航电枢纽工程正常蓄水位确定分析

余学琼，余小华，雷 波，杨元林

（1.四川济通工程试验检测有限公司，四川 成都 610000；2.四川恒捷路通工程技术咨询有限公司，四川 成都 610000）

0 引言

正常蓄水位又称正常高水位，是水库最重要的特征水位，是确定拦河坝高度、水库容积、利用水头和发电能力的基本依据[1]。同时，正常蓄水位对有通航需求的航电枢纽还深刻影响着其通航水位及船闸设计参数，这是保证工程开发目标能否实现的先决条件，也是同一般水利工程确定特征水位存在差异性的地方。本文以岷江航电犍为枢纽工程的正常蓄水确定过程为例，深刻阐述航电枢纽工程特征水位影响因素及分析方法。

1 工程概况

岷江是长江上游的一级支流，位于四川盆地腹部区西部边缘。岷江航电犍为枢纽工程位于岷江下游乐山市犍为县境内，坝址位于犍为大桥上游约1.45 km 处，工程开发任务为以航运为主、结合发电，兼顾供水、灌溉。工程上下游分别与东风岩梯级和龙溪口梯级衔接。枢纽主要建筑物包括船闸、泄洪冲砂闸、发电厂房、混凝土重力坝、开关站、鱼道和库区防洪堤等。

2 正常蓄水位确定分析

犍为航电工程是岷江下游航道（乐山～宜宾段）的第三个梯级，应结合库区的滩险分布情况，合理确定正常蓄水位以满足该河段Ⅲ级航道的要求。同时应考虑日调节库容方案，与上游东风岩航电枢纽尾水的合理衔接。综合上述因素及水库淹没和航运要求拟定正常蓄水位上、下限为335.5 m、333.5 m。因此，按照333.5 m、334 m、334.5 m、335 m 和335.5 m 共五个方案进行比较分析。

2.1 方案对库区河道航运渠化的满足程度

犍为岷江库区设计航道标准为Ⅲ级，要求航道尺寸为2 m（水深）×60 m（水宽），根据最小通航流量航道渠化情况，各正常蓄水位方案考虑日调节消落至死水位时，在解放滩、乌木桩、长滩儿三个滩险处以及犍为坝址、东风岩下坝线处最小通航流量库区渠化河道水深见表1。

由表1 可知各正常蓄水位方案考虑日调节消落时库区水位比天然抬高水位分别为0.2 m～15.9 m、0.2 m～15.9 m、0.3 m～16.4 m、0.6 m～16.9 m、1.1 m～17.4 m。库区滩险水深增加明显。随着正常蓄水位抬高，航道渠化得越好。

表1 最小通航流量库区渠化河道水深成果表 单位：m

2.2 梯级衔接

犍为上游梯级东风岩航电工程坝址距犍为下坝址约18.1 km。犍为正常蓄水位比较与上游东风岩下坝址衔接见表2。

表2 犍为正常蓄水位比较与上游东风岩坝址衔接情况表 单位：m

各方案在正常蓄水位时与天然水位差分别为0.59 m～0.27 m、1.03 m～0.44 m、1.50 m～0.68 m、1.98 m～1.00 m、2.47 m～1.10 m；各比较方案在正常蓄水位时均与上游东风岩梯级衔接，日调节消落时均满足航运衔接。

2.3 建设征地及移民安置

正常蓄水位从低到高方案淹没耕地面积分别为4101 亩、4338 亩、4605 亩、4838 亩、5494 亩，方案间增量分别为237 亩、267 亩、233 亩、656 亩；需搬迁安置人口分别为2115 人、2312 人、2992 人、3355 人、4338 人，方案间增量分别为197人、680人、363人、983 人；淹没房屋面积分别为108646m2、117644 m2、153330 m2、170144 m2、223068 m2，方案间增加分别为8998 m2、35686 m2、16814 m2、52924 m2；水库淹没补偿投资分别为101083 万元、110692 万元、121058 万元、131856 万元、155715 万元，方案间差值分别为9609 万元、10366 万元、10798 万元、23859 万元。

方案335 m～335.5 m 水库淹没投资增加幅度较大，主要原因是：除了水库淹没指标外，正常蓄水位335.5 m 还涉及增加和邦盐厂货运码头，增加二级公路2.7 km 及1 个集镇五通桥区金粟镇的淹没指标。

