□孟 景（黃河勘測規(guī)劃設(shè)計有限公司）

□馬志瑾（黃河水文水資源科學研究院）

□李敬茹（黃河勘測規(guī)劃設(shè)計有限公司）

1.背景

黃河三門峽水利樞紐是新中國成立后在黃河干流上修建的第一座大型綜合開發(fā)利用水利工程，承擔著防洪、防凌、發(fā)電和灌溉的任務。三門峽水庫運用方式和潼關(guān)高程的變化一直受到人們的特別關(guān)注。

為加強渭河流域綜合治理，控制和降低潼關(guān)高程，2002年水利部組織黃委會水科院等單位，成立了關(guān)于“潼關(guān)高程控制及三門峽水庫運用方式”課題研究組，開展了潼關(guān)高程控制及三門峽水庫運用方式研究，并進行了模型實驗和原型試驗（2002年11月開始），該項目于2005年11月通過了水利部組織的驗收。水庫運用方式的調(diào)整在一定程度上降低了潼關(guān)高程，有利于渭河的防洪綜合治理，但同時對水庫周邊的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活用水以及水電站的發(fā)電運營將造成直接影響。

2008年，水利部將研究提出的黃河三門峽水庫運用方式調(diào)整意見以水規(guī)計【2008】374號文《水利部關(guān)于審批三門峽水庫運用方式調(diào)整意見的請示》上報國務院，近5年內(nèi)三門峽水庫運用方式調(diào)整為：汛期敞泄，非汛期平均水位不超過315m、最高蓄水位不超過318m；遇嚴重凌情、特大洪水和特殊情況時，三門峽水庫仍按原方式運用。

水庫運用方式調(diào)整后，由于非汛期水庫蓄水位下降，汛期敞泄，使電站發(fā)電量減少，將引起發(fā)電收入減少。

2.調(diào)整方案對發(fā)電量影響

采用原型試驗前的水庫運用方式與水利部報國務院的水庫運用方式進行比較。原型試驗前的水庫運用方式為：汛期當潼關(guān)流量大于2500m3/s時敞泄，否則按305m控制；非汛期最高運用水位321～322m。水利部報國務院的運用方式為汛期敞泄；非汛期最高水位不超過318m，平均水位不超過315m。

2.1 計算條件

2.1.1 徑流資料

根據(jù)任務書要求，計算采用的水文資料采用了兩個徑流系列，一個是1978～1982年+1987～1996年水文系列，簡稱其為“系列Ⅰ”，另一個是1987～2001年水文系列，簡稱其為“系列Ⅱ”。兩個系列的水量特征值見表1。

表1 兩個水文系列的水量表

2.1.2 萬家寨引黃入晉水量考慮

由于本次主要是分析未來短期內(nèi)水庫運用方式調(diào)整對發(fā)電的影響，所以本次計算采用實際引水量值進行估算。根據(jù)2004～2009年萬家寨實際引水流量，計算出多年平均月引水過程，對計算采用的兩個系列中萬家寨引水工程生效前的徑流系列進行調(diào)整。

2.1.3 對潼關(guān)至三門峽間水量損耗考慮

實測資料表明，潼關(guān)至三門峽間有較多的水量損耗。1996年以來尤為突出，根據(jù)1996～2003年實測資料分析，三門峽水文站年水量比潼關(guān)站年水量少9.9億m3～22.3億m3，平均為16.2億m3，1998年以來均在14.5億m3以上。在計算發(fā)電量時，為反映這個情況，除了考慮萬家寨引黃入晉用水外，再扣除這部分水量，每年按16.2億m3計。

2.1.4 對防凌、桃汛和汛前調(diào)水調(diào)沙的考慮

目前小浪底水庫有足夠的庫容可以用于防凌，故目前不考慮三門峽水庫承擔防凌任務。對于桃汛，要利用其大流量沖刷潼關(guān)泥沙降低潼關(guān)高程，故三月份要求最高水位不高于315m。根據(jù)三門峽樞紐局提供的資料，計算發(fā)電量時要扣除桃汛調(diào)水調(diào)沙及汛前調(diào)水調(diào)沙棄水水量8億m3。

2.1.5 發(fā)電引用流量

發(fā)電機組引用流量，一要受限于規(guī)定的汛期流量大于2500m3/s停止發(fā)電，二要考慮機組發(fā)電預想出力的引用流量限制。

2.1.6 運用方式

根據(jù)《關(guān)于三門峽水庫運用方式調(diào)整及補償方案評估的專家組意見（初稿）》（2007年11月），結(jié)合三門峽樞紐局1990～2007年月平均庫水位資料，三門峽水庫運用方式調(diào)整前非汛期月平均水位可按316m計算。三門峽水庫運用方式調(diào)整前對汛期發(fā)電量根據(jù)汛期實測流量大于2500m3/s的頻率進行折算，水庫汛期月平均水位按305m計算；運用方式調(diào)整后汛期敞泄不發(fā)電，非汛期月平均水位按315m計算。水位在312m以下不考慮6號、7號機組運用。

三門峽水庫運用方式調(diào)整后，由于汛期敞泄不發(fā)電，水位很低，發(fā)電機組長時間停運導致發(fā)電過流通道嚴重淤堵，加之汛后來水較小，水庫回蓄到正常發(fā)電水位需較長時間，從而增加清理淤堵費用并延誤汛后發(fā)電時間。根據(jù)三門峽樞紐局提供的資料，非汛期最高運用水位318m，平均水位315m，計算中最多考慮2個月的平均水位316.5m，其它月份按314.5m考慮，11月份水庫蓄水及機組清淤（水位從敞泄蓄至315m）平均水位308m，6月份三門峽配合小浪底進行調(diào)水調(diào)沙運用，棄水5億m3，到6月下旬逐步降低水位開始敞泄運用，所以6月份的平均水位較低。11月和6月部分時間水位達不到水輪機的最小工作水位，不能發(fā)電運用，進行適當折減。

