糯扎渡水电站水库初期蓄水方案研究

杨子俊，张建华，韩 兵

（中国水电顾问集团昆明勘测设计研究院，云南 昆明 650051）

糯扎渡水电站水库初期蓄水期为1～3号导流洞下闸水库开始蓄水起至水库蓄水至死水位实现首台机组发电。根据水库蓄水期间的具体特点，可将水库初期蓄水期分为3个阶段：①从3号导流洞下闸起至水库蓄水至672.50 m左右水位4号导流洞下闸止，此阶段水库蓄水主要受4号导流洞下闸工况制约；②从4号导流洞下闸起至水库蓄水至机组调试水位760.00 m止，此阶段为水库初期蓄水期间的主要蓄水期，水库蓄水主要受来水情况制约；③从机组调试水位760.00 m起至蓄水至死水位765.00 m止，此阶段水库蓄水主要考虑机组调试时间影响。

1 工程形象面貌

1.1 坝体工程

糯扎渡水电站工程计划于2011年11月下闸封堵1～3号导流隧洞，水库开始蓄水，至2012年2月中旬由4、5号导流隧洞泄流；2012年2月中旬下闸封堵4号导流隧洞，至2012年3月底由5号导流隧洞和右岸泄洪洞向下游供水；2012年4月上旬5号导流隧洞下闸，由右岸泄洪隧洞泄流。导流洞下闸标准为月平均10年一遇洪水，封堵施工时段为20年一遇洪水，坝体防洪标准为200年一遇洪水标准。其中，1～3号导流隧洞下闸后由4、5号导流隧洞泄流时，11月～次年4月枯期时段20年一遇洪水（1、2、3号导流隧洞封堵施工防洪标准）、200年一遇洪水 （坝体防洪标准）相应的库水位分别为698.62 m和715.74 m；1～4号导流隧洞均下闸后由5号导流隧洞和右岸泄洪洞泄流时，12月～次年4月枯期时段20年一遇洪水 （1～4号导流隧洞封堵施工防洪标准）、200年一遇洪水 （坝体防洪标准）相应的库水位分别为709.80 m和714.01 m；1～5号导流隧洞均下闸后由右岸泄洪洞泄流时，12月～次年5月枯期时段20年一遇洪水 （4、5号导流隧洞封堵施工防洪标准）、200年一遇洪水 （坝体防洪标准）相应的库水位分别为754.77 m和757.72 m。

2012年6月～10月由右岸泄洪隧洞和溢洪道临时断面泄流，坝体临时断面挡水，导流设计标准为500年一遇的全年洪水，相应的流量为25 100 m3/s，相应的库水位为797.44 m，校核标准为1 000年一遇的全年洪水，相应的流量为27 500 m3/s，相应的库水位为799.10 m。

为满足水库初期蓄水期间坝体临时断面挡水要求，1～3号导流隧洞下闸前 （即2011年11月1日以前）坝体必须全断面填筑至750 m高程以上；4号导流隧洞下闸前 （2012年2月16日前）坝体必须全断面填筑至775 m高程以上；5号导流隧洞下闸前 （2012年4月1日前）坝体应全断面填筑至791 m高程以上。

根据坝体填筑实际情况和工程进度安排，坝体工程形象面貌满足初期蓄水期间的工程形象面貌要求。

1.2 库区移民工程

糯扎渡工程库区移民工作分期实施，具体如下：第一期，在2011年11月以前完成745.00 m以下水位水库淹没影响征地移民安置及库区清理任务；第二期，在2012年4月以前完成库区745.00～790.00 m水位水库淹没影响征地移民安置及库区清理任务；第三期，在2012年7月以前完成790 m以上水位水库淹没影响范围内所有的移民安置及库区清理任务。

根据移民安置计划并结合20年一遇洪水回水计算成果，为保证移民工程安全，2011年4月以前水库水位应控制不超过732.23 m，7月之前，水库水位应不超过765.00 m。

1.3 环保水保工程

根据环保水保的工作进度安排和实施情况，库区环保水保工程实施情况满足水库下闸蓄水要求，不制约水库初期蓄水。

2 蓄水考虑的主要影响因素

2.1 水库蓄水位控制

根据施工进度安排，为满足4、5号导流洞的安全运行、下闸水头要求和1～3号导流洞堵头施工安全要求，4号导流洞下闸前水库防洪水位不宜超过680.00 m，下闸时水库水位不超过672.50 m；5号导流洞下闸封堵前水库防洪水位不超过705.76 m。除此之外，为保证移民工程安全， 2012年4月前水库水位应控制不超过732.23 m。

