金 勇，唐新华
(清华大学水利水电工程系水沙科学与水利工程国家重点实验室，北京 100084)
摘 要:南水北调西线工程规划一、二期工程合并后，新一期调水工程从雅砻江、大渡河共调水80亿m3，二期工程从通天河调水80亿m3。本文对南水北调西线调水影响下的长江上游水库群运行作了分析，考虑了受西线影响的52座大型水库。调水使水库梯级的发电量明显减少，雅砻江水系减少比例最大;调水对调节库容大的水库影响较大，龙头水库的运行状况对其水系发电和径流的影响显著，汛末不能蓄满时其水系电量损失更大;对受调水影响水库群的弃水作了分析，弃水主要发生于汛期，大渡河弃水最多，受调水影响最小;调水对减少水库群弃水有益，但调水后水库群发电损失较大。调水对三峡枢纽发电影响不大，长江上游所有规划水库修建后，西线调水160亿m3，三峡平均每年损失电量31.9亿度，约减少3.6%。此外又考虑了滇中调水工程，所有调水工程运行后，长江上游水库群年均电量总损失为870亿度。
关键词:南水北调西线工程;水电开发;三峡枢纽;弃水分析;滇中调水工程
0 前言2005年，水规总院通过黄委《南水北调西线第一、二期工程项目建议书阶段勘测设计任务书》，任务书将原南水北调西线第一、二期工程合并，仍称为南水北调西线第一期工程，最终报告于2006年完成。在后续讨论稿《南水北调西线工程建设必要性及调入水量配置》*中，对合并后的南水北调一期工程布局作了调整，制定了调水80亿m3、90亿m3两种方案。该报告经过比选，推荐80亿m3方案，本文采用该推荐调水方案。
南水北调80亿m3调水方案布置如下:从雅砻江支流达曲和泥曲共调水14.5亿m3，干流调水42亿m3，雅砻江共调水56.5亿m3。从大渡河上游支流色曲、杜柯河、玛柯河和阿柯河共调水23.5亿m3。具体调水支流地点和水量见表1。
表1 南水北调西线一期调水80亿m 3调整方案
Table 1 The ad justed p lan of the west route south-north water transfer p roject
南水北调西线金沙江调水为远景规划，仍以《南水北调西线工程规划纲要及第一期工程规划》［1］方案为准，即从通天河侧仿筑坝引水，每年调水80亿m3，作为南水北调合并调整后的二期工程。
西线工程从长江上游源头调水，势必对长江流域造成全局影响，尤其是长江上游直接调水的雅砻江、大渡河、金沙江水系和长江上游干流。而2000年至今，长江上游大型水库建设发展迅速，受调水直接影响的水系中已建、在建大型水库达21座。按已有的水电开发规划，受西线工程直接影响的水系共有大型水库52座。调水对这些水库梯级的影响是值得关注的问题。
南水北调西线工程对于受影响水库梯级的影响，已有一些研究成果。张远东［2］等分析了南水北调西线金沙江调水和滇中调水对长江干流水库梯级发电效益的影响，并对三峡枢纽的发电损失作了分析。吴世勇［3］分析了南水北调西线调水对雅砻江水电开发的影响;梁武湖［4］分别计算了2020年、远景水平条件下南水北调一期调水对大渡河、雅砻江、金沙江水库梯级的发电损失，并就西线调水对大渡河水电开发的影响作了专门研究［5］。陶涛［6］对南水北调西线的引水量范围作了研究，并分析了调水对三峡枢纽发电效益的影响。以上研究结果总体上都基于优化方法，采用水库梯级多目标优化模型、动态规划、遗传算法等方法进行计算分析，而运用河道汇流和水库群调度物理过程模拟研究西线调水影响的文献尚不多。本文在中科院成都山地所和清华大学《长江上游水库群调度模拟决策支持系统》的基础上，又考虑了西线调水工程的影响。以此对南水北调西线工程下的径流过程和库群调度进行模拟，研究调水对水库群调度的影响。
此外，为研究长江上游大型调水工程对上游流域的极限程度，本文在南水北调西线工程基础上还考虑滇中调水工程。研究西线和滇中调水工程并举对长江上游水库梯级的影响。
