浅析新疆兵团第十三师红山口沟河水能资源开发规划

周全

【摘要】我国中小河流众多，蕴藏着丰富的水能资源。中小河流水能资源开发规划是开发利用农村水能资源的基本依据，是各级水行政主管部门规范农村水能资源管理的重要手段。随着一些河流功能的变化以及水能资源开发理念的转变，中小河流水能资源开发利用面临许多新情况、新挑战。本文就新疆兵团第十三师红山口沟河水能资源开发规划作为案例展开简要分析论述。

【关键词】中小河流；水能资源；开发规划

为切实规范和加强中小河流水能资源开发和管理，在保护生态和农民利益的前提下加快农村水能资源开发利用，水利部2012年印发了《開展中小河流水能资源开发规划工作的意见》。本次规划编制以绿色发展理念为指导，科学确定当前和今后一个时期中小河流水能资源的开发重点和目标任务，发挥规划在小水电开发建设、运行管理等方面的引领作用。

1、工程概况

红山口沟流域发源于巴里坤县境内南天山北坡，流域地势南高北低，由东南向西北倾斜。海拔3500m以上为高山区，降水以降雪为主；海拔2800～3500m为中山区，区域降水量较大，是流域主要产流区；海拔2000～2800m为浅山区，降水量小，山体裸露。红山口沟河出山以后水流散流于山前砾石戈壁区，形成明显的山前散流扇形区。

红山口沟有三条支流，分别于出山口上游2.3km，4.5km和7.7km处汇入主沟。红山口沟径流不仅年际变化大，且流域受大陆性气候区及区内地势的影响，区内气候呈带状分布，因集水面积小，调节能力弱，径流年际变化较大，年内分布也极不均匀。

红山口沟下游灌区已形成较为完善的水利工程体系。主要包含：①引水工程，红山口沟渠首位于红山口沟出山口处，是红山农场重要灌溉水源；②蓄水工程，东泉水库位于红山口沟冲积扇下游的倾斜平原洼地内，是一座小（1）型平原注入式水库；③水电工程，红山口沟河建有一座径流式引水电站，装机容量1290kW；④灌区渠系工程，主要输水渠道为南干渠、引洪干渠、北干渠。

2、水能资源及开发利用情况

2.1水能资源

红山口沟河多年平均年径流量2316万m3，河道总长18km，落差约1700m；山区河段河长约11km，落差1350m；全河单位河段水流出力424kW/km，河段水能理论蕴藏量7905kW。其中出山口以上单位河段水流出力465kW/km，水能理论蕴藏量5385kW，占全河的68%；出山口以下单位河段水流出力357kW/km，水能理论蕴藏量2520kW，占全河的32%。从全河来看，单位河段水流出力最高的是左岸第二条支流汇入口至奥尔塔哲腊河段，为932kW/km；其次是现状已建的红山口沟一级渠首河段，为768kW/km，该河段水能开发条件较好。

2.2开发利用情况

红山口沟河段总水能蕴藏量7905kW，全河段多年平均水流出力的年平均电能为6925kW·h。已开发利用的河段为红山口沟一级渠首河段，该河段建有一座径流式引水电站，电站总装机容量1290kW，年发电量217kW·h，红山口沟水能开发利用率为3.13%，水能开发利用率极低。

3、开发任务及梯级开发方案

3.1开发任务

规划河段从左岸第二条支流汇入口至南干渠分水口，全长18km，水能理论蕴藏量5596kW，占全河段的71%，是水能资源最集中河段，水能开发条件较好，具有一定开发潜力。出山口下游现有7.5万亩灌区，且第十三师水资源配置规划中规划了红山口沟向三塘湖工业园供水的方案，因此红山口沟河具有综合利用要求，开发任务为灌溉、供水和发电。

从水资源利用上看，河道总水量有余，但时空分布不均，存在工程性缺水；同时，三塘湖工业园区的建设也对红山口沟河的水资源开发利用提出需求；开发该河的水能资源，满足红山农场的电力需求，控制性工程也能起到一般电站所难起到的作用，而红山口沟河目前山区无控制性工程。因此，无论从水资源利用，还是解决电力需求方面，都迫切需要修建山区控制性工程。

在红山口沟河拟建红山口沟水库，水库以上河段开发任务为发电，无综合利用要求；红山口沟水库的任务承担灌溉、供水任务的同时兼顾发电；红山口沟水库至南干渠分水口处河段承担向下游灌溉输水和工业供水的同时兼顾发电。

红山口沟主要水利工程现状分布情况图

3.2梯级开发方案

1）河源至左岸支流1汇流处河段长约4km，年径流1040万m3，河段高程为3050～3500m。该河段目前河段水量较小、植被茂密、输电线路距离远、施工条件差、单位出力相对较小、水能开发条件差等不利因素制约，因此暂不考虑该河段进行水电开发。

2）左岸支流1至红山口沟水库河段长约6km，年径流2316万m3，河段高程为2230～3050m，水能理论蕴藏量4809kW。该河段存在交通困难、地形复杂等不利条件，但由于可利用水量增加、河床较宽、水能蕴藏量大，从鼓励开发利用清洁能源的政策导向出发，可作为远期水能开发河段。

3）红山口沟水库至南干渠分水口河段长约7km，河段高程为1800～2230m，河段水能理论蕴藏量3096kW。该河段交通便利、输电线路距离近、开发条件较好，因此可作为近期开发河段。

4）南干渠分水口至东泉水库下游，存在灌区分水、水量分散，加之已进入灌区，不具备水能开发条件。

根据开发河段选择及工程布置情况，可采用1库5级开发方案。梯级组合为红山口沟上游电站（引水式）+奥尔塔哲腊电站（引水式）+红山口沟水库电站（混合式）+红山口沟一级电站（已有电站改造）+红山农场电站（引水式）。设计总水头为1074m，总装机容量为11590kW，总发电量2704kW·h。

从经济指标、建设条件、电力输出等多方面综合考虑，首先完成近期开发的电站为红山口沟一级电站改造，然后是红山农场电站，红山口沟水库坝后电站随红山口沟水库建设进程建设。奥尔塔哲腊和红山口沟上游电站作为远期工程择机开发。

4、水能开发利用率

根据梯级布置，本次规划河段全长11km，天然落差850m，河段水能理论蕴藏量5596kW，占全河的71%。根据开发方案的拟定，总装机容量为11590kW，合计多年平均年发电量2704万kW.h。根据水能开发利用率计算公式得出，本次红山口沟河水能开发规划的水能开发利用率为39%。

5、总结

在依据流域综合规划、保护生态环境的前提下，科学规划中小河流水能资源开发，大力发展农村水电，着力打造民生水电、绿色水电、和谐水电，可促进我国农村经济社会可持续发展。

参考文献：

[1]《关于开展中小河流水能资源开发规划工作的意见》（水规计[2012]369号文）.2012年8月.

[2]吴萌.新时期河流水能资源开发条件的探讨.小水电，2012年第4期.

[3]陈大勇.中小河流水能资源开发规划取得显著成效.中国水能及电气化，2017年第5期.