

渭干河流域下游平原反调节水库（跃进水库、五一水库）一年仅调蓄一次，即水库冬季蓄水春季供水，1月蓄满，2月～3月供水。且平原水库渗漏损失严重，年利用水平低；同时，由于缺乏有效统一协调机制，在实际调度过程中，渭干河流域上游克孜尔水库与下游平原反调节水库跃进水库、五一水库联合调度难度大，致使渭水干河流域内水库工程的整体蓄水能力发挥不充分，作用不明显。

3 提高水库兴利效益的建议与对策

3.1 提高发电效益的措施

（1）对克孜尔水库而言，可根据渭干河流域的气候特点，分汛期、非汛期两个阶段进行优化调度。

（2）枯水期的优化调度:由于渭干河枯水期（9月～翌年5月）来水量相对缺乏，在条件允许的情况下，将水位控制在1135.0m（死水位）以上运行。

（3）汛期电站尽量不弃水，将水位控制在正常蓄水位（1149.6m）运行。

3.2 水库电站运行方案

（1）按时段初水库水位确定时段平均发电出力。

（2）水库在6月10日至6月20日水库冲沙水位1139m，6月21日至6月30日水库冲沙水位1135m，7月1日至7月10日水库冲沙水位1139m。

（3）在7月至8月，水库水位不高于汛期限制水位1145.75m运行，发电服从防洪。从8月开始，克孜尔水库可视来水情况和防洪要求，适时将汛期运用水位从1145.75m蓄至1147.0m。

（4）9月中旬开始从1147.0m起蓄水，至10月下旬蓄至正常蓄水位1149.6m，见图1。

图1 新疆克孜尔水库兴利调度图

3.3 动态水位控制科学拦蓄提高水库的调蓄能力

近几年来，克孜尔水库在总结2002年“7.23”超百年一遇洪水、2010年“7.29”百年一遇洪水实际调度成果的基础上，对克孜尔水库的调度方案进行了优化调整，取得了明显的调度效益，如克孜尔水库通过实施汛限水位动态控制。克孜尔水库将汛期分为前汛、主汛、后汛三个时期，采用不同汛限水位运行，使前、后汛期水位得到提高。前汛期水位由1142m上升至1144m，增蓄了部分前汛期的洪水资源，后汛期水位同样抬升至1144m，又拦蓄汛末雨洪资源，汛期洪水资源的浪费减少，减少汛期弃水量。根据统计:水库汛限水位从1142.0m抬高到1144.0m，水库蓄满率提高了20%以上。克孜尔水库自2010年开始实施动态控制以来，累计多蓄水3.82亿m3，增加发电量近3064kWh；汛期利用低水位有利时机，进行异重流排沙，增加排沙量185.6×104t。通过对克孜尔水库汛期分期控制水位进行适当调整，在确保防洪安全的前提下，统筹水库汛末蓄水要求。

3.4 渭干河流域上、下游水库实施联合调度

（1）联合调度的时机选择

考虑平原水库渗漏损失等影响因素，为提高春季有限水资源的利用率，联合调度的时机宜选择每年5月下旬至6月上旬（渭干河灌区小麦二水、棉花一水）灌溉调蓄阶段，由上游的克孜尔水库和下游的两座平原反调节水库（跃进水库和五一水库）进行联合调蓄渭干河这一时段的水量。

（2）联合调度的预案

由于渭干河自6月份开始进入汛期，因此克孜尔水库必须承担渭干河主要的调洪任务，汛前克孜尔水库应该遵循“空库迎洪”的安全度汛设计原则，即尽可能把库水位降低至死水位1135.0m左右。相反，下游跃进水库、五一水库无防洪任务，在保证下游平原水库工程安全的前提下，尽可能达到正常设计蓄水位。因此，跃进水库设计正常蓄水库容为5800万m3，此阶段宜调蓄水量4500万m3；五一水库设计正常蓄水库容为3900万m3，此阶段宜调蓄水量3000万m3，下游两座平原水库此阶段合计调蓄水量为7500万m3。上游克孜尔水库调蓄渭干河此阶段剩余的3800万m3左右的全部水量，相应库水位控制在1135.0～1138.0m高程之间。

由于实施渭干河流域上下游水库联合调蓄后，克孜尔水库低水位排沙运行时间可延长至25d左右，按2014年水库实测出库平均含沙量15kg/m3测算，汛期排沙量有望达到400万t以上，克孜尔水库低水位排沙效果将十分显著。

［1］新疆渭干河克孜尔水库设计报告［R］.乌鲁木齐:新疆水利水电勘测设计研究院，1995.

［2］吴素芬，李杰.新疆克孜尔水库除险加固工程水文分析计算［R］.乌鲁木齐:新疆水利水电勘测设计研究院，2008.

［3］夏新利.新疆克孜尔水库汛限水位动态控制实践与效益分析［J］.水利科技与经济，2012（05）.

［4］周惠成，王本德，王国利.水库汛限水位动态控制方法研究［M］.大连理工大学出版社，2006（06）.

［5］赵艳涛.新疆克孜尔水库抗旱对策与措施分析［J］.水利科技与经济，2014（06）.

TV21

A

1672-2469（2015）10-0039-02

10.3969/j.issn.1672-2469.2015.10.12

黄允江（1968年—），男，经济师。