岳西抽水蓄能电站取水影响及用水合理性分析

许兴寒

（安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司，安徽 合肥 230088）

0 引言

岳西抽水蓄能电站位于安徽省安庆市岳西县境内，电站装机容量为1200MW（4×300MW），开发任务主要承担安徽电网调峰、填谷、储能、调频、调相及紧急事故备用等，同时可与风电、光伏发电、水电等多种电源形成“多能互补”。上水库位于云峰河上源汪家沟源头洼地，坝址位于汪家老屋自然村。坝址以上集水面积2.4km2，正常蓄水位863m，死水位831m，调节库容1063 万m3，其中发电库容1041 万m3（含裕度库容50 万m3），水损备用库容22 万m3。下水库位于云峰村阔滩黄尾河支流银珠河上，距离河口约1km，坝址以上流域面积22.4km2，正常蓄水位492m，死水位462m，调节库容1079 万m3，其中发电库容1041 万m3（含裕度库容50 万m3），水损备用库容38 万m3。

岳西抽水蓄能电站额定发电流量为95.5m3/s，最大抽水流量为85.0m3/s，最大水头/扬程为400.9/405.1m，最小水头/扬程为330.9/342.5m。电站额定水头359m，按电网模拟运行设计年发峰荷电量12 亿kW·h，发电年利用小时数为1000h。年抽水电量16 亿kW·h，发电年利用小时数为1333h[1]。

1 取水影响及合理性分析

1.1 蓄水期

1.1.1 蓄水量

按照机组投产计划和施工进度安排，岳西抽水蓄能电站上库在第4 年5 月初开始蓄水，下库在第4 年11 月初开始蓄水，电站首台机组于第5 年6 月中旬开始整机调试，在施工期第5 年8 月底开始发电，以后分别相隔4 个月、3 个月、3 个月，第2～4 台机组相继投产发电，在施工期第6 年6 月底工程建成投运。

1.1.1.1 首台机组联动调试蓄水要求

根据首机水泵工况启动调试需要，启动调试前，上水库无需蓄水，故水泵工况调试时上水库需蓄水量为0 万m3。下水库最低限制水位为死水位462m，考虑库内弃渣后相应死库容为264 万m3，同时在单条输水发电系统充水量8.3 万m3的情况下，需预留机组水泵工况热启动稳定运行4h 的水量122.4 万m3，则下水库需蓄水量为395 万m3。电站首台机组在水泵工况下调试时，上、下水库需蓄水量合计约395 万m3。

按照首机水轮机工况启动调试需要，在其正式启动调试前，上水库需要将水位蓄至防窝梁以上0.5m，该水位考虑库内弃渣后相应库容为251 万m3，此外需预留机组水轮机工况空载运行24h 的水量123.4 万m3，则水轮机工况调试时上水库需蓄水量为374.4 万m3。下水库最低限制水位为死水位462m，考虑库内弃渣后相应死库容为264 万m3，同时考虑单条输水发电系统充水量8.3 万m3，则下水库需蓄水量为272.3 万m3。水轮机工况下电站首台机组上、下水库需蓄水量为647 万m3。

本电站上水库天然径流较小，结合电站的天然水源情况和该水头机组目前的首机启动时间，本电站拟采用水泵工况启动进行首机启动调试。另外，考虑到水泵工况启动后则需进行水轮机工况调试运行，因此，首台机组调试时上、下水库总需蓄水量为395 万m3。由于上水库来水相对较小，蓄水保证率P=75%代表年组，上水库利用天然径流可蓄水量可以满足水泵工况启动的要求，但无法满足首机水轮机工况启动调试的要求，上、下水库蓄水总量则可以同时满足首机调试水轮机工况及水泵工况启动的要求。

1.1.1.2 各机组投产运行蓄水要求

上水库调节库容1063 万m3，其中发电库容为1041 万m3，水损备用库容22 万m3，裕度库容50万m3，死库容236 万m3。下水库调节库容为1079万m3，其中发电库容为1041 万m3，水损备用库容38 万m3，裕度库容50 万m3，死库容264 万m3（考虑堆渣后）；单条输水发电系统充水量8.3 万m3。根据计算，至第4台机组正式投产，上、下水库总蓄水量为1561 万m3。各机组投产时上、下水库需蓄水量及可蓄水量见表1。

