研究水库建设对下游水电站及灌区的影响

刘文峰 周长康

【摘要】水库建设对于当地经济的发展具有十分重要的影响，其具有蓄水、发电以及灌溉等各种功能。然而，水库建设也会导致河道径流量减少，对下游用水部门特别是大型用水户造成影响。本文以泾河亭口水库为例，就水库建设对下游水电站及灌区的影响进行研究。

【关键词】水库建设；下游水电站；灌区；影响

近些年来，我国水库建设得到较大的发展，大批水库也迅速得以建成，促使水资源得到更有效的保护和利用。水库建设往往会对下游水电站及灌区产生影响，包括水电站的电量以及农业灌溉的水量等，也有不少学者对其进行相关的研究。对此，本文对这一话题进行进一步研究，是为了促使水库工程水资源论证工作的需要得到更好的满足，其具有一定的价值意义。

一、分析方法

（一）对下游水电站发电影响的分析方法

电站出力的计算公式为：N=KQH；发电量的计算公式为：E=NT=KQHT。其中，N表示电站出力，K表示出力系数，Q表示发电量，H表示发电水头，E表示电站发电量，T表示发电小时数。

下游电站发电损失量可采用以下方法进行计算：结合受影响力进行考虑，通过建库前、后发电引水流量，分别对电站发电量进行计算，得出的差值即发电损失量：△E=E-E=KQHT-KQHT。式中，Q表示建库前引水流量，Q表示建库后引水流量，T表示受影响的时间。

二、亭口水库对下游水电站及灌区影响的分析

亭口水库总库容达到22780×104立方米，设计引水流量为2.25m3/s，设计年供水量6450×104立方米。水库正常蓄水位893米，相应库容1.965×108立方米，汛期限制蓄水位893米，泄洪排水洞进口高程856米，输水洞进口高程864米，校核水位以下2.278×108立方米，最大坝高47.8米，坝顶长度498.2米，坝顶宽10米。水库向彬长矿区煤矿、选矿厂、电厂以及城镇居民等供水，并且具备发电的功能。亭口水库的建成，不仅促使矿区开发建设的经济效益得到提高，也促使当地房地产、建材企业得到发展，对当地经济的稳定发展带来积极的影响。

（一）对下游水电站影响的分析

亭口水库下游七个水电站无具体流量资料，考虑借用临近水文站资料。经各电站位置分析确定彬县枣渠、彬县程家川、永寿绛山、永寿和平、永寿石桥等五个站采用邻近的景村水文站流量资料，淳化茨坪、泾惠渠渠首采用邻近的张家山水文站流量资料。

1、影响时间T

通过各电站不受影响时间t对受影响的时间To进行计算，可根据水文年鉴统计不受影响的时间，从而对泾河干流来水量小于亭口水库总耗水量的时间进行推算，也就是下游电站发电受影响的时间To。

2、其他参数的确定

下游各个电站设计引水流量Q引和设计水头H两个参数可根据设计报告得知，水电站出力系数按照K=7.0进行计算。

3、影响发电量E

通过影响发电时间T对影响发电量进行计算。某站利用水头H=16m，设计引水量Q引=28m3/s，电站出力N=KQ引H=1532kW0，建库后电站发电流量Q=Q引-q耗=26.28m3/s，电站发电受影响天数T=203.5天。建库前E=NT=1532×104千瓦时，建库后E=NT=1438×104千瓦时，减少6.1%。其他电站影响发电量采用相同的计算方法。

（二）对灌区的影响分析

亭台水库的泾惠渠位于泾河泾阳县，引水流量50m3/s，年平均引入水量4.5×108m3。工程原引水量16m3/s，原设计灌溉面积4.27×104hm2。后经过改造，增大引水能力为50m3/s，灌溉面积逐渐扩大为9×104hm2。灌区包括多个县区，例如泾阳、高陵、三原、阎良以及临潼，灌区具有肥沃的土壤，以及较为完善的水利设施，也建有许多工厂，是陕西省重要的蔬菜以及粮食生产基地。

根据有关资料可知，灌区2月、9月、10月以及11月的灌溉需水量为零，也就是不需要引水灌溉。因此，需要在灌区的灌溉期分析其影响，也就是1月，3-8月以及12月。根据有关资料，采用有无亭口水库对比法，根据多年平均和多年各月的两种情况，就亭口水库建设对灌区引水量的影响进行分析，得出相关分析结果。

根据计算结果统计，建库导致泾惠渠首月可引水量最多减少440.03%，最大增加1570.38%。无亭口水库时泾惠渠渠首多年平均年可引水量为40948. 1× 104 m3，建库时多年平均全年可引水量减少了5327. 8× 104 m3，占多年平均年可引水量的13.01%；灌溉期8个月多年平均可引水量为35852. 3×104 m3 ，建库时同期多年平均可引水量减少了2016. 0× 104m3 ，减少了5.62%。建库对10月、11月、12月的多年平均可引水量产生较大的影响，比例分别达到43.13%、51.29%以及16.82%。而灌区在2月、9月、10月以及11月不需要引水灌溉，所以，亭口水库在这些月份不对灌区产生影响。在其他月份建库对可引水量多年平均影响比例在-25.73%～15.07%之间。由此可见，亭口水库建设对下游灌区的引水会产生影响。

结语

综上所述，本文研究水库建设对下游水电站及灌区的影响，研究表明水库建设确实影响下游水电站和灌区，对下游水电站的影响主要体现在发电量，对灌区的影响主要体现在可引水量。水库建设可导致下水电站發电量减少，并且也能导致下游灌区可引水量减少，特别是在灌溉期，也就是2月、9月、10月以及11月之外的月份。

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