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其他類(lèi)型廠房
前面所述水電站廠房的佈置設(shè)計(jì)主要是引水式地面廠房為例,其佈置基本原理對(duì)其他型式的廠房也適用,本節(jié)主要說(shuō)明其他類(lèi)型廠房佈置上的一些特點(diǎn)。
第一節(jié)壩後式、溢流式、壩內(nèi)式廠房
一、壩後式廠房佈置在非溢流壩後、與壩體銜接的廠房。壩址河谷較寬,河谷中佈置溢流壩外還需佈置非溢流壩時(shí),通常採(cǎi)用這種廠房。廠壩連接方式(1)廠壩連接處設(shè)縱向沉降伸縮縫將廠壩結(jié)構(gòu)分開(kāi)。廠壩各自獨(dú)立承受荷載和保持穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)受力比較明確。壓力鋼管穿過(guò)縱縫處應(yīng)設(shè)置伸縮節(jié)。(2)廠壩連接處不設(shè)縱向沉降伸縮縫,廠房下部結(jié)構(gòu)通常與壩體連接成整體,廠壩共同保持整體穩(wěn)定。壩體的變位會(huì)影響廠房,壩體承受的荷載一部分要傳給廠房承擔(dān),連接處需要傳遞較大的推力和剪力,因而廠壩連接段的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度應(yīng)足夠。佈置特點(diǎn)廠房上部與壩體之間的空間較大,主變與副廠房往往可佈置於此,開(kāi)關(guān)站有時(shí)也以高架型式佈置在壩的下游面上。二、溢流式廠房
廠房佈置在溢流壩後,洪水通過(guò)廠房頂下泄。溢流式廠房適用於中、高水頭的水電站,壩址河谷狹窄、洪水流量大,河谷只夠佈置溢流壩,採(cǎi)用壩後式廠房會(huì)引起大量土石方開(kāi)挖,這時(shí)可以採(cǎi)用溢流式廠房。溢流式廠房佈置緊湊,由於廠房通常佈置在河床中央,洩洪時(shí)下游水流條件較好。新安江水電站(一)溢流式廠房佈置特點(diǎn)廠房頂洩洪,溢流式廠房通常是全封閉的,一般不設(shè)窗戶。上游被大壩所擋,因此需要人工照明、通風(fēng)和防潮等措施。中央控制室、發(fā)電機(jī)層和各主要通道的照明最為重要,必須全天照明,以便運(yùn)行人員監(jiān)視和巡迴檢查以及處理緊急事故;通風(fēng)機(jī)室一般佈置在廠房的兩端,便於進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)。溢流式廠房的廠壩之間往往留有較大的空間,常將副廠房佈置在廠壩之間,可節(jié)省投資。但由於廠壩之間陰暗潮濕,空氣不好,設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行必要的裝飾,使副廠房具有較好的通風(fēng)、照明和防潮功能,為運(yùn)行人員和機(jī)電設(shè)備提供良好的工作條件。
尾水準(zhǔn)臺(tái)在洩洪時(shí)受到較大的吸力,而且在洩洪開(kāi)始和終了時(shí)受到水舌的衝擊,所以尾水準(zhǔn)臺(tái)上不宜設(shè)副廠房。溢流式廠房的安裝間結(jié)合進(jìn)廠交通條件,一般設(shè)於主廠房的一端或兩端,很少設(shè)於中間。安裝間大門(mén)設(shè)計(jì)要考慮洩洪時(shí)防止濺水或地面水進(jìn)入廠房發(fā)電機(jī)層,防止水滲入安裝間下麵的房間,必要時(shí)設(shè)置臨時(shí)防洪設(shè)施。