奎屯河东干渠3#水电站工程取用水合理性分析

张楚迪

(新疆维吾尔自治区灌溉排水发展中心，新疆 乌鲁木齐 830000)

1 工程概况

奎屯河补给量以冰川融雪水为主，奎屯河多年平均流量20.6 m3/s，多年平均径流总量6.50亿m3，地下水约占总水量的20%左右，全年地下水径流总量约1.30亿m3[1]。奎屯河东干渠已有1#水电站和2#水电站，新建3#水电站可直接向第七师供电，弥补第七师电网中电力电量的不足。奎屯河东干渠3#水电站为Ⅳ等小(1)型工程，总装机容量为12 MW，多年平均发电量4279万kW·h，装机年利用小时为3566 h。电站引水系统包括取水口、沉沙池、引水渠接压力前池、压力管，渠水经压力管引至发电厂房，经过水轮机过流发电，发电尾水仍归入奎屯河东干渠。东干渠3#水电站的兴建，可以解决奎屯河片区和第七师电力不足的问题。

2 水资源开发利用现状

2.1 分析范围

分析范围的起始位置为东西干分水闸处即东干渠起始处，此处集中了东干渠引入的所有水量，考虑了水量水质对水电站的影响，以及水电站取水对上游拟建工程的影响；分析范围的末端位置选取在东干渠奎三支分水闸，此处也是梯级水电站结尾处，主要是考虑到电站退水对下游工程的影响，且奎三支分水闸是水库引水的节点。因此，分析范围为东西干分水闸至东干渠奎三支分水闸之间区域，面积87.38 km2，包括渠道两侧20 m和分水口控制灌溉面积。

2.2 开发利用现状

分析范围内的引水工程包括东干分水闸、东干渠、东干渠上的五座分水闸、奎三支分水闸，东干渠1#水电站和2#水电站。自东西干分水闸开始，东干渠上依次设有南干分水闸、东一支分水闸、26队分水闸、西一支分水闸和前进分水闸，最后新、老东干汇合后，最后一个分水闸是奎三支分水闸。东干渠现状年均供水量4.22亿m3，南干分水闸引水0.24亿m3，东一支分水闸引水192万m3，26队分水闸引水247万m3，西一支分水闸引水2514万m3，前进分水闸引水378万m3。

东干渠设计流量35.0 m3/s，现实际引水流量42.0 m3/s，东干渠1#、2#电站均只取水，不用水。在东西干分水闸处设有奎屯河东干渠1#水电站引水口，水电站引水渠设计流量20.0 m3/s，冬季不发电。发电后，尾水投至东干渠跨奎屯河涵洞处。现奎屯河东干渠1#水电站年引水能力2.41亿m3，实际年发电量100万kW·h；奎屯河东干渠2#水电站自南干渠引水闸处引水，发电后，尾水投至东干渠，水电站引水渠设计流量20.0 m3/s，冬季不发电，发电设计引水流量18.1 m3/s，电站多年平均取水量2.59亿m3，多年平均发电用水量2.38亿m3。在保证率为80%的情况下，发电用水2.21亿m3。

3 取用水合理性分析

3.1 取水合理性分析

(1)水电站具有运行灵活机动、自动化程度高等优势，开发水电资源同时保护环境，水力发电项目属于当前国家重点鼓励发展的水利建设项目，东干渠3#水电站项目符合当前国家和地方产业政策[2]。

(2)在保证水资源可持续利用的基础上开发奎屯河东干渠上的梯级电站，水电站的开发设在河道的工业用水区和农业用水区，水电站建成后，合理利用水能资源，其尾水全部排回原输水干渠，不占用水量指标[3]，无新增废污水排放，不改变水量及水质，不影响其他用户用水，不影响水功能区的使用功能，对下游灌区灌溉没有不利影响，对下游生态环境不会造成破坏现象，因此，该项目建设取水符合当地在水资源开发利用方面的管理规定。

(3)奎屯河东干渠段虽然落差小，但地形平坦，可利用已有水利工程设施建设电站，投资小，见效快。建设3#水电站没有淹没损失、土建投资不大且没有移民，建设区属易开发段，投资效益好，能够合理地利用该河段丰富的水能资源，促进奎屯河流域的建设，发展地区经济。