表1 电站机组投产运行期需蓄水量表

1.1.2 蓄水期取水影响

岳西抽水蓄能电站上下水库建成后，因拦河闸坝影响，蓄水期及运行期水库坝下将形成减脱水河段。因此，需要采取一定的措施避免给坝下河道造成不利影响。

为了不对下游河道生态及其他用水户的用水造成影响，蓄水期上、下水库会泄放一定水量，其中上水库泄放水量为88.8 万m3，下水库泄放水量为561.2 万m3，分别占上、下水库来水量的18.4%、25.3%，满足下泄水量不小于多年平均径流量的10%的水库生态流量泄放要求[2]，但由于需按要求泄放生态基流致使河道水量减少，会导致水位有所降低。

蓄水期，在75%保证率坝址处来水条件下，上、下水库最大蓄水量为1561 万m3，取水量约占来水量的39.8%。工程取水对区域水资源量影响程度较大，但在计算来水量时，考虑了水库坝址处的生态流量，以及上下游灌溉生活用水，因此蓄水期对坝址下游生态及其他用水户影响较小。另外，蓄水期的施工用水通过堰坝取水，洪水超过堰坝高程后自由下泄进入河道，对取水河道洪水过程基本无影响。

本工程涉及云峰村一处集中供水工程，受电站建设征地影响将无法使用，云峰村生活用水无法保障，需对此统筹考虑。另外，本工程建成后会导致下游云峰水电站、严家水电站、纱帽水电站等来水减少，影响其发电量，需给予一定的经济补偿。

1.2 运行期

1.2.1 取水量

抽水蓄能电站在运行过程中，水是循环利用的，抽水时从下水库转入上水库，发电时则从上水库转入下水库，水体是在上、下水库间来回交换，整个过程基本没有消耗水[3]。因此，岳西抽水蓄能电站在运行过程基本不存在水量消耗，仅有少量的蒸发和渗漏损失。按上、下水库年蒸发增损量354.5mm，上、下水库日渗漏量2100m3，输水系统日渗漏量1000m3计算，岳西抽水蓄能电站在正常运行期间，年蒸发、渗漏损失水量（包括水库渗漏和输水系统渗漏）约139 万m3，其中水库蒸发、水库渗漏、输水系统渗漏水量分别为25 万m3、77 万m3和37 万m3。考虑到正常运行期的供水保证率为95%，为此，岳西蓄能电站95%年型的用水总量152.8 万m3，其中水库蒸发、水库渗漏、输水系统渗漏水量分别为38.8 万m3、77 万m3和37 万m3。

1.2.2 取水影响

本工程运行期耗水量为蒸发、渗漏损失及业主营地用水，年均蒸发、渗漏和输水系统渗漏排水损失为139 万m3，占上、下水库以上区域多年平均来水量的5.15%，且电站所占流域面积较小，正常运行期耗水量占黄尾站以上黄尾河流域多年平均径流量的0.47%，95%年份占0.52%，综合可以看出电站正常运行期取水对区域水资源量影响有限。

本工程运行期，上水库不设置泄洪溢洪设施，按要求下泄最小生态流量，坝下洪水过程将会明显减少，不会影响到坝下河道的行洪及河势稳定。但考虑上、下水库水体交换与天然洪水遭遇，下水库洪水调节后的下泄流量不大于天然洪峰流量，故坝下水位将有所降低。运行期下水库各月来水量除补充蒸发、渗漏损失和下泄流量外，其他多余水量均通过下水库设置的导流泄放洞泄放至下游，下水库渗漏水量最终也将回归坝址下游。因此，运行期对下水库坝下游河段水文情势影响较小，对坝下河道的行洪安全和河势稳定亦无较大影响。

运行期取水主要为补充水库和输水系统的蒸发渗漏损失，水量较小，而且渗漏水量进入下游河道，对灌溉供水基本不会产生影响。另外，本工程在运行期也会导致下游云峰水电站、严家水电站、纱帽水电站等来水减少，影响其发电量，需要予以一定的经济补偿。