為了減小溢流頂板的跨度,主廠房?jī)?nèi)除佈置主機(jī)及必要的附屬設(shè)備並留有主通道外,儘量不佈置輔助設(shè)備和電氣設(shè)備,後者宜佈置在廠壩之間。由於溢流廠房頂承受巨大的水重、頂板自重及水準(zhǔn)推力(來(lái)自大壩及溢流時(shí)),廠房排架通常由整片很厚的鋼筋混凝土箱形結(jié)構(gòu)組成,而不另設(shè)柱子。新安江水電站橫剖面(二)溢流式廠房廠壩之間的下部連接型式(1)廠壩分開(kāi)。在廠壩之間設(shè)永久性沉降伸縮縫。鋼管通過(guò)廠壩之間必須設(shè)伸縮節(jié),以適應(yīng)地基不均勻沉陷。(2)廠壩整體連接。廠壩之間不設(shè)永久縫,施工縫進(jìn)行回填灌漿,並有騎縫鋼筋相連,使廠房底板與壩體連成整體,廠壩之間不設(shè)伸縮節(jié)。(3)廠壩縫面接觸式連接。這種連接方式介於廠壩分開(kāi)和整體連接之間。
在廠壩之間留施工縫,待混凝土達(dá)到穩(wěn)定溫度後再進(jìn)行接觸灌漿,縫面不放插筋,不做鍵槽。這種縫面能傳遞水準(zhǔn)推力,不能傳遞很大彎矩和剪力。
廠壩之間的連接方式主要取決于地質(zhì)條件,地基條件好可采用整體連接方式,地基條件差的宜采取分開(kāi)布置。三、壩內(nèi)式廠房佈置在壩體空腔內(nèi)的廠房稱(chēng)為壩內(nèi)式廠房壩內(nèi)式廠房佈置在溢流壩內(nèi),洩洪以及洪水期的高尾水位不直接作用於廠房。但壩內(nèi)空腔削弱了壩體,使壩體應(yīng)力複雜化。壩內(nèi)式廠房壩體空腔的大小和形狀對(duì)壩體的應(yīng)力影響很大。空腔的大小和形狀應(yīng)結(jié)合壩型、壩高、廠房佈置的要求,選擇優(yōu)化斷面。壩內(nèi)廠房的佈置設(shè)計(jì)應(yīng)與大壩剖面形狀的擬定密切配合進(jìn)行壩內(nèi)式廠房機(jī)組容量的確定、機(jī)電設(shè)備的選擇和佈置必須與壩內(nèi)空腔的大小相適應(yīng)。應(yīng)採(cǎi)取一定的措施儘量減小主廠房的高度或?qū)挾?。壩?nèi)式廠房副廠房的佈置要視壩體空腔的大小而定。當(dāng)廠房空腔寬度較大,副廠房可平行佈置在同一空腔內(nèi)主廠房的上、下游側(cè)。當(dāng)廠房空腔寬度較小時(shí),可將大部分副廠房佈置在壩外。壩內(nèi)廠房佈置有需特別注意防滲、防潮、通風(fēng)、照明問(wèn)題。壩內(nèi)空腔周?chē)柙O(shè)有隔牆,空腔壁與隔牆間佈置排水溝管,主廠房頂部設(shè)有頂棚,上鋪防水層。壩內(nèi)廠房應(yīng)有完善的通風(fēng)、照明系統(tǒng)。第二節(jié)河床式廠房大化水電站橫剖面一、裝置立軸軸流式水輪機(jī)的河床廠房廠房與擋水建築物一起座落在河床上,成為擋水前沿的一部分,廠、壩在結(jié)構(gòu)上合為一體。河床式廠房佈置和結(jié)構(gòu)計(jì)算的特點(diǎn):
1.廠房即是擋水建築物,廠房上游側(cè)設(shè)置比較擋水牆來(lái)承受上游水壓力,因此必須進(jìn)行廠房總體穩(wěn)定分析和計(jì)算,包括抗滑穩(wěn)定、基礎(chǔ)防滲、地基應(yīng)力等一系列問(wèn)題。2.河床式水電站的進(jìn)水口是與廠房的主機(jī)室連接成為一個(gè)整體結(jié)構(gòu),進(jìn)口段的設(shè)計(jì)即為廠房設(shè)計(jì)的一部分。3.廠房的上游側(cè)一般不設(shè)吊車(chē)梁,將吊車(chē)軌道直接鋪設(shè)在由上游擋水牆伸出的帶形牛腿上。