陕西榆林无定河全线综合整治水能利用设计

刘 拓

（陕西省水利电力勘测设计研究院，陕西 西安 710001）

0 前言

无定河是黄河的一级支流，是榆林人民的母亲河。其发源于榆林市白于山长春梁北麓，流经内蒙古鄂尔多斯市、陕西榆林和延安两市，在清涧县河口村汇入黄河。全长491.2 km，流域面积30261 km2。榆林境内河长442.8 km，流经定边、靖边、横山、榆阳、米脂、绥德、清涧7 个县区；流域面积20302 km2，涉及子洲、神木、佳县在内的10 个县（区、市）。沿途纳流域面积1000 km2以上的重要支流共有5 条，分别是海流兔河、芦河、榆溪河、大理河和淮宁河。

无定河在秦汉以前称奢延河，南北朝时期称夏水、朔方水，唐五代以来，因其河道无定、浅深无定、水量无定、清浊无定，故有恍惚（忽）都河和无定河之名。它从梁峁沟涧区出发，流过沙漠干旱区一路向北流经陕蒙交界的毛乌素沙地南缘，到内蒙古巴图湾折而向东，穿越黄土丘陵沟壑区至榆林鱼河堡转向东南流，迂回曲折，蜿蜒南下，呈“几”字形流淌在榆林大地上，仿佛一位慈祥的母亲，张开温暖的双臂，滋养着全市61%的人口，覆盖80%以上的粮食产地，GDP 总量占到全市的42%。

无定河流域是榆林市的城镇人口聚集地、产业发展集中带、交通骨干枢纽区、生态平衡基准面、供水水源承载区、核心文化景观区，占据着十分重要的战略地位。随着全市经济社会的快速发展，无定河水安全也呈现出新老问题相互交织的严峻形势，水量急剧减少、水质日趋恶化、防洪能力下降、水土流失严重、岸线管理不规范等诸多问题，严重影响河流生命、流域生态、民生福祉和经济发展，迫切需要综合整治。

1 开发利用现状

无定河在榆林市境内的干流河长为442.8 km，落差589 m，多年平均流量36.5 m3/s。境内流域水能理论蕴藏量209.0 MW，其中干流理论蕴藏量163.8 MW，技术可开发量装机容量43.3 MW，经济可开发量装机容量43.30 MW，已、正开发量装机容量15.75 MW。

无定河干流崔家湾以下基本为峡谷段，河槽基岩裸露，跌水急流间断可见，河床比降较陡，落差逾170 m，河谷狭窄，谷宽80 m～120 m，两岸石壁陡峻，具备建设水电工程的有利条件，为水能开发的重点河段。

该河段设有白家川水文站，控制流域面积29662 km2，本次设计方案采用该水文站资料。根据水文资料显示，白家川水文站多年平均径流量8.62 亿m3，平均流量27.33 m3/s。根据无定河白家川（川口）水文站实测泥沙资料分析，悬移质多年平均输沙量2.12 亿t，年平均推移质输沙量为0.42 亿t，白家川水文站站址处多年平均输沙量为2.54 亿t。

该河段处于祁吕贺兰山字型头灶马蹄形盾地与新华夏第三沉降带伊陕盆地陕北向斜复合部位，基岩为古生代和中生代沉积岩，中生代岩层出露很多，二、三迭系地层为一套胶结较好的砂岩，区内出露地层为侏罗系沙岩，产状近似水平。本区褶皱、断层少见，第四纪以来，本区地壳以震荡性上升为主，侵蚀下切强烈，沟谷发育，形成黄土丘陵沟壑地形。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015），该区地震基本烈度为Ⅵ度。