2.2 蓄水速率控制

对库区地质条件、工程条件进行分析可知，蓄水上升速率对库岸的滑坡体稳定性有一定的影响，对一般库岸影响甚微。660 m高程以下时可不考虑蓄水上升速率的影响，660 m高程以上建议控制蓄水上升平均速率，以3.0 m/d为宜。对于库水位下降速度的控制，主要应考虑正常工况下的水库水位操控，对于非常情况下可以允许一些岸坡的破坏。根据国内外部分工程在库水位消落时产生库岸失稳资料分析，考虑留有足够余地，建议库水位骤降速率在正常工况下不要超过1.5 m/d，非常工况下不应超过2.0 m/d。

2.3 下游综合利用用水需求

（1）生态用水需求。糯扎渡水电站与下游景洪水电站衔接，景洪水电站对糯扎渡水库无下泄生态流量要求，但考虑到景洪水电站来水受糯扎渡水库控制，当下游景洪水库水位下降到糯扎渡坝址高程以下时，糯扎渡水库需下泄生态流量174 m3/s（多年平均流量的10%）。

（2）航运需求。 《云南省澜沧江中下游河段规划报告 （功果桥——南阿河口）》提出该河段以发电为主，兼顾防洪、灌溉、航运等综合利用的开发方针。由于澜沧江中下游河段大多流经深山峡谷，河道狭窄，滩险众多，航运业的发展受到一定限制，目前航运客货运量主要集中在景洪港及以下河段，并且糯扎渡以上各梯级电站坝高均在110～300 m之间，布置通航建筑物难度较大，故认为糯扎渡梯级以上河段以发展库内航运为宜，下游梯级景洪水电站则考虑设置航运过坝设施。目前，景洪电站已按Ⅴ级航道、300 t级船型建设了通航建筑物，并按500 t级船型的标准预留过坝通航建筑物位置。根据Ⅴ级航道通航标准，下游河段95%保证率相应的通航流量为504 m3/s。考虑区间流量影响，在景洪水库放空调节库容后，糯扎渡水库下泄流量应不低于500 m3/s。

（3）景洪市取水需求。景洪市的城市供水水源主要为澜沧江。景洪市一水厂位于景洪水电站下游，其取水口高程为534.5 m，相应河道流量为474 m3/s。因此，在景洪水库放空调节库容后，糯扎渡水库下泄流量应不低于474 m3/s。

（4）景洪水电站发电需求。景洪水电站位于糯扎渡水电站下游，电站已建成发电，水库蓄水期间不可避免的会对景洪水电站的运行产生一定影响。为尽可能减小影响，糯扎渡水库蓄水期应保证景洪水电站的稳定运行。根据景洪水电站投产后的实际运行情况以及华能澜沧江水电有限公司对景洪水电站的运行要求，景洪水电站两台机组稳定运行的发电流量在650 m3/s左右。

（5）境外工农业用水要求。澜沧江出境后的主要耗水性用水为农业用水，且主要集中在万象河段以下。经统计分析，湄公河流域农业灌溉以及生活、生产用水总量约593亿m3，其中，从湄公河流域取水量约533亿m3，占万象断面年径流量的38%。中国出境断面至万象区间流域年径流量约763亿m3，大于下游用水需求。因此，糯扎渡水库蓄水对下游国家的工农业用水没有影响。

综上所述，糯扎渡水库初期蓄水期间，为满足下游社会综合利用用水要求，水库最小下泄流量不应小于500 m3/s，从改善景洪电站的安全稳定运行状况并尽可能提高景洪电站的发电效益的角度考虑，水库最小下泄流量以650 m3/s为宜。

2.4 施工导流程序

结合工程施工进度具体分析成果，蓄水规划中，考虑1、2号导流洞于2011年11月初下闸，3号导流洞于2011年11月18日下闸 （水库开始蓄水），4、5号导流洞分别于2012年2月16日和4月1日下闸。

