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雅砻江流域水电站水足迹计算及分析

俞雷 贾本有 吴时强 吴修锋 徐鹏 魏金俐

俞雷,贾本有,吴时强,等. 雅砻江流域水电站水足迹计算及分析[J]. 水利水运工程学报,2020(4):41-47 doi:  10.12170/20190603003
引用本文: 俞雷,贾本有,吴时强,等. 雅砻江流域水电站水足迹计算及分析[J]. 水利水运工程学报,2020(4):41-47 doi:  10.12170/20190603003
(YU Lei, JIA Benyou, WU Shiqiang, et al. Calculation and analysis of water footprint of hydropower stations in Yalong River Basin[J]. Hydro-Science and Engineering, 2020(4): 41-47. (in Chinese)) doi:  10.12170/20190603003
Citation: (YU Lei, JIA Benyou, WU Shiqiang, et al. Calculation and analysis of water footprint of hydropower stations in Yalong River Basin[J]. Hydro-Science and Engineering, 2020(4): 41-47. (in Chinese)) doi:  10.12170/20190603003

雅砻江流域水电站水足迹计算及分析

doi: 10.12170/20190603003
基金项目: 国家重点研发计划资助项目(2017YFC0404605);国家自然科学基金资助项目(51709178)
详细信息
    作者简介:

    俞 雷(1994—),男,江西上饶人,博士研究生,主要从事水力学及河流动力学研究。E-mail:yulei0405@foxmail.com

    通讯作者:

    吴时强(E-mail:sqwu@nhri.cn

  • 中图分类号: TV697

Calculation and analysis of water footprint of hydropower stations in Yalong River Basin

  • 摘要: 为量化水电开发利用对当地水资源消耗情况,引入水电站水足迹概念,以雅砻江流域梯级水电站群为研究对象,采用总水量消耗法,利用多年实测资料,考虑3种空间系统边界(一库一级、一库多级和流域整体),计算了干流7座水电站的水足迹。结果表明:(1)雅砻江流域7座水电站的水足迹范围为0.01~2.91 m3/GJ,平均水足迹为1.13 m3/GJ,小于其他空间尺度研究的水足迹,表明雅砻江流域水电开发利用的水资源利用效率高于其他地区和流域;(2)水电站水足迹主要受能效因子(单位装机容量的库区水面面积)和地形因子(库区水面面积与库区平均水深比)影响(相关指数分别为0.950 7和0.783 1),而蒸发深度和气象因子(降雨量和气温)对水电站水足迹值的影响较小;(3)水电站水足迹值与空间系统边界的设定有关,需根据水电站实际运行方式选择合适的空间系统边界。
  • 图  1  雅砻江流域水电站及水面蒸发量站位置示意

    Figure  1.  Schematic diagram of the location of the hydropower stations and surface evaporation stations in the Yalong River Basin

    图  2  水电站水足迹与能效因子的关系

    Figure  2.  Relationship between water footprint and efficiency factor of hydropower stations

    图  3  水电站水足迹与地形因子的关系

    Figure  3.  Relationship between water footprint and topographic factors of hydropower stations

    图  4  3种空间系统边界水足迹计算结果

    Figure  4.  Calculation results of water footprint in three spatial system boundaries

    表  1  雅砻江中下游7座水电站水足迹

    Table  1.   Water footprint of 7 hydropower stations in the middle-lower reaches of the Yalong River

    水电站名称水面蒸发量站平均年蒸发深度/mm年发电量/(亿kW·h)水库水面面积/km2蒸发水量/m3装机容量/MW水电站水足迹/(m3·GJ-1)
    两河口 雅江 1 046.27 108.90 109.02 114 064 355.40 3 000 2.91
    杨房沟 泸宁站 905.11 69.43 10.19 9 220 446.08 1 500 0.37
    锦屏一级 泸宁站 905.11 180.90 82.55 74 716 830.50 3 600 1.15
    锦屏二级 泸宁站 905.11 258.80 0.87 787 445.70 4 800 0.01
    官地 孙水关站/泸宁站 1 017.74 99.50 14.69 14 950 527.15 2 400 0.42
    二滩 桐子林站 1 454.43 176.70 100.60 146 315 658.00 3 300 2.30
    桐子林 桐子林站 1 454.43 30.20 5.60 8 144 808.00 600 0.75
      注:官地水电站的蒸发量数据采用孙水关站和泸宁站数据的均值。
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    表  2  现有研究水电站水足迹结果比较

    Table  2.   Comparison of existing water footprint results of hydropower stations

    序号水足迹/(m3·GJ−1研究区域空间尺度水电站数量来源
    最小值最大值平均值
    1 0.01 56.00 1.50 加利福尼亚州,美国 省级 / Gleick(1993)[14]
    2 0.75 5.01 8.86 新西兰北岛 国家 9 Herath 等(2011)[9]
    3 0.80 32.48 2.17 新西兰南岛 8 Herath等 (2011) [9]
    4 0.28 166.67 6.94 全球 全球 / Pfister等 (2011)[15]
    5 0.30 846.00 68.00 全球 全球 35 Mekonnen等(2012)[8]
    6 0.40 3.58 1.51 金沙江中游 流域 6 朱艳霞等(2013)[16]
    7 / / 2.68 三峡水电站 流域 1 石萍等(2014)[12]
    8 / / 1.10 葛洲坝水电站 1
    9 0.001 4 234.00 3.60 中国 国家 209 Liu等(2015)[17]
    10 / / 6.75 中国 国家 283 何洋等(2015)[18]
    11 1.15 5.35 2.23 澜沧江中下游 流域 8 袁旭等(2018)[19]
    12 0.01 2.91 1.13 雅砻江流域中下游 流域 7 本研究
      注:只选择总水量消耗法的研究成果。
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    表  3  3种空间系统边界水足迹统计量

    Table  3.   Statistics of water footprint in three spatial system boundaries

    统计量SSB1SSB2SSB3
    最大值2.917.104.84
    最小值0.010.320.56
    均值1.132.001.71
    CV88.66%109.50%79.53%
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-06-03
  • 网络出版日期:  2020-03-25
  • 刊出日期:  2020-08-26

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