・５２・ 四川水利 ２０１０．Ｎｏ．５ 紫坪铺水利枢纽工程不完善的应对措施探讨 李华杰，徐兴文 （四川省都江堰管理局，四川都江堰，６１１８３０） 【摘要】都江堰灌区对确保全省粮食生产安全和维持社会稳定具有不可替代的作用。本文根据都江堰灌区的 需水量现状及预测分析，依据紫坪铺水库调度应遵循的原则，针对该水库运行中存在的不完善情况给灌区用水带来的 种种影响，提出了相应的应对措施。 【关键词】紫坪铺水库都江堰灌区运行调度供水管理措施 １都江堰灌区概况 期的５～１Ｏ月，来水量却占全年的７５．２％～ 都江堰水利工程以其规模巨大，布局合理， ７９．１％。并且岷江来水量具有逐年减少的趋势， 费省效宏，经久不衰而闻名于世。它是四川经济 平均每１Ｏ年递减３％～５％。为此，１９７４年和 繁荣和文化发展的重要基础设施之一，将成都平 １９９２年分别修建了外江闸和飞沙堰工业用水临 原孕育成良田沃土的“天府之国”。由于建国后 时拦水闸，在用水期问可以多引１３亿ｍ 水量进 都江堰灌区大规模的扩建维修和改造，灌溉区域 入灌区；在２００５年岷江上游建成紫坪铺水库， 和面积得到了前所未有的扩大，从建国初期１４ 开始改变了岷江上游来水时空分布，使汛期５～ 个县的１８．８万ｈｍ 农田发展到现在７个市３７个 １０月的来水量减少为年径流量的６５％～７２％， 县（市、区）的６８．６７万ｈｍ 农田，是全国实 一定程度上起到了“调丰剂枯”的作用。但是 灌面积最大的特大型灌区。灌区内总人口 随着灌区灌面的增加和农作物结构的调整，灌区 １９５３．２９万人，耕地面积９４．８３万ｈｍ ，占全省 用水量逐年增加，且时段需水发生变化，在用水 的２０％；粮食总产量５８．２１亿ｋｇ，占全省的 高峰期的３～６月，供需水矛盾更加突出；又加 ２２％；灌区农业生产值、乡镇企业生产值和工业 上丘陵灌区的蓄水设施分布不平衡，丘陵灌区每 生产值分别占全省的３１．３％、５４．６％和６４．Ｏ％。 年都会出现不同程度的干旱，灌区集中用水期年 灌区由过去单一的农业生产用水，已发展成为具 平均仍存在３．２４亿ｍ 的缺水量。 有城市生活、工农业生产和生态供水，兼顾防 ２紫坪铺水库初步设计原则和实际运行 洪、发电、水产、养殖、旅游等多目标的综合性 情况 特大型灌区。 ２．１紫坪铺水库建设的目的和任务 都江堰取水于岷江，渠首枢纽工程位于都江 紫坪铺水库是国家西部大开发“十大工程” 堰市城西玉垒关下，集雨面积２３０３７ｋｍ ，渠首 之一，被四川省列人“一号工程”，于２００１年３ 处岷江多年平均年径流量为１４９．３亿ｍ ，年平 月２９日动工兴建，２００５年９月３０ Ｅｌ开始下闸蓄 均流量４７３ｍ。／ｓ。但都江堰来水量年内时空分布 水。建设的主要目的是：“提高岷江水资源利用 不均，按多年平均值分析，在灌区用水高峰期的 率，提高防洪能力，改善都江堰供水水质，减少 ３—５月，来水量仅占全年总量的１７．２％；而汛 泥沙危害，同时改善以都江堰为中心的风景旅游 ２Ｏ１Ｏ．Ｎｏ．５ 四川水利 ・５３・ 区的环境”。紫坪铺水库是一项以灌溉和城市供 表１ ２００６～２００９年岷江上游来水（水库入库） 水为主，结合发电、防洪兼顾旅游、水产等综合 分旬平均流量 利用的水利工程，其功能就是充分利用其有限的 库容调丰剂枯。即水库的蓄水（或放水）必须 首先满足都江堰灌区生活、生产和生态等综合供 水的需要，实现合理调度、高效利用、一水多 表２ ２００６～２００９年水库下泄（都江堰渠首） 用。