1 调水方式和基本资料西线调水区多为高原严寒带，在冰期，引水受到限制。通天河、雅砻江抽水方案在气温较低的12月至次年3月不调水;大渡河12月至次年2月不引水。西线调水工程在引水点筑坝蓄水，除冰期月份不调水外，其他月份以均匀引水方式调水。水库运行方式如下:首先满足下游河道的生态基流，水库一般以此生态基流下泄。各引水河道的生态基流选用《南水北调西线工程建设必要性及调入水量配置》(以下简称《水量配置》)推荐的最小生态流量;其次考虑西线调水流量是否满足。
本文水库群调度所采用的基本数据为1966－1985年长江上游主要水文站的径流系列。根据径流统计，金沙江和雅砻江水系的出口控制站屏山1966－1985年系列比1985－2007年系列年均水量少125亿m3，而研究南水北调工程影响，选择水量偏枯的系列更有利于对问题的研究，因此本文采用长江上游主要控制站1966－1985径流。
《水量配置》中，给出了西线主要调水点断面径流量和对应支流的区间径流量和比例关系。本文根据该成果中各支流的断面和区间径流比例关系，通过引水枢纽临近水文站的径流资料对各引水坝址流量进行了推求。分配方式如下:雅砻江以雅江站分配，大渡河以金川站分配，通天河以石鼓站分配。根据西线引水坝址的引水调度，发现引水保证率与引水枢纽调节库容关系密切。雅砻江、金沙江的引水枢纽调节库容较大，引水保证率较高，而大渡河支流柯克、洛若为低坝引水，无调节库容，调水保证率不高。根据1966－1985年径流系列进行引水枢纽调度，各引水枢纽20年平均引水量如表2。
表2 1966－1985年径流系列西线调水各引水坝址调水完成情况(亿m 3)
Table 2 Com p leted water diversion at the d iversion junction during 1966－1985 (108 m3)
计算引水量比规划年均调水量少2.4亿m3，约占总调水量的1.5%。从未完成调水量所占比例看，柯克和洛若引水枢纽保证率为最低，这两个调水点年均未完成调水量共计1.2亿m3。单个引水枢纽未完成水量最大者为热巴，年均少引1.1亿m3，占其总调水量的2.6%，主要是由于坝址年际径流变化所致。从本文计算看，为保证引水保证率，应适当增加柯克和洛若两引水枢纽的调节能力。
2 南水北调西线工程影响的水库梯级南水北调西线工程处于各水系源头，工程实施后将直接影响所调水系内几乎全部水库梯级。对于长江上游干流，一期工程时，影响河段为高场站入汇点以下的梯级;二期工程时，则为石鼓以下的整个上游干流。
目前长江上游的水库梯级开发仍处于建设中，本文考虑长江上游水库梯级规划，主要参考《中国电力规划》。在该规划中，雅砻江、大渡河和金沙江所有规划的梯级都受西线调水影响。《中国电力规划》对雅砻江两河口水库以上、金沙江石鼓以上的河段没有涉及。本文雅砻江两河口以上的河段参照文献［7］中的资料，受影响水库共6个;金沙江石鼓以上河段目前尚未有详细的开发方案，初步规划方案也有数种，并不一致，因此本文对该河段的规划水库梯级不予考虑。因此西线调水后，长江上游受调水影响的水库梯级如表3所示。
表3 南水北调西线调水工程影响水库
Tab le 3 A list of reservoirs in fluenced by the w est route South to North W ater Transfer Project
注:有上标“1”者为未建规划水库;其余为已建在建水库
为缓和三峡枢纽汛末蓄水压力，各水系水库蓄水时间如下:三峡10月1日;金沙江中游8月1日，下游9月中旬;雅砻江8月15日;其余水系9月1日;金沙江虎跳峡水库采用2010m正常蓄水位方案。
3 西线工程对调水水系水库梯级运行的影响3.1 南水北调一期工程影响一期工程主要影响雅砻江和大渡河水系，长江上游干流为乌东德水库以下梯级。对于已建在建水库群，发电损失如表4所示:
表4 已建在建水库群下西线一期工程影响水库年均电量损失统计
Tab le 4 Loss in the annual power output of the reservoirs(com p leted and under construction)caused by the phase I construction of the west route transfer p roject