2.1.7 對電站調(diào)峰的考慮

近年來三門峽水電站參加電網(wǎng)調(diào)峰，一天中的平、峰、谷時段電價不同。詳細模擬電站調(diào)峰運行非常復雜，本次按簡化法估算其影響。電站汛期不考慮調(diào)峰，原因有二，一是汛期水庫水位低（不高于305m），庫容??；二是發(fā)電不保證，當入庫流量大于某值或含沙量大于某一值時要停止發(fā)電。電站在非汛期參與電網(wǎng)調(diào)峰，根據(jù)近年來電站調(diào)峰運行的最高庫水位和平均庫水位資料，估算調(diào)峰對發(fā)電量的影響。

2.1.8 機組大修考慮

三門峽水庫運用方式調(diào)整前1～5號機每年安排1臺機大修，大修時間為3.5-4個月，一般安排于12月-次年4月份，本次按12月至次年3月份考慮。6～7號機汛期不發(fā)電，可以安排大修。

運用方式調(diào)整后汛期不發(fā)電，可安排1～7號機組大修。

2.2 發(fā)電量計算結(jié)果

根據(jù)上述基本資料，三門峽水庫運行方式調(diào)整前后發(fā)電量計算成果見表2。

表2 調(diào)整方案前后發(fā)電量統(tǒng)計表

從表2中可以看出，由于調(diào)整運用方式后汛期不發(fā)電，非汛期平均運用水位從316m降低到315m，所以運用方式調(diào)整后多年平均發(fā)電量減少，而且汛期減少較多。“系列Ⅰ”較調(diào)整前減少了37%，其中汛期減少量占70.4%；“系列Ⅱ”較調(diào)整前減少了39.9%，其中汛期減少量占73.8%，調(diào)整運行方式對發(fā)電量的影響較大。

3.對發(fā)電收入影響分析

發(fā)電收入的多少取決于發(fā)電量和上網(wǎng)電價。三門峽水電站的上網(wǎng)電價比較復雜，不同機組、不同季節(jié)電價不同，2003年7月起又有一天中的峰、平、谷時段不同電價。

按2009年11月20日開始執(zhí)行的平均上網(wǎng)電價測算，三門峽水庫運用方式調(diào)整后減少的發(fā)電收入見表3。根據(jù)三門峽樞紐局提供的資料，廠用電率和損耗率按3%計算?？紤]電廠用電和損耗，兩個系列年上網(wǎng)電量減少值相差不大。據(jù)此計算，按現(xiàn)行售電價格，兩個系列發(fā)電收入相差806萬元。因為“系列Ⅰ”采用的是平水年水文系列，且“系列Ⅰ”和“系列Ⅱ”發(fā)電收入相差不大，因此本次推薦采用“系列Ⅰ”的計算成果作為發(fā)電影響補償?shù)膮⒖家罁?jù)，即調(diào)整運用方式后，三門峽水電站發(fā)電收入減少12714萬元。

表3 減少電力收入測算表

4.結(jié)論及補償措施

根據(jù)三門峽水庫運用方式對電站發(fā)電的影響分析，三門峽水庫運用方式調(diào)整后，平水系列計算，電站年發(fā)電量減少5.3億kW·h，按照當前平均上網(wǎng)電價計算，年均減少發(fā)電收入12714萬元。按減少的發(fā)電量核算，相當于發(fā)電收入的37%。對三門峽樞紐局造成較大的影響，將造成樞紐局運行困難。針對因調(diào)整水庫運行方式給三門峽樞紐局造成的發(fā)電收入損失，結(jié)合具體情況，進行研究。

4.1 經(jīng)濟補償措施

按現(xiàn)行售電價格，對三門峽樞紐局因運行方式調(diào)整造成的損失，可全部由國家直接補償。

4.2 提高上網(wǎng)電價

發(fā)電收入的多少取決于上網(wǎng)電價和發(fā)電量。目前樞紐局非汛期上網(wǎng)電價為2009年11月調(diào)整后的0.242元/kW·h，三門峽水庫運用方式調(diào)整后，可通過提高上網(wǎng)電價彌補因調(diào)整運用方式帶來的發(fā)電收入損失。

4.3 增加裝機容量

三門峽水庫運行方式調(diào)整后，汛期敞泄、非汛期水位控制在318m以下，最高庫水位較原322m水位降低了4m，水庫調(diào)節(jié)能力大大下降。另外，每年的桃汛和汛前調(diào)水調(diào)沙期間，水庫需要棄水來滿足調(diào)度要求。水庫運用方式調(diào)整后，發(fā)電收入大幅度減少。因此，可以改擴建2#～5#機組以增強水庫非汛期發(fā)電調(diào)節(jié)能力，增強河南電網(wǎng)的水電調(diào)峰能力。

4.4 降低或減免稅負

鑒于水庫運用方式調(diào)整后三門峽水庫的社會公益性特點更加突出，并隨著電力收入的減少將導致社會公益性支出資金減少。作為電力生產(chǎn)損失的補充政策措施，建議降低增值稅稅率。

[1]吳春華，嚴大鵬，等.三門峽水庫不同運用水位對庫區(qū)生態(tài)環(huán)境及社會經(jīng)濟影響分析報告[R].鄭州：黃河勘測規(guī)劃設(shè)計有限公司，2004.

[2]梁忠民，鐘平安，等，水文水利計算[M].北京：中國水利水電出版社，2006.