它的建成对都江堰灌区可持续发展起着十分 分旬平均流量 单位：ｍ３／ｓ 重要的作用，直接影响成都市及四川省经济和社 月 ６ ７ ８ ９ １０ ｉｌ １２ Ｉ ２ ３ ４ ５ 上旬 ５８４ ４１９ ５６９ ５５４ ５１２ ３４８ ２２７ ２５９ １４４ Ｉ８８ ２８３ ４３７ 会发展。 中旬 ５８９ ５９６ ５９２ ４９０ ５３９ ２８５ ２２６ ２ｌ８ １９３ ２００ ３３２ ５４６ ２．２水库调度遵循的原则 下旬 ６２２ ６２２ ５５４ ４７２ ４６Ｏ ２２６ ２２８ １８３ ２Ｏ４ ２５４ ３８４．５７６ ２．２．１遵循“电调服从水调”的原则，必 表３ 紫坪铺水库下泄和岷江上游来水流量对比 须满足生活用水、农田灌溉、工业供水。因此紫 整垡； ！ 月 ６ ７ ８ ９ １０ １１ １２ １ ２ ３ ４ ５ 坪铺水库的放水过程线，首先必须严格执行并满 上旬 一１０９—２６２＋１８＋２３—５１＋２２＋２８＋Ｉ１７＋２２＋６１＋９４＋２４ 中旬 一７０—７７＋４７—１０２＋２２＋２０＋４１＋８１＋７０＋６３＋９４＋３２ 足灌区年度实际综合供水过程线要求，兼顾发 下旬 一１８—１３—８—３５＋５５—４＋６５＋５８＋８１＋９５＋７７—８ 电，提高水量利用率。 了下泄流挝，水库进行蓄水。 ２．２．２紫坪铺水库为一不完全年调节水库， 但是紫坪铺电站参与了电网调峰，日调节频 库容系数仅７％，调节性能有限。每年６～１１月 繁且波动剧烈。从图１实际运行日下泄流量过程 为岷江来水的丰水期，也是水库的蓄水期。要求 线可以看出，高于灌区需水过程线部分表示水库 水库下泄流量加入白沙河天然来水，应满足省水 调峰产生的水量，全部从金马河排走浪费掉；低 利厅审查同意的都江堰灌区年度配水计划中的供 于需水过程线的时段，不能满足灌区的用水需 水量过程线要求，并要保持下泄流量的相对稳 求。据统计，下泄流量日内最大变幅达 定，瞬时最低流量也要满足灌区的用水需求。 ７１０．７％，一般变幅在３３０％以上，在深夜电网 ２．２．３每年１２月至次年５月为岷江的枯水 负荷较低的时候，下泄流量大幅度减少，无法满 期，应按“调丰济枯”运行，增大紫坪铺水库 足灌区生活、生产和生态用水需求，致使灌区部 下泄流量，以满足灌区需水流量过程线，并要向 分尾水地方出现时段性缺水。特别在灌区集中用 灌区补充一定的水量，满足灌区枯季的生产、生 水期，水量波动情况仍然存在，给灌区春灌高峰 活和生态用水需要。 期的用水带来影响；在调峰时下泄流量又猛增， ２．３建成后实际运行情况 产生的大量水量也只能通过金马河排走（见图 紫坪铺水库电站装机容量７６万ｋＷ，保证出 ２）。这与执行“电调服从水调”的原则差距较 力１６．８万ｋＷ，年发电量３４．１７亿ｋＷ．ｈ，在四 大。 并嫱 培：２∞啪２，∞１ 描寅时嘲 ∞ ｎ ７啦：帖 川Ｉ电力系统中担任调峰、调频和事故备用。电站 全年负荷备用５万ｋＷ、事故备用３万ｋＷ，丰 水期在电力系统中承担部分腰荷和基荷；平水期 和枯水期在电力系统腰荷和部分尖峰位置运行。 每年６～１１月为岷江来水的丰水期，也是水库的 蓄水期。 紫坪铺水库到目前已经运行四年多，从实际 运行和全年总体情况对比分析看，水库确实起到 了“调丰济枯”的作用（见表１、表２和表３）。 图１ 紫坪铺下泄流量过程线 ・５４。 李华杰，徐兴文：紫坪铺水利枢纽工程不完善的应对措施探讨 ２０１０．Ｎｏ．５ 窿辩 潼糕酿 图２紫坪铺下泄流量过程线 ３ 都江堰灌区的需水量现状和预测分析 都江堰至建堰以来，经历了２２６６年，灌区 由过去单一的农业生产用水，已发展成为具有城 市生活、工农业生产和生态供水，兼顾防洪、发 电、水产、养殖、旅游等多目标的综合性特大型 灌区。