从移民安置方面分析，正常蓄水位333.5 m 到335 m 方案间的水库淹没影响实物指标总体增量不大，补偿投资增加不多；而335 m 方案到335.5 m 方案水库淹没影响实物指标增加较多，补偿投资也增加较多，有突变趋势。因此，从建设征地角度看，正常蓄水位在333.5 m、334 m、334.5 m、335 m 四个方案中选择是合适的。

2.4 工程效益

2.4.1 航运效益

工程实施后将改善岷江航道条件，逐步实现岷江（乐山～宜宾段）全江渠化，充分发挥水路运输“运量大、投资省、能耗低、运价廉、占地少、污染小”的优势，吸引更多货物采用水路运输。经计算，由于替代陆路运输费用的节约，犍为的国民经济效益2020年为6980.99 万元，2030年为14718.00 万元，2040年为21192.15 万元。

五个正常蓄水位方案，均在满足航运要求的条件下拟定，因此，各正常蓄水位方案对航运效益相当，但随着正常蓄水位的提高，航道条件相对较好。

2.4.2 发电效益

岷江水量充沛，具有较好的发电潜力。为综合利用水资源，岷江干流（乐山～宜宾段）在根本改善航道条件发展航运的同时，还可以结合开发水电资源。犍为航电工程正常蓄水位从低到高方案，各方案多年平均发电量随正常蓄水位的抬高而增加，多年平均发电量（远景）分别为19.2752 亿kW·h、20.1350 亿kW·h、20.9918 亿kW·h、21.8428 亿kW·h、22.6836 亿kW·h，从增加能量指标的角度分析，适当抬高正常蓄水位是有利的。

犍为正常蓄水位每抬高0.5 m，从低方案到高方案，上游梯级东风岩多年平均发电量（远景）损失分别为0.2367 亿kW·h、0.3684 亿kW·h、0.6487 亿kW·h、1.0120 亿kW·h、1.4584 亿kW·h，方案间实获的梯级发电效益（远景）增量分别为0.7281 亿kW·h、0.5765 亿kW·h、0.4877 亿kW·h、0.3944 亿kW·h。抬高正常蓄水位实获的梯级发电效益是增加的，但增加的趋势渐小。

2.5 工程投资

正常蓄水位方案Ⅰ～Ⅴ的工程静态投资分别为904791 万元、918077 万元、932565 万元、948730 万元、975931 万元，方案间差额分别为13285 万元、14489 万元、16165 万元、27201 万元，正常蓄水位愈高，工程投资越大。从工程量及投资看，正常蓄水位越低的方案工程量越少，投资越省。

2.6 经济指标

正常蓄水位比较方案Ⅰ～Ⅴ单位千瓦投资分别为20563 元/kW、19958 元/kW、19428 元/kW、18975 元/kW、18768 元/kW；考虑上游东风岩梯级电量损失，单位电能投资（远景）分别为4.76 元/（kW·h）、4.65 元/（kW·h）、4.59 元/（kW·h）、4.55 元/（kW·h）、4.59 元/（kW·h），正常蓄水位从低至高方案间的补充单位电能投资（远景）分别为1.81 元/（kW·h）、2.46 元/（kW·h）、3.17 元/（kW·h）、6.56 元/（kW·h）。从工程经济指标分析，五个正常蓄水位比较方案投资均在19000 元/kW 左右，补充单位电能投资从方案Ⅰ～方案Ⅱ、方案Ⅱ～方案Ⅲ、方案Ⅲ～方案Ⅳ均小于方案的单位电能投资，从方案Ⅳ～方案Ⅴ补充单位电能投资远高于方案Ⅳ、方案Ⅴ的单位电能投资。因此，从经济指标分析，正常蓄水位335 m方案较优。

2.7 综合比选

综上所述，从满足航运要求、梯级衔接、水库淹没指标、动能经济指标等综合分析，推荐正常蓄水位335 m 方案。

3 结语

通过分析可知，在正常蓄水位确定过程中，各考量因素存在着不同程度的冲突。如通航条件决定着正常蓄水位越高越好，抬高蓄水位实获的梯级发电效益亦是增加的，但增加的趋势渐小。然而工程规模、淹没损失、移民安置投资及征地补偿又决定了蓄水位不能无限制地增高。因此，在正常蓄水位的确定过程中一定要以工程的开发任务为核心，按照主要需求原则比选确定水位影响因素权重，做到方案的平衡与优化。