醋院科 肖鹏
贵州黔源电力股份有限公司 贵州贵阳 550002
摘要：北盘江流域梯级水电站生态环保要求越来越高，本文分析了流域内善泥坡、光照、马马崖、董箐四座水电站的综合用水需求，测算出光照水电站汛末需控制的最低水位，从而承担枯水期为下游补水保证生态流量、航运流量的任务，为梯级水库调度作指导。
关键词：梯级水电站；环保调度；北盘江流域
1 引 言
北盘江属珠江流域西江水系，是红水河上游左岸最大支流，流域跨越云南、贵州两省，发源于云南省曲靖市马雄山西北坡，河源高程2228.7m，河流由西南向东北流经云南省曲靖、宣威，在万家口子与由南而来的拖长江汇合后，继续流向东北，在贵州省水城县都格与由西北方向而来的可渡河汇合后，河流改向流向东南，再流经贵州省的水城、晴隆、关岭、贞丰、望谟等县，于贵州省望谟县蔗香与南盘江汇合，以下始称红水河。北盘江流域天然落差1932m，平均比降4.37‰，流域面积26557km2。贵州黔源电力股份有限公司（以下简称“黔源公司”）在北盘江流域开发运营的电站至上而下分别是善泥坡、光照、马马崖、董箐水电站。
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2 北盘江流域生态环保用水需求
2.1生态流量用水需求
善泥坡水电站位于北盘江干流中游河段贵州省六盘水市水城县顺场乡境内，由于电站为混合式开发，坝址～厂房河段2.43km存在季节性脱水问题，经论证需下放的生态流量为6.0m3/s。同时善泥坡厂址至光照水电站库尾河段流经野钟黑叶猴自然保护区，且善泥坡水电站尾水位与下游光照水电站正常蓄水位没有衔接，距离约7.9km，区间无大的支流汇入，将会出现长约7.9km的减水段。为减缓坝址～光照水库库尾河段的不利影响，设计论证确定生态流量为6m3/s，该流量的将缓解电站运行对下游河段造成的不利影响，基本上能够满足下游区域生态环境用水要求。综上原因，善泥坡在坝址安装了一台5.5MW小机组下放生态流量，从而满足善泥坡坝址～厂房脱水河段、厂址～光照水库减水河段生态综合用水需求。
对于光照电站来说，由于下游马马崖水库的死水位为580m，经尾翘后至光照尾水后的水位在581m左右，与光照尾水基本衔接，马马崖全年水位运行在死水位580m至正常高水位585m之间，光照尾水与马马崖库水位基本衔接，故光照水库不存在下放生态流量。
马马崖水电站运行期主要承担调峰和备用任务，不可避免出现停机情况，从而造成坝址下游出现减脱水。马马崖水电站坝址下游无生活、生产、灌溉和通航流量要求，所以电站有下放生态流量的要求，其生态流量主要是满足鱼类栖生境要求。设计采用Tennant法，确定了马马崖水电站生态流量不低于多年平均流量的10%，即31m3/s。所以马马崖电站安装了18MW的生态小机组，保障了坝址下泄生态流量不小于31 m3/s。
董箐水电站下游的龙滩水电站正常高水位为375m，死水位为330m，董箐不发电时尾水位为363m，所以龙滩水库回水与董箐坝址不完全衔接，根据《水电水利建设项目河道生态用水、低温水和过鱼设施环境影响评价技术指南（试行）》，北盘江属于大型河流，董箐水电站坝址下泄生态流量取多年平均流量的5%，即19.9m3/s。
2.2航运用水需求
根据设计善泥坡、光照、马马崖水电站下游均无航运流量要求。董箐水电站下游5km处的坝草码头有航运要求，坝草码头断面的设计最低水位应为362.06m，对应的流量为86.3m3/s。根据国家环保护《关于北盘江董箐水电站环境影响报告书的批复》，要求董箐水电站枯水期下泄不低于89.2m3/s的通航流量。
3 北盘江流域生态环保用水调度
善泥坡水电站全年要求生态流量为6m3/s，可以通过开生态小机组来满足。对于马马崖水电站，生态流量要求为全年31m3/s，可从表2看出，光照～马马崖区间枯水期（1月～5月以及11月～12月份）多年平均流量小于马马崖生态流量31m3/s，所以马马崖枯水期需光照发电补水来满足生态流量要求。对于董箐水电站，与马马崖类似，枯水期需要上游补水才能满足航运用水需求，同时董箐水电站未设计生态流量小机组，这就需要对马马崖、董箐水电站生态环保用水调度进行专项研究。
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3.1马马崖水电站生态用水调度
根据上文，马马崖水电站枯水期区间来水不足以满足31m3/s的生态流量，需要上游光照水库发电补水。经统计1952年至2018年北盘江流域径流资料，1989年为历史最枯年份，较多年平均偏少55%。按最不利因素考虑，光照入库流量、光照～马马崖区间流量枯水期按比多年平均偏少55%进行测算。
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根据表3测算，在来水偏枯55%的情况下，光照仅在3月份需动用295万m3的库容为下游补水，以保证下游马马崖的生态流量需求。光照为不完全多年调节水库，平均每米库容为3800万m3，以上测算3月份需动用的295万m3库容可忽略不计，故可得出结论，利用马马崖以上的天然流量发电基本可满足马马崖自身全年的生态流量需求。
3.2董箐水电站生态用水调度
董箐水电站枯水期区间来水不足以满足89.2m3/s航运流量要求，马马崖为日调节水库，调节库容较小，这就需要光照为下游补水。那么每年汛末光照水库需存留一定的水量，以承担枯水期为下游补水的任务，这就需要测算光照水库汛末最低保证的水位。
按最不利因素考虑，光照入库流量、光照～董箐区间流量枯水期按比多年平均偏少55%进行测算。
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根据表3测算，在来水偏枯55%的情况下，光照在12月份至次年的4月份需动用5.7亿m3的库容为下游补水，以保证下游董箐的生态流量需求。光照水库4月末一般情况下按705m左右进行水位控制，12月份至次年的4月份动用5.7亿m3的库容反推后，光照11月末水位为721.25m。故可得出结论光照每年11月末水位必须控制在721m以上以保证下游董箐电站枯水期的生态流量需求。
4 结语
本文就北盘江梯级水电站不同生态环保用水进行了分析，测算了光照汛末需控制的最低水位，从而承担枯水期为下游补水保证生态流量、航运流量的任务。但梯级电站的调度任务不仅仅是保证生态流量及航运流量，更多承担的是电网的发电任务，在今后的实际水库调度过程中，更要将电网需求和生态环保要求相结合，研究出更加的梯级调度方式。
参考文献：
[1] 贵州黔源电力股份有限公司水库调度手册 QJ/QYDL01.91-2009.
[2] 北盘江善泥坡水电站环境影响报告书.
[3] 北盘江光照水电站环境保护设计.
[4] 北盘江马马崖一级水电站环境影响评价报告书.
[5] 北盘江董箐水电站环境影响报告书.
作者简介
醋院科（1986－ ），男，本科，工程师，主要从事水库调度工作。
肖鹏（1986－ ），男，工程硕士，工程师，主要从事梯级水电站发电调度、防洪调度等工作。