2.5 上下游水库的协调运行

糯扎渡水库蓄水期间，其上游功果桥、小湾、漫湾、大朝山、下游景洪等水电站均已投产发电，水库初期蓄水应考虑上、下游水库的协调运行。

糯扎渡水库初期蓄水主要处于枯期，水库来水量受天然来水量及上游水库的蓄供水量影响，且存在蓄水水位、蓄水速率等限制，因此，上游水库的不同运行方式将影响糯扎渡水库蓄水过程及实际可蓄水量；此外，糯扎渡水库蓄水期间应满足下游综合利用要求，但部分时段受泄流能力限制，水库的供水能力无法满足下游综合利用要求时，为保障下游综合利用要求，考虑景洪水库动用自身调节库容补充供水。

鉴于糯扎渡水库蓄水时间较长，而功果桥、漫湾、大朝山水电站的调节能力很有限，调蓄影响较小，在蓄水规划中暂不考虑。因此，上游水库的调蓄影响主要考虑具有不完全多年调节的小湾水库的调蓄影响。根据小湾水库的多年运行方式研究成果以及小湾水库2009年、2010年的实际运行情况，糯扎渡水库初期蓄水期间小湾电站的最小发电流量以不小于700 m3/s为宜，枯期末水库水位消落到多年平均消落水位1 180 m附近较为有利。

2.6 首台机组投产时间

根据糯扎渡水电站工程进度安排，糯扎渡首台机组计划于2012年7月底投产发电，机组调试时间按40 d考虑，水库应于2012年6月20日蓄水至机组调试水位760.00 m。

3 水库蓄水原则

糯扎渡水库死库容大，初期蓄水历时较长，水库蓄水在确保工程安全的前提下遵循以下原则：

（1）以糯扎渡水电站如期发电为目标进行蓄水方案研究；若客观条件不能满足该目标，则以糯扎渡水电站首台机组尽快投产为目标进行蓄水规划。

（2）水库蓄水期间要保障下游综合利用要求，最小下泄流量按500 m3/s考虑，尽可能兼顾景洪水电站稳定运行，部分时段受泄流能力限制，糯扎渡水库泄流能力达不到500 m3/s时，由景洪水库动用调节库容补足。

（3）为确保运行安全，蓄水期间控制水库蓄水速率及蓄水水位满足相关限制要求。

（4）水库初期蓄水期间，小湾水库在满足自身运行要求及电网调度运行要求的前提下按有利于糯扎渡水库蓄水的方式运行。

（5）蓄水方案要做到技术可行，并具有可操作性，能满足不同来水情况下水库的蓄水调度要求。

4 各阶段蓄水方案

4.1 第一阶段 （水库开始蓄水至4号导流洞下闸）

糯扎渡水库4号导流洞计划于2012年2月中旬下闸，为满足4号导流洞的安全稳定运行、下闸水头要求和1～3号导流洞堵头施工安全要求，4号导流洞出口弧形闸门下闸时水库水位不应超过672.50 m，进口封堵闸门下闸前水库水位不宜超过680.00 m。根据此水库蓄水水位限制条件，对第一阶段水库的蓄水研究成果概述如下：

（1）小湾水库运行方式。从4号导流洞的安全稳定运行和下闸施工要求考虑，结合糯扎渡水库泄流能力分析计算，4号导流洞下闸前小湾的下泄流量最大不宜超过1 000 m3/s；从糯扎渡水库能拦蓄的有效水量考虑，水库最高有效蓄水位为672.50 m。经计算分析，小湾水库按最小下泄流量700 m3/s下泄，糯扎渡水库按下游景洪水电站两台机组稳定运行流量650 m3/s下泄时，在4号导流洞下闸前可蓄至672.50 m；从电网运行考虑，至少要保证小湾水电站两台机组稳定运行 （700 m3/s左右）。综合考虑，糯扎渡水库4号导流洞下闸前，小湾水库按700 m3/s下泄。

（2）糯扎渡水库运行方式。经分析计算，小湾水库按下泄流量700 m3/s考虑时，若糯扎渡水库全部按下泄流量650 m3/s进行控泄蓄水，则P=15%、P=50%来水情况下水库水位会超680.00 m，不满足蓄水水位限制要求，若全部按泄流能力泄流，水库最高水位均不会超过680.00 m，且到4号导流洞下闸前水库水位均可控制至672.50 m以下，满足水库蓄水水位限制要求，但未能充分拦蓄水量。