另外由於機(jī)組容量大,水輪發(fā)電機(jī)組的尺寸較大,發(fā)電機(jī)的重量大,廠房橋吊、立柱、吊車(chē)梁的負(fù)荷也較大。4.由於水電站的水頭低,單機(jī)引用流量大,通常採(cǎi)用鋼筋混凝土蝸殼。為了縮短機(jī)組段長(zhǎng)度,蝸殼包角為135°~225°,常用的為180°;由於引用流量大,尾水管尺寸大,尾水準(zhǔn)臺(tái)加寬,平臺(tái)下麵空間較大,可以佈置很多輔助設(shè)備。5.低水頭大容量的水輪機(jī)(即軸流轉(zhuǎn)漿式機(jī)組)氣蝕性能較差,要求安裝高程較低,因此基礎(chǔ)開(kāi)挖很深,水下混凝土方量很大。為了減少方量,尾水管擴(kuò)散段底板常常上翹。6.河床式電站的水庫(kù)容量不大,水庫(kù)中流速較大,泥沙、漂浮物均會(huì)被帶到廠房前面,要考慮排沙、防淤及排汙措施。泥沙問(wèn)題處理不當(dāng),可能淤死進(jìn)水通道,加快水輪機(jī)磨損。防汙措施不當(dāng),也能壓垮攔汙柵,造成停電事故。7.河床式電站落差不大,洪水期落差更小。尾水位高,除出力受阻外,對(duì)電站廠房設(shè)計(jì)也會(huì)造成不利的影響。一是進(jìn)廠道路高,發(fā)電機(jī)層低,因此安裝間與發(fā)電機(jī)層不在一個(gè)高程上。二是下游牆受到的水壓力也大,幾乎使廠房?jī)擅媸軌?。二、裝置貫流機(jī)組的河床廠房虎跳巖電站廠房(軸伸式機(jī)組)水頭低於20m的大中型河床廠房常採(cǎi)用貫流式機(jī)組。機(jī)組轉(zhuǎn)輪部分裝置於轉(zhuǎn)輪室內(nèi),發(fā)電機(jī)部分設(shè)於位於水輪機(jī)上游的燈泡體內(nèi)。燈泡體固定於混凝土墩上,有的水電站廠房中燈泡體用輻射佈置的混凝土支承結(jié)構(gòu)固定於流道中,以改善流道中的流態(tài)。燈泡體外殼可以拆開(kāi)以便裝卸發(fā)電機(jī),電機(jī)轉(zhuǎn)子直徑不大時(shí)可從轉(zhuǎn)輪室吊出燈泡體,否則需在燈泡體流道上方設(shè)專(zhuān)用吊孔吊運(yùn)發(fā)電機(jī)。燈泡的首尾部設(shè)有通道供運(yùn)行人員進(jìn)出和引出母線。通道也可設(shè)在燈泡體支撐結(jié)構(gòu)的空腔內(nèi)。通往廠房上部和下部的水輪機(jī)固定支柱,其空腔用以引出各種輔助管道和電纜,尺寸適宜時(shí)也可兼作通道。燈泡式貫流機(jī)組:發(fā)電機(jī)裝置在燈泡體內(nèi),發(fā)電機(jī)定子是燈泡體的組成部分,燈泡體的直徑由發(fā)電機(jī)確定。軸伸式貫流機(jī)組:發(fā)電機(jī)裝置在外部。水頭較小時(shí),與採(cǎi)用立軸軸流機(jī)組比較,貫流機(jī)組廠房的機(jī)組段長(zhǎng)度和安裝場(chǎng)尺寸減小,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,廠基面可以提高,廠房鋼筋混凝土和開(kāi)挖土石方可減少,施工安裝方便。在水輪機(jī)方面,貫流機(jī)組的效率高於豎軸軸流機(jī)組。由於允許將機(jī)組裝得低些也不致引起深開(kāi)挖,水輪機(jī)的氣蝕問(wèn)題可得以減輕。三、泄流式河床廠房泄流式河床式廠房簡(jiǎn)稱(chēng)泄流式廠房,也稱(chēng)混合式廠房。