大渡河金川至丹巴河段水电开发方式研究

2012-07-26王春云

水力发电 2012年1期

段斌，王春云，严军，陈刚

（国电大渡河流域水电开发有限公司，四川成都 610015）

2003年审查通过的《四川省大渡河干流水电规划调整报告》推荐22级开发方案，规划22级总装机容量23 400 MW，年发电量1 123.6亿kW·h。审查意见认为，大渡河金川至丹巴河段中的巴底梯级综合技术经济指标较优，拟作为近期第二批开发工程，可安排在 “十二五”期间开工建设，并采用坝式开发。其坝址紧靠丹巴县城上游，且近坝库岸存在巨型滑坡体，工程地质条件较差，须在今后工作中进一步研究。因此，在坚持原有规划的基础上，开展了丹巴梯级水电开发方式和金川至丹巴河段水电开发方式的研究工作。

1 丹巴梯级水电开发方式研究

1.1 开发条件

大渡河丹巴梯级位于构造相对稳定的色达—松潘断块内，新构造运动以大面积掀斜抬升为主，地震危险性主要受外围强震带的影响，工程区地震动峰值加速度为0.15 g，相应的地震基本烈度为VII度。

《四川省大渡河干流水电规划调整报告》推荐的丹巴梯级近坝库岸分布有干海子、甲居、普角坝等滑坡及第四纪松散堆积体，滑坡规模巨大，前缘变形迹象明显，库岸稳定性较差，滑坡的失稳对工程安全影响很大。坝址位于丹巴县城上游河段，坝区紧邻丹巴县城，可供枢纽布置的范围小；枢纽布置特别是泄洪建筑物及施工期对丹巴县城影响较大；水库区巨型滑坡对工程安全和工程建设对县城的影响都较大；水库涉及的移民以藏族为主，库区两岸山高坡陡，土地资源贫乏，当地移民安置环境容量有限，移民安置难度较大。

巴旺至丹巴县城间河道平均比降达10.8%，具有引水式开发的条件。

1.2 开发方式的调整

为避开原规划中的不利条件，优化丹巴梯级工程技术经济指标，从而促进其开发，经审查，丹巴梯级的开发由堤坝式调整为混合式开发。

丹巴混合式开发方案，坝址两岸地形较完整，出露基岩为变质岩，岩石坚硬，岩体较完整，无区域性断裂通过，库区未见大的滑坡和崩塌堆积体，不存在水库永久渗漏问题，具备成库建坝的地形地质条件，左岸基本具备引水隧洞成洞条件。混合式开发方案避开了滑坡对工程的不利影响，适应金川至丹巴河段的地形地质条件，同时也降低了坝高，减小了筑坝难度；还可以避免原开发方案对县城的环境影响；同时水库淹没损失小，建设征地总体指标减少，移民安置难度相应降低。

与原堤坝式开发方式相比，混合式开发水头损失增加，部分支流水能资源不能充分利用，坝址处需泄放生态流量，所以开发方式调整后，金川至丹巴河段水能资源的利用程度有所下降。

总体而言，采用混合式开发后，丹巴梯级在少利用部分水能资源的情况下，可以避开重大不良地质地段，减轻对丹巴县城的不利环境影响，减小征地和移民规模，有利于工程安全。

2 金川至丹巴河段水电开发方式研究

2.1 基本情况

大渡河干流金川—丹巴河段长约93 km，天然落差约283 m，其中水卡子沟下游的小巴旺至丹巴县城间距离约9．6 km，落差约91 m，金川至丹巴河段的开发上游受金川县城控制，下游受丹巴县城控制，上下游端流域面积39 978～45 528 km2，多年平均流量521～623 m3/s，水能理论资源蕴藏量1 600 MW。河段上游为阿坝州金川县，下游为甘孜州丹巴县。

2.2 开发方案拟定

方案一，两级开发，巴底梯级（沈足沟坝址）正常蓄水位2 133 m；丹巴梯级（水卡子坝址），正常蓄水位2 048 m。共利用落差281 m。

方案二，两级开发，巴底梯级（骆驼沟坝址）正常蓄水位2 133 m；丹巴梯级（水卡子坝址），正常蓄水位1 996 m。共利用落差281 m。

方案三，两级开发，安宁梯级正常蓄水位为2 133 m；丹巴梯级（水卡子坝址）正常蓄水位2 075 m。共利用落差273 m。

方案四，三级开发，安宁梯级正常蓄水位2 133 m；巴底梯级（骆驼沟坝址）正常蓄水位2 075 m；丹巴梯级（水卡子坝址混合式）正常蓄水位1 996 m。共利用落差273 m。

方案五，三级开发，安宁梯级正常蓄水位2 133 m；丹巴梯级分级开发，一级为水卡子坝址坝式开发，正常蓄水位2 075 m，二级为巴旺坝址引水式开发，正常蓄水位1 965 m。共利用落差273 m。