综上，4号导流洞下闸前糯扎渡水库宜采用敞泄、控泄相协调的蓄水方式，即2011年11月～2012年1月宜按泄流能力下泄；2012年2月起，采取下泄流量650 m3/s控泄蓄水的方式，基本可保证在2012年2月中旬蓄水至672.5 m水位附近。

4.2 第二阶段 （4号导流洞下闸起至水库蓄水至机组调试水位760 m止）

第二阶段蓄水过程，水库蓄水主要受 “5号导流洞下闸前水库水位不超过705.76 m”和 “4月底水库水位不超过732.23 m”的蓄水水位限制。阶段蓄水规划主要成果如下：

（1）小湾水库运行方式。第二阶段为水库初期蓄水期间的主要蓄水阶段，小湾水库应在满足自身调度运行要求以及糯扎渡水库蓄水相关限制条件的前提下尽可能充蓄糯扎渡水库。糯扎渡水库为尽可能多地拦蓄水量，按最小下泄流量500 m3/s下泄；为满足2012年4月初糯扎渡水库水位不超过705.76 m，自2012年2月中旬4号导流洞下闸至2012年3月底小湾水库下泄流量控制在800 m3/s左右为宜。根据2011年汛末小湾水库的实际蓄水状态 （最高蓄水位1 218.00 m左右）和上述规划运行方案，结合糯扎渡水库初期蓄水期间不同来水情况分析，不同来水情况下小湾水库2012年3月底的消落水位存在较大差异 （但均远高于1 180.00 m）。因此，建议2012年4月起，小湾水库的下泄流量根据水库的存水状态与天然来水状态进行适当调整，以2012年5月底消落至1 180.00 m水位附近较为合适。考虑到2012年4月底之前糯扎渡水库水位不应超过732.23 m，2012年4月份小湾水库下泄流量以不超过1 500 m3/s为宜。

（2）糯扎渡水库运行方式。第二阶段为水库初期蓄水期间的主要蓄水阶段，水库水位从4号导流洞下闸时的672.50 m左右蓄至760.00 m，总蓄水量约83.9亿m3，占整个初期蓄水期总蓄水量的80.8%。鉴于2011年汛末小湾水库的最高蓄水位仅在1 218.00 m左右，糯扎渡水库蓄水期间小湾水库的供水量相对较少，为提高糯扎渡水库首台机组如期发电的保证率，第二阶段蓄水中，糯扎渡水库按下泄流量500 m3/s控泄蓄水。

4.3 第三阶段 （从机组调试水位760.00 m蓄至死水位765.00 m）

水库蓄水至机组调试水位760.00 m后，糯扎渡电站首台机组开始充水调试，初步安排机组调试时间为40 d，为满足糯扎渡首台机组调试结束后投产发电的需求，机组调试期间水库应蓄水至死水位765.00 m。按机组调试时间40 d内糯扎渡水库从水位760.00 m蓄至765.00 m计，总蓄水量约8.6亿m3，日均蓄水流量249 m3/s。本阶段蓄水在汛期，结合汛期天然来水情况以及小湾水电站的正常运行情况，汛期小湾水库的下泄流量一般在1 000 m3/s以上，完全能满足下游糯扎渡水库的蓄水需求。因此，水库初期蓄水第三阶段，小湾水库考虑正常运行，糯扎渡水库按日均蓄水流量249 m3/s均匀蓄水。

根据蓄水规划方案，按机组调试时间40 d考虑，在P=15%的丰水情况下，糯扎渡水库才可实现首台机组2012年7月底如期发电目标。

5 结 语

糯扎渡水库蓄水历时长，涉及面广，本文重点介绍了工程蓄水方案研究中考虑的各方面因素、蓄水规划的原则和思路，从梯级水电站上、下游协调运行的角度对糯扎渡水库初期蓄水期间糯扎渡、小湾水库的运行方式展开了研究，并提出推荐规划蓄水方案。水库初期蓄水规划方案考虑的因素较为全面，可操作性较强，能较好的用于实际蓄水。其研究思路和方法对国内大中型河流上类似工程具有一定的借鉴意义。