其典型的佈置有:泄水道可佈置在蝸殼與尾水管之間,以底孔形式泄水;佈置在蝸殼頂板上(發(fā)電機(jī)置於井內(nèi)),發(fā)電機(jī)層上部或主機(jī)房頂上,以堰流方式泄水;在尾水管之間佈置泄水廊道,或?qū)C(jī)組段與泄水道間隔佈置,稱(chēng)閘墩式廠房。泄水式河床廠房的特點(diǎn)利用廠房機(jī)組段佈置泄水道,可以減少泄水閘的長(zhǎng)度,有的工程甚至可以完全不建單獨(dú)的泄水建築物。在多沙河流上利用廠房的泄水底孔排沙效果顯著。我國(guó)某電站進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)側(cè)驗(yàn)表明,廠房泄水底孔的單位流量排沙能力為水輪機(jī)進(jìn)水口的7~8倍,排沙量則為8~9倍,底孔排沙時(shí)期進(jìn)入水輪機(jī)的泥沙顆粒級(jí)配較入庫(kù)泥沙細(xì)得多,底孔排沙對(duì)廠房起到“門(mén)前清”的作用,為專(zhuān)門(mén)的沖沙閘所不及。河流漂汙問(wèn)題嚴(yán)重和有排冰要求時(shí),利用廠房的溢流堰泄水可順暢地排除廠房前的漂汙和浮冰,防止或減輕汙物,冰塊堆積在進(jìn)水口前封堵攔汙柵。泄水式河床廠房的特點(diǎn)河床狹窄時(shí)採(cǎi)用閘墩式廠房可減少開(kāi)挖和佔(zhàn)用河岸的場(chǎng)地。從流態(tài)來(lái)看,採(cǎi)用閘墩式廠房的樞紐,不論在洪水期還是在平枯水期,樞紐上下游河流的水流狀態(tài)幾乎與未建樞紐前相同,排沙、排汙和排冰的效果較好。閘墩式廠房的缺點(diǎn)是機(jī)組分散,施工和運(yùn)行不便。泄流式廠房利用泄水道泄水時(shí)產(chǎn)生的增差作用,可以部分地恢復(fù)水頭,減少受阻出力,增加發(fā)電量。但要注意,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),廠房泄水底孔和水輪機(jī)的流量比不宜大於1。第三節(jié)地下式廠房
把水電站廠房等主要建築物佈置在山巖洞室之中就是地下廠房目前國(guó)外建成的地下水電站約有350座,總裝機(jī)容量達(dá)40000MW。我國(guó)已建成的地下水電站有40餘座,總裝機(jī)容量約5000MW。由於開(kāi)挖機(jī)械的不斷改進(jìn)和施工技術(shù)的不斷提高,地下開(kāi)挖的進(jìn)度越來(lái)越快,造價(jià)越來(lái)越低,因此近年來(lái)國(guó)內(nèi)外地下水電站建設(shè)速度加快。溪洛渡水電站地下廠房錦屏二級(jí)水電站地下洞室群一、地下廠房的優(yōu)缺點(diǎn)廠房位置可以選擇地質(zhì)條件較好的區(qū)域,廠房佈置較靈活。河道比較狹窄、洪水流量較大的情況下,採(cǎi)用地下廠房可減少與洩洪建築物的矛盾,並便於施工導(dǎo)流??梢匀晔┕?,不受雨、雪、酷暑、嚴(yán)寒的影響。與其它建築物的施工干擾少,有利於快速施工。雪崩、山坡塌方造成的危害小些,人防條件也好??梢越档桶惭b高程,改善水輪機(jī)運(yùn)行條件。在下遊尾水位變幅很大時(shí),對(duì)廠房也無(wú)大影響。有可能縮短高壓管道,並可能取消調(diào)壓室。採(cǎi)用地下鋼管比露天鋼管要安全些,並可節(jié)省鋼材。地下廠房的缺點(diǎn):地下巖石開(kāi)挖量很大,增加了工程的開(kāi)挖費(fèi)用。通風(fēng)、防潮、照明條件較差,要有專(zhuān)門(mén)措施,否則對(duì)設(shè)備和管理人員都不利。地質(zhì)條件較差時(shí),用於支護(hù)方面的費(fèi)用將要增加。二、地下廠房的佈置型式
