卡拉贝利水利枢纽工程调度运行方式研究

马苏文，吴 萌

(新疆水利水电勘测设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830000)



卡拉贝利水利枢纽工程调度运行方式研究

马苏文，吴 萌

(新疆水利水电勘测设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830000)

卡拉贝利水利枢纽为新疆喀什噶尔河流域克孜河上的控制性工程，具有防洪、灌溉和发电等综合利用任务。从防洪、灌溉、电力系统及水库排沙对水库运行方式的要求等方面进行综合分析，研究如何对卡拉贝利水利枢纽进行有效的调度，从而满足工程任务的要求，实现水库综合利用效益最大。图1幅，表1个。

水库；调度运行；调度原则

1 工程概况

卡拉贝利水利枢纽为新疆喀什噶尔河流域克孜河中游河段的控制性工程，坝址位于新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州乌恰县境内的中低山丘陵地带，地理坐标位于东经75°15′，北纬39°35′。卡拉贝利水利枢纽是克孜河上的最末一级山区水库，是1座具有防洪、灌溉、发电等综合效益的水利枢纽工程；坝址以上控制流域面积13 700 km2，控制河长203 km，多年平均径流量21.687亿m3，多年平均流量68.72 m3/s。

卡拉贝利水利枢纽工程水库正常蓄水位1 770 m，死水位1 740 m(设计排沙水位)，最低排沙水位1 735 m，6月～8月上旬水库限制水位1 740 m，8月中下旬水库限制水位1 764.4 m。水库总库容2.62亿m3，调节库容1.69亿m3，防洪库容0.70亿m3，兴利库容0.88亿m3。工程建成后，可有效控制克孜河洪水，与中下游规划的堤防建设相结合，可使喀什市防洪标准提高到50年一遇，并相应提高下游沿岸城镇及农田防洪标准；可有效调节克孜河水资源，提高灌溉水利用效率，增加春灌冬灌水量，防治土壤盐渍化，为农业供水安全提供水源保障。该工程的建设，对于稳定边疆、促进当地人民脱贫致富、民族团结和区域经济社会可持续发展都具有重要的作用。

2 工程建设任务

卡拉贝利水利枢纽是喀什噶尔河流域规划推荐的近期工程，根据流域内频繁发生洪灾、灌溉保证率低及两地州普遍缺电的现状，工程主要任务为承担克孜河下游防洪、灌溉任务，同时兼顾发电。

2.1 防洪任务

卡拉贝利水利枢纽是喀什噶尔河流域规划中克孜河上的控制性工程，主要承担克孜河下游的防洪任务，其防护对象为沿河两岸村庄及农田、喀什市南侧、沿河主要工程。下游防洪控制断面卡甫卡断面安全泄量500 m3/s，水库与下游防洪工程联合运用可将克孜河下游的防洪标准由目前的不到5年一遇提高到50年一遇，减少洪水对下游的危害。

2.2 灌溉任务

灌区水资源利用程度很低，灌溉保证率不高，工程可有效控制和调配克孜河宝贵的水资源，与平原水利设施联合运用，充分合理地利用水资源，改善克孜河下游237.45万亩灌区的灌溉条件，解决春旱的问题。

2.3 发电任务

卡拉贝利水库总库容2.62亿m3(淤积前库容，50 a淤积后库容为1.08亿m3)，是1座具有不完全年调节能力的水库，除承担防洪、灌溉任务外，还兼有发电任务。另外，还向喀、克两地州提供电力，缓解地区能源和电力不足的矛盾。卡拉贝利水电站装机容量70 MW，多年平均有效年发电量2.596亿kW·h。

3 对水库运行方式的要求

3.1 防洪对水库运行方式的要求

卡拉贝利水库与下游堤防结合共同承担下游防洪任务，使下游防洪标准达到50年一遇，需要防洪库容为0.72亿m3，采用防洪库容与兴利库容完全结合的方式，6、7月和8月上旬水库限制水位1 740 m，8月中下旬水库限制水位1 764.4 m。

3.2 灌溉对水库运行方式要求

水库2025年将承担下游灌区灌溉任务，经灌区供需分析计算，需水库供水量为14.02亿m3，主要解决春灌和冬灌的问题。

3.3 电力系统对水库运行方式的要求

卡拉贝利水电站在喀、克电网中的作用是承担电力系统基荷，发挥电站的电量效益。电力系统对电站及水库的调度运行要求应服从水库供水任务，每年的4、5月和9月为灌溉高峰期，电调需服从水调。灌溉期利用灌溉用水要求发电，非灌溉期按电站设计保证出力发电。

3.4 水库排沙对水库运行方式的要求

由于克孜河所含泥沙量较大。经过泥沙淤积计算，50 a水库淤积量为1.49亿m3，其中淤积后有效库容为0.86亿m3，约占有效库容的49.6%，死库容淤积0.64亿m3，死库容基本全部淤积完。

根据水库灌溉供水要求，为解决下游春旱问题，水库4、5月向下游供水，下泄流量大于入库流量，此时段结合灌溉用水排沙，当入库含沙量大于20 kg/m3时则采取加大下泄流量的方式进行排沙。6、7月采用死水位(设计排沙水位)的方式运行，当入库时含沙量大于20 kg/m3降至最低排沙水位1 735 m运行；此期间若发生由暴雨洪水携带的高含沙水流，则以474 m3/s下泄流量进行排沙。8月中旬至9月底进行蓄水，在蓄水期间，如遇入库含沙量大于20 kg/m3的情况，在不大于下游河道安全泄量的前提下，采取加大流量的措施进行排沙。

水库排沙期为4月初至9月底，根据来水来沙和兴利的要求，采取多种排沙方式进行排沙，春汛期4、5月结合灌溉用水进行排沙，6、7月采取死水位运行控制淤积部位。当入库时含沙量大于20 kg/m3降至最低排沙水位1 735 m运行，在不超过下游安全泄量的前提下，适当地加大泄量降低水位的方式排沙，8、9月水库蓄水时采取加大泄流量排沙的运行方式。

4 水库调度运行

4.1 水库调度图的拟定

对卡拉贝利水库2025年进行长系列径流调节计算后，通过对水库多年运行特性分析，初步确定规划水平年水库调度线(见表1)。

表1 卡拉贝利水库设计水平年调度线 m

4.2 各调度区的调度原则及意义

卡拉贝利水库调度图共分为4个区(见图1)，各调度区调度原则及意义如下：

Ⅰ区：水库承担下游灌区防洪任务，在汛限水位与正常蓄水位之间形成I区。在该区，汛期6、7月

图1 卡拉贝利水库调度运行示意

和8月按汛期限制水位运行，同时排沙也需要在排沙水位运行。在该区，来多少水放多少水，由于是丰水期，来水可以满足灌溉、发电要求。

Ⅱ区：位于保证出力线和死水位线之间区域。在该区，灌溉和发电均破环，需减小灌溉供水和降低出力运行。

Ⅲ区：位于灌溉调度线和发电调度线之间。在该区，减小灌溉供水，但需按设计保证出力的发电用水要求放水。

Ⅳ区：位于灌溉调度线上部，形成灌溉供水及发电出力保证区。在该区，灌溉按设计需水要求放水。

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责任编辑 吴 昊

2014-12-19

马苏文(1982-)，男，工程师，主要从事水利水电规划设计工作。E_mail：erick1019@sina.com