截止目前，榆林市无定河干流自上而下已建成王圪堵水库坝后电站、响水电站、绥德电站和东风电站等4 座，除王圪堵水库坝后电站为水库电站外，其它三座为引水式电站，均建成于六、七十年代，目前仍在正常运行。王圪堵水库坝后电站位于水库坝后右岸，最大引水发电流量13.0 m3/s，最小引水流量8.82 m3/s，电站保证出力1575 kW，总装机3750（3×1250）kW，年均设计发电量1940 万kW·h。东风电站装机容量6000 kW，年均发电量3200 万kW·h，是目前榆林市境内最大的水力发电站。无定河干流已成电站主要指标见表1。

表1 榆林市无定河干流已成电站主要指标表

2 设计思路

1）是坚持人水和谐，科学发展。妥善处理小水电开发与河流生态保护的关系，实现小水电规划、建设、运行与管理各阶段全过程的绿色化。

2）是坚持因地制宜，分类推进。充分考虑各地实际，新建小水电站要严格从源头预防、不欠新账；已建成小水电站要抓紧治理存在的生态环境问题、多还旧账。

3）是坚持激励约束并举，两手发力。制定有利于绿色小水电建设的政策措施，同时加强过程严管、损害严惩、责任追究。

4）是坚持政府引导，多方参与。政府制定绿色标准，完善法规政策，水电站业主履行实施主体责任，发挥社会组织和公众监督作用。

水能资源要坚持适度开发、综合利用、统筹兼顾及开发与保护并重的原则，正确处理水电开发与生态保护的关系，坚持生态优先：

①对所有在依法划定的自然保护区、风景名胜区及确定的禁止开发区域以及濒临、珍稀、特有保护动植物的重要生态环境敏感区的河流，不再规划电站。

②对综合利用水利枢纽工程附属电站及利用原有水利工程功能改变或挖潜建设的水电站，优先开发。

③对原有规划电站，因移民、淹没损失大的电站，可调整河流的开发方式，促进河流开发。

④优先规划梯级龙头水电站，提高水资源利用效率及流域开发整体效益。对主要以引水式水电站开发的河流，充分论证各梯级的关系，以减少脱流的长度。

⑤优先规划具有旅游、生态功能的水电站，实现水电站更多的社会功能，以带动区域经济社会的快速发展。

⑥统筹考虑干支流、上下游水电开发与生态保护问题，做好干流开发和支流开发规划的有机衔接。

3 水能设计

陕北区域以生态环境治理和保护为重点，结合陕北光伏、风电建设，因地制宜开发水电，努力实现水、光、风互补；同时开展已建水电站技术改造，增加有效出力；结合水资源综合利用，建设坝后电站，为目标为能源化工基地和城乡居民用水服务，提高水能资源利用率。

根据2016 年完成的《陕西省小水电开发利用规划》（修编），榆林市无定河干流规划电站梯级顺序依次为：王圪堵水库坝后（已成）、响水（已成）、绥德（已成）、李家坬、崔家塌、川口、王宿里和东风（已成）等8 座电站，总装机容量42.7 MW，年发电量18349 万kW·h。由于规划的王宿里电站位于古贤水库回水区，目前，将原李家坬～王宿里4 级调整为李家坬、东方红和新川口3 级。据此，本次设计新建3 座水电站，新增装机31.05 MW，年新增发电量11963 万kW·h，拟建电站主要指标见表2。榆林市无定河干流水电梯级纵剖面图见图1。

表2 榆林市无定河干流规划电站主要指标表

图1 榆林市无定河干流水电梯级纵剖面图

4 结论

1）以生态优先为原则，建设绿色小水电为基本要求，开发水能资源。

2）以民生水电、平安水电、绿色水电、和谐水电为水能资源开发利用终极目标，初步形成水能资源开发利用建设以水生态文明建设为主线的新格局，建成与小康社会相适应的水安全保障体系，促进榆林市经济社会的可持续发展。

3）通过水能资源合理规划、科学规划、有序开发等措施，将水电工程对生态环境的负面影响降至最低程度，使河流生态系统的结构和功能处于良好状态。实现社会效益、经济效益与生态效益相统一。