3.2 用水合理性分析

(1)合理开发水能资源。奎屯河东干渠东西干分水闸至奎三支分水闸段的主要开发任务是水力发电，为尽量利用水能，获得较大发电效益，宜开发其梯级水电站[4]。东干渠3#水电站属引入式电站，不影响其上游及下游的农田灌溉用水。该项目建成投产后，直接向奎屯河管理处奎屯河片区供电，夏季电量多时，可并入第七师电网，缓解奎屯河片区及第七师电网中电力电量不足的现象，减轻奎屯河片区及第七师电网的供电压力。

(2)水量损失小。项目水源为奎屯河地表水，主要是发电用水，取水方式为东干渠内取水。在修建3#水电站以前，东干渠年均输送水量4.25亿m3，至奎三支分水闸处渠系利用系数0.96，损失水量1701万m3；电站建成后，电站年均引水量2.52亿m3，引水渠及管道渠系利用系数由原东干渠的0.985提高至0.995，水量损失126万m3；原水量仍由东干渠输送至下游奎三支处，水量损失为690万m3。合计渠系渗漏损失816万m3，较修建工程前减少885万m3。因此，建设项目实施后未有新增水量损失。

(3)电站在东干渠上引水，东干渠并未增加引水，不影响东干渠上游其他用水户，不会减少或增加东干渠引水量；取水方式为东干渠内取水，用水并不消耗渠道水量，引水发电及发电后的尾水均归入原东干渠，对周边用水不产生影响，不会恶化本地区域用水的平衡，也不会影响奎屯河流域的水量平衡。

3.3 取水口合理性分析

奎屯河东干渠3#水电站的取水口位于奎屯河东干复线4+853处。从水资源配置上看，此段是河段开发水力资源的较佳区域，建设项目段属开发利用区，主要是工业用水区和农业用水区，符合此段的水功能区划。根据地质勘探，取水口区域地层稳定，地质条件较好，不会对工程建设构成威胁。奎屯河东干渠3#水电站由东干渠内取水，不会对河流流态产生影响。同时也不影响原取水单位取用水。论证范围内没有用水单位和排污口，奎屯河水质属Ⅲ级标准，电站取水不受水量水质等限制。

3.4 取水可靠性分析

根据分析计算，东干渠现年均引水量4.25亿m3，至奎屯河东干渠3#水电站场址处可供水量为3.66亿m3，电站发电水量2.33亿m3，其利用率为64%；85%频率下电站取水量为2.27亿m3，发电用水量2.12亿m3，水量利用率为67%。项目为单一水力发电项目，没有其他取水，来水量能满足其发电取用的要求，取水是可靠的。

3.5 退水影响分析

根据奎屯图河水功能划分，建设项目退水口所在水功能区为农业用水区，水质现状和管理目标均为地表水Ⅲ类标准。3#水电站除经水轮机组发电和冷却系统造成少量损失及引水系统的蒸发渗漏损失外，无其他水量损失，其尾水排入奎屯河东干渠，以原有输水方式输往下游灌区，水质水量无变化，对奎屯河的农业用水区功能没有影响，并且对第三者也没有影响。

4 结 论

(1)奎屯河东干渠3#水电站主要靠干渠内引用天然径流进行水力发电，在奎屯河东干复线4+853 处引水，此段是河段开发水力资源的较佳区域，3#水电站的建设能够合理地利用该河段丰富的水能资源，促进奎屯河流域的建设，项目符合水资源的规划和配置，符合当地在水资源开发利用方面的管理规定。

(2)东干渠目前年均引水量4.25亿m3，至奎屯河东干渠3#水电站场址处可供水量为3.66亿m3，85%频率下电站发电水量 2.33亿m3，水量利用率为64%，来水量能满足其发电取用的要求，取水是可靠的。

(3)论证范围内，东干渠3#水电站取水不改变水量的时空分布与河道、干渠的水文情势，不减少下游水功能区的纳污能力，不影响下游水能资源开发利用，对区域资源调水工程没有影响。项目建成投产后，可缓解奎屯河片区及第七师电网中电力电量不足的问题，减轻奎屯河片区及第七师电网的供电压力。