今天，灌区对都江堰的供水要求发生了根 本性变化，水量需求量逐年增加，时段上的要求 也不一样。以前集中用水３～６月为水稻栽插供 水，供需水矛盾十分突出，７～８月为水稻掺灌 供水期，同时７月至次年春灌开始前，为集中向 丘陵灌区输水囤需，备来年春灌用水。除３～６ 月的集中期之外，主要是水稻掺灌和小春等用 水，重点兼顾发电、水产、养殖、旅游等其他用 水，矛盾不突出。灌区需水现状见表４。 表４ 都江堰灌区２０１０年的需水流量过程线 单位：ｍ３／ｓ 月 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ ＩＩ １２ 上旬 １６５ １６５ １７７ ２５３ ４２０ ５３２ ４５７ ４４２ ４４２ ４４７ ３１７ １８８ 中旬 １６５ １６５ １８９ ２８０ ４８１ ４８２ ４５２ ４４２ ４４２ ４４７ ２６０ １６８ 下旬 １６５ １６５ ２３０ ３６８ ５４８ ４５９ ４５２ ４４７ ４３７ ４２７ ２１７ １４６ 从近年来和今后的发展趋势分析，农村产业 结构的大量调整以及其它供水的增加，特别是成 都市打造“世界现代田园城市”，对水需求的多 元化已经显现，完全改变了以前供水比较集中的 模式，灌区全年都需要都江堰进行供水。用水时 间分散、需水量增加，加上灌区生活和生态 （主要是成都锦江）用水量的需求逐年增加，同 时还增加了应对突发事件的供水量，枯季的供需 水矛盾开始显现。预测２０２０年的需水情况见表 ５。 表５都江堰灌区２Ｏ２０年需水流量预测过程线 单位：ｍ３／ｓ 月 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ １Ｉ １２ 上旬 １８２ １８２ １９４ ２８０ ４４７ ５５９ ５２９ ５１４ ５１４ ５１９ ３７３ ２１５ 中旬 １８２ １８２ ２２６ ３０７ ５０８ ５０９ ５２４ ５１４ ５１４ ５１９ ３１６ １９５ 下旬 １８２ １８２ ２６７ ３９５ ５７５ ４８６ ５２４ ５１９ ５０９ ４９４ ２７３ １７３ 由表５中可见，每年的３～６月上旬为灌区的 用水高峰期，２０２０年预测需水量为２８．３７亿ｍ’， 而正常年景上游来水量仅２５．１７亿Ｉｎ ，灌区缺水 ３．２Ｏ亿ＩＴＩ 。紫坪铺水库如果按照都江堰灌区需 水过程线运行，利用水库蓄水量可以解决灌区缺 水。 ４紫坪铺建成运行后对都江堰灌区带来 的影响 ４．１ 灌区工程和供水管理难度增加 ４．１．１水库下泄流量的频繁波动，致使渠首 及灌区的调度难度增加，灌区工程受损情况加重。 目前，都江堰渠首闸群调整一次至少需要２ｈ，但 是未到２ｈ下泄流量又开始变化，第一次还没有调 整好又要求重新调整，难度很大。水库下泄流量 的频繁波动和流量的巨大变幅，致使渠首和灌区 的闸群很难适应。据统计，以前渠首闸群年调闸 ８００次左右，现在年调闸增加到１８００次至４４００ 次，即使频繁动闸也很难保持引进灌区流量的稳 定。由于引进灌区的流量陡涨陡落，对灌区渠道 工程边坡造成冲刷，水毁工程增多，都江堰渠首枢 纽和灌区渠道及枢纽工程的运行管理费用大大增 加。 ４．１．２打乱了正常的用水秩序。水库下泄 流量为低水时段时，难以满足灌区的用水需求；调 峰出现的高水时段，部分水量又利用不上。特别 在灌区集中用水期，低水时段的水库下泄流量仅 为灌区需水量的５０％，致使灌区内春灌生产受到 影响，打乱了灌区历年行之有效的错峰轮灌制度， 交接水制度无法落实，灌区尾水和难点地区用水 难度大大增加，无法确保灌区均衡受益。 ４．１．３城市生活和工业供水保证率降低。 水库下泄流量在低水时段时，由于水量小、变幅又 大，加上渠首闸群调整到位需要一定的时间，引进 灌区的水量也极不稳定，致使成都地区的生活和 工业供水出现多次告急。部分工业用水企业只能 启动应急预案，动用自备水源，才能维持正常的生 ２０１０．Ｎｏ．５ 四川水利 ・５５・ 大金坪水电站和洪一水电站集控方案探讨 付绍勇，杨炳全 （四川松林河流域开发有限公司，四川石棉，６２５４００） 【摘要】区域小水电站群集中控制是我国中小型水电站运行管理发展的方向。本文根据对松林河流域大金坪、洪 一水电站的设备状态及系统配置等情况，探讨了流域实行“集中控制及少人值守”模式的可行性及必要性，分析比较了 一厂多电站集中监控和公司基建梯调中心两种方案，最后并进行了效益分析。 【关键词】集中监控系统一厂多站梯调中心 大金坪电站洪一电站 １ 电站概况 ｈ。电站装设三台４３ＭＷ混流式机组，工程规模 大金坪水电站位于四川省雅安地区石棉县境 属中型，首台机发电时问为２００７年６月３０日， 内、大渡河中游右岸一级支流松林河上，距成都市 ２００７年８月５日第三台机组并网发电。电站运 ３３８ｋｍ，距雅安市２１８ｋｍ，电站厂房距石棉县城 行方式：丰水期带基本负荷运行，枯水期承担部分 １６ｋｍ。电站总容量１２９ＭＷ，保证出力２８．６ＭＷ， 峰荷任务。 年利用小时数４９３０ｈ，年发电量６．３６×１０８ｋＷ・ 洪一电站位于四川省雅安地区石棉县与甘孜 产活动，成都市城市生活和工业企业供水保证率 紫坪铺水库调度必须坚持“电调服从水调”，充分 降低。 利用水库的可调库容，发挥“调峰济枯”的功能。 ４．２枯季渠首有效水量大量浪费 水库的调度过程线要和灌区的需水过程线吻合， 水库电站的日调节致使都江堰渠首的来水量 日调节要平衡稳定，各时段都应满足灌区的实际 波动频繁、波幅大，调峰产生的高水时段，由于都 用水需求，减少水量的浪费和工程损毁。 江堰渠首和灌区工程设计引水能力的限制，水量 ５．２水库调度应纳入都江堰水调中心统一指 无法全部引进灌区，多余的水量只能从金马河排 挥 走，“调丰剂枯”囤蓄的有效水量被大量浪费掉。 紫坪铺水库的运行方案和灌区的需水过程线 据统计，全年从金马河排走的有效水量达到９．６ 要由同一个上级水行政主管部门（即省水利厅） 亿ｍ ，其中枯季浪费７．５亿ｍ 。 审批，并要严格执行。笔者建议，水库部分枢纽工 ４．３灌区渠系电站效益蒙受损失 程应该纳入都江堰水利调度中心统一指挥，提高 由于水库下泄流量的波动，相应造成引进灌 水库调度的时效性。 区各干、支渠流量也极不稳定。调峰的高水时段， ５．３ 反调节 １二程建设势在必行 由于流量过大，高水位运行影响灌区电站发电出 笔者认为，要真正解决紫坪铺水利枢纽不完 力，低水时段又造成水量不足，也影响电站发电出 善所带来的影响，在其下游建立反调节工程势在 力，电站效益始终不能发挥到最佳状态，枯季的影 必行。别‘于反调节工程，可以考虑建设杨柳湖工 响更大。灌区渠系电站经济损失巨大，据不完全 程或者建傍侧水库，也可以建设具有反调节功能 统计，仅灌区一个管理处的电站发电效益这一项， 的湿地，建成后可以缓解紫坪铺水库调峰运行给 损失就达到２００余万元。 灌区供水带来的影响，既可以满足了灌 的生活、 ５应对措施 牛产和生态供水和灌区的发展需水要求，又可以 ５．１ 真正落实“电调服从水调” 使水库效益得到最大的发挥。 ● 按照紫坪铺水利枢纽工程的初步设计要求，