1.3 取水合理性

（1）岳西抽水蓄能电站建设符合安徽省抽水蓄能电站选点规划等相关要求，其发电效率高，电网调度成本低，且相对比传统的核能发电及火力发电具有更好的环境效益，更加环保节能，其开发建设符合国家及地方产业政策要求。

（2）蓄水期间，上、下水库均按照水库生态流量泄放规定进行泄放水量，基本不会对坝址下游生态及其他用水户造成不利影响。且蓄水期的施工用水是通过堰坝取水，洪水超过堰坝高程后自由下泄进入河道，对取水河道洪水过程也基本无影响。

（3）运行期间，电站基本没有水量消耗，仅产生蒸发损失和水库、输水系统的渗漏损失，因此，运行期除了需要填补蒸发及渗漏损失的水量，上、下水库其余来水均通过生态流量泄放管或泄放洞向下游泄放，因此，电站运行期间对区域水资源基本不会造成不利影响。

2 用水合理性

2.1 用水指标

2.1.1 单位装机取水量指标

岳西抽水蓄能电站装机容量为1200MW，发电年利用小时数为1000h，年发峰荷电量为12 亿kW·h，年抽水利用小时为1333h，年抽水耗用低谷电量16 亿kW·h，电站平均年发电循环用水量约为14.87 亿m3。

根据岳西抽水蓄能电站的单位装机取水量的各项指标，可以计算得到电站的单位装机容量取水量为1.24m3/W，每千瓦时生产用水量为1.24m3/kW·h，电站的发电量与耗电量之比（12 亿kW·h/14.87 亿kW·h）为0.81，高于抽水蓄能电站一般综合效率0.75[4]。

2.1.2 补水量指标

抽水蓄能电站运行后，上、下水库来水首先需要填补蒸发及渗漏损失的水量，其余来水则通过生态流量泄放管或泄放洞向下游泄放。

岳西抽水蓄能电站装机容量1200MW，建库后的水库年蒸发损失增量为25 万m3/a，水库、输水系统的渗漏损失水量为114 万m3/a，合计水库年蒸发、渗漏损失总量即年需补水量为139 万m3/a。通过计算可得电站补水率为1158m3/MW·a。

2.2 用水合理性

目前，安徽省地方标准《安徽省行业用水定额》（DB34/T679-2019）及国家有关标准未给出水力发电工程（包括抽水蓄能电站）的用水定额。因此，本文选取安徽境内区域水文气候条件及装机容量相近的桐城抽水蓄能电站、霍山抽水蓄能电站以及家朋抽水蓄能电站进行用水相关指标的对比（见表2）。

表2 各抽水蓄能电站用水相关指标对比表

从表2 可知，岳西抽水蓄能电站每千瓦时生产用水量为1.24m3/kW·h，与桐城抽水蓄能电站、霍山抽水蓄能电站以及家朋抽水蓄能电站的每千瓦时生产用水量相近，岳西抽水蓄能电站的补水率为1158m3/MW，与其他三个抽水蓄能电站的补水率也基本相当。

另外，电站因蒸发、渗漏每年损失水量为139 万m3，年发电量为12 亿kW·h，计算可得岳西抽水蓄能电站每千瓦时平均耗水量仅为0.00116m3/kW·h，其水量重复利用率高达99.9%，符合水资源充分利用原则，其用水基本合理。

3 结语

岳西抽水蓄能电站取用水符合国家、安徽省及地方产业政策，符合水资源开发利用、节约保护、区域水环境功能区划等方面的规定。该电站在满足上、下库下游河段需水量的同时，蓄水期可蓄水量满足蓄水要求，运行期的取水量也满足电站正常运行的取水要求。

电站在蓄水期及正常运行期间，基本不会对下游河道生态及水质造成影响，另外对于电站建设及运行中对区域水资源的影响可通过一定的水资源保护措施进行缓解或解决。对于其他用水户的影响，也可通过一定的经济补偿措施进行补偿。电站各项装机取水量指标基本合理可行，补水率也与安徽省境内区域水文气候条件及装机容量相近的同类抽水蓄能电站基本相当，各项指标均符合相关规定要求，用水是合理的。综上所述，取水是合理且可行的