2.3 开发方案比较

拟定的上述五个方案在工程地质、枢纽布置、机电、环境影响等方面差别不大，水库淹没、水能利用、工程投资和开发进程是该河段开发方案比较的主要因素。

2.3.1 水库淹没

方案一至五的水库淹没实物指标见表1。

表1 五个开发方案水库淹没主要实物指标

从表1可以看出，方案一和方案二利用落差均为281 m，水能资源利用较充分，但淹没损失较大；方案三、四、五避开了淹没比较集中的安宁集镇河段，利用落差均为273 m，比方案一和方案二减少约50%的淹没影响人口，淹没耕地减少了20%～40%，明显有利。因此，从减少水库淹没、减小移民安置难度和有利于河段开发角度考虑，金川至丹巴河段的开发方案应在方案三、四、五中间选择。

2.3.2 开发条件及工程投资

方案一至五的动能经济指标见表2。

表2 五个开发方案动能经济指标

从表2可以看出，方案三、四、五的安宁以下河段，方案三为一级开发，方案四、五为两级开发。方案三的优点是投资较省，但开发条件较复杂；方案四和方案五的优点是把开发条件较明确、前期工作周期短的河段与开发条件较复杂、前期工作周期长的河段分离，可优先开发条件较好的河段，深入研究开发条件较差的河段，有利于水能资源的开发进程，提前发挥效益，有利于促进地方经济社会更快发展。总体上来看，安宁以下河段采用分级开发，即方案四、五能较好地适应该河段特点。

方案四巴底梯级（骆驼沟坝址）河床覆盖层相对较浅，建坝条件相对较好，工程施工难度较小，建设工期较短，涉及问题相对较少；丹巴梯级（水卡子坝址）采用低坝引水式开发方案技术可行。方案四与方案五比较，水库淹没损失小、投资省，明显优于方案五。

2.4 综合比较的结论

综合考虑各方面因素，特别是考虑到开发河段研究范围内移民安置容量有限，为有利于加快河段水能资源开发进程，方案四，即安宁梯级、巴底梯级（骆驼沟坝址）坝式开发，丹巴梯级（水卡子坝址）混合式开发方案为目前金川至丹巴河段综合考虑最优的方案。该方案总装机容量2 180 MW，年发电量 97．8 亿 kW·h。

3 水电开发新理念的体现

3.1 合理开发利用水能资源的理念

在开发方式选择中，既考虑了国家当前对能源的需求和经济发展的需要，也考虑了河段涉及两州两县社会经济发展面临的困难；既考虑了大渡河水电开发的当前利益，也考虑了水电开发给流域自然环境，人文环境、水资源环境、生态环境带来的长远影响。涉及重要集镇、文物的河段选择了放弃开发；采取宁可少装机、少发电也要确保满足环保要求的原则；同时，在开发方式选择时不单纯追求经济效益，而是充分考虑尽量避免或减少对环境的不利影响、减少移民搬迁的数量和难度。这充分体现了河段规划设计理念从原来的“充分开发利用水能资源”向 “合理开发利用水能资源”的转变。

3.2 水电开发与环境保护并重的理念

在开发方式研究过程中，坚持开发与保护并重的理念，尽量减小水电开发对环境的不利影响。原丹巴梯级采用坝式开发，近坝库岸存在环境地质问题。采用混合式开发后，可以避开重大不良地质地段，减轻对丹巴县城环境的不利影响。另外，金川至丹巴河段采用安宁＋巴底（骆驼沟）＋丹巴（水卡子）开发方式后，避免了对居住人口比较集中的安宁乡以及寺庙和一些文物古迹的淹没，同时放弃利用安宁乡上游约7 km河段的水头，不仅减少了淹没搬迁人口，还增加了该地区移民安置的环境容量。开发方式研究充分体现了对环境保护的重视，也充分证明只有在保护环境的基础上才能更有效地开发水能资源。

3.3 以人为本科学开发水电的理念

原规划的巴底、丹巴梯级调整开发方式后，避开了重要实物的淹没（如安宁集镇、广法寺、马尔帮关碉、安宁御碑）；减少了安置移民的任务，淹没影响减少了约50%，淹没耕地减少了20%～40%；扩大了移民安置容量，保留下来的重要集镇和未开发的河段为移民安置创造了有利条件；降低了安置操作难度，移民数量的大幅减少对藏区移民安置有利；保留住了重要的寺庙和文物，对尊重藏区人民风俗习惯有极其明显的作用。目前，大渡河水电开发往往不仅仅受工程技术条件的约束，还受移民、环保、土地等诸多因素的制约。金川至丹巴河段的水电开发方案坚持以人为本的理念，通过经济、技术、移民、环保等方面的综合权衡，合理确定了开发方案，是科学发展观在大渡河水电开发过程中的一次重要实践。