根據(jù)廠房在引水系統(tǒng)中的位置,地下廠房的佈置有首部式、中部式和尾部式三種。1.首部式地下廠房
廠房位於電站引水系統(tǒng)的首部。
特點(diǎn):
有壓引水隧洞較短,尾水隧洞較長(zhǎng),有可能需要設(shè)置尾水調(diào)壓室。不設(shè)上游調(diào)壓室,單元供水,可不設(shè)下端閥門(mén)。因而可以降低造價(jià)。2.尾部式地下廠房特點(diǎn):具有較長(zhǎng)的引水隧洞和較短的尾水隧洞,一般均設(shè)有上游調(diào)壓室。廠房靠近地表,尾水洞短,廠房的交通、出線及通風(fēng)等輔助洞室的佈置及施工和運(yùn)行管理比較方便,因而採(cǎi)用較多。尾部式地下水電站適用水頭範(fàn)圍較大,最高水頭達(dá)1000m以上,目前高水頭電站多採(cǎi)用尾部佈置方式,我國(guó)已建成的地下水電站尾部式占70%以上。3.中部式地下廠房廠房位於引水系統(tǒng)的中部同時(shí)具有較長(zhǎng)的上游引水道和下游尾水道,當(dāng)引水道和尾水道均為有壓時(shí)需要同時(shí)建引水調(diào)壓室及尾水調(diào)壓室。
地下廠房的佈置型式的選擇,要結(jié)合水電站水能規(guī)劃、當(dāng)?shù)氐牡匦?、地質(zhì)、交通運(yùn)輸、出線條件、施工和運(yùn)行條件,經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。三、地下廠房的洞室組成
主廠房洞室+附屬洞室→洞室群。附屬洞室主要佈置:機(jī)電設(shè)備、交通運(yùn)輸、出線、通風(fēng)道。1.交通運(yùn)輸洞和安裝間交通運(yùn)輸洞是地下廠房的主要對(duì)外通道。
形式:平洞、豎井。位置:與安裝間位置直接關(guān)連,兩者應(yīng)一起考慮確定。安裝間:主廠房一端、廠房中間機(jī)組段之間。2.地下副廠房必須靠近主機(jī)的附屬設(shè)備集中佈置在緊靠主機(jī)房的地下副廠房?jī)?nèi)。其他可以利用己有洞室分散佈置或放在地面副廠房?jī)?nèi)。為避免增加主洞室的跨度,地下副廠房往往設(shè)於主廠房的一端。機(jī)組尺寸不大,圍巖穩(wěn)定性好時(shí),也可將地下副廠房放在主廠房一側(cè),主副廠房集中佈置在同一主洞室內(nèi)。3.主閥門(mén)洞室水輪機(jī)前設(shè)有快速閥門(mén)時(shí),主閥室可佈置在主廠房?jī)?nèi),利用廠房橋吊吊運(yùn),以免另開(kāi)閥門(mén)洞和增設(shè)專(zhuān)用橋吊。主閥室可佈置靠近廠房上游側(cè)的單獨(dú)閥門(mén)室內(nèi)。這種佈置有利於減小主廠房洞的跨度,閥門(mén)爆破後不致危及主廠房。4.尾水洞、尾水閘門(mén)洞、尾水調(diào)壓室尾水隧洞比較長(zhǎng)時(shí),可採(cǎi)用聯(lián)合出水或分組出水方式;尾水隧洞不長(zhǎng)時(shí),採(cǎi)用單獨(dú)出水,即一機(jī)一洞出水。每臺(tái)機(jī)組一般均應(yīng)設(shè)置尾水閘門(mén)井,上部設(shè)有尾水閘門(mén)洞室,用以吊運(yùn)和操縱啟閉尾水閘門(mén)。尾水隧洞為有壓而長(zhǎng)度又較長(zhǎng)時(shí),尾水隧洞首部還需建尾水調(diào)壓井。5.主變洞、開(kāi)關(guān)洞和出線洞大中型地下水電站,主變一般放在地下主變洞內(nèi),以縮短發(fā)電機(jī)母線長(zhǎng)度。需設(shè)專(zhuān)門(mén)的通風(fēng)、排煙、防火和防爆措施,洞內(nèi)設(shè)防爆門(mén)和防爆隔牆。主變洞應(yīng)靠近主廠房以便於變壓器的運(yùn)輸、安裝和維修,減小母線長(zhǎng)度。當(dāng)?shù)孛娴匦味妇灰藖阎瞄_(kāi)關(guān)站時(shí),開(kāi)關(guān)站也可佈置在地下洞室內(nèi)。地下開(kāi)關(guān)站儘量利用廢棄的洞室(如施工支洞、導(dǎo)流洞)或與其它洞室(排風(fēng)洞)合用,以減少開(kāi)挖,節(jié)省土建投資。地下廠房輸電線由出線洞引出,引出線為母線時(shí)即稱(chēng)母線洞。出線洞可以採(cǎi)用平洞、斜井或豎井。地下廠房?jī)?nèi)為了敷設(shè)電纜和引出母線至主變洞,需要設(shè)置相應(yīng)的電纜和母線支洞。6.通風(fēng)洞地下廠房通風(fēng)系統(tǒng):進(jìn)風(fēng)洞、出風(fēng)洞以及通風(fēng)機(jī)室。通風(fēng)機(jī)雜訊大,通風(fēng)機(jī)室應(yīng)遠(yuǎn)離主、副廠房,一般可放在洞口或單獨(dú)的洞室內(nèi)。通風(fēng)洞一般應(yīng)充分利用交通運(yùn)輸洞、出線洞以及無(wú)壓尾水洞,例如利用交通運(yùn)輸洞或無(wú)壓尾水洞進(jìn)風(fēng),利用出線洞出風(fēng)。四、地下廠房的洞室佈置1.地下廠房的位置選擇巖體完整堅(jiān)硬、地應(yīng)力較小,地下水微弱山體內(nèi)。地下洞室的上覆巖體應(yīng)有一定的厚度。應(yīng)儘量避開(kāi)較大斷層帶、節(jié)理裂隙發(fā)育區(qū)和破碎帶。地表岸坡應(yīng)該穩(wěn)定,便於設(shè)置洞、井的出口。在地形上應(yīng)考慮能縮短地下廠房對(duì)外連系的洞井線路長(zhǎng)度。2.主洞室縱軸線方位選擇洞室縱軸線的方位應(yīng)考慮:地質(zhì)構(gòu)造面和地應(yīng)力場(chǎng)??v軸線的走向應(yīng)儘量與圍巖中存在的主要構(gòu)造弱面如斷層、節(jié)理、裂隙和層面等保持較大的夾角。洞室縱軸線應(yīng)與水準(zhǔn)大主應(yīng)力方向保持較小的夾角。3.洞室佈置的一般要求洞頂?shù)淖钚÷癫厣疃?,根?jù)巖體的完整和堅(jiān)硬程度,可取洞室開(kāi)挖寬度的1.5~2.0倍。洞室的最小允許間距,與地質(zhì)條件、洞室規(guī)模和施工方法有關(guān),一般不小於相鄰洞室中最大開(kāi)挖寬度的1.0~1.5倍。洞室相交應(yīng)儘量保持正交。上下層洞室之間的巖石厚度,不小於洞室開(kāi)挖寬度的l~2倍。洞室佈置應(yīng)考慮勘探和施工的需要,盡可能互相結(jié)合,減少地下開(kāi)挖。水電建設(shè)與生態(tài)
1.人與自然的關(guān)係人與自然關(guān)係的發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)時(shí)期—依存、開(kāi)發(fā)、掠奪、和諧。在原始社會(huì)生產(chǎn)力水準(zhǔn)極低的情況下,人類(lèi)被動(dòng)地適應(yīng)自然,人和自然是一種依存的關(guān)係;生產(chǎn)力水準(zhǔn)有所提高後,人類(lèi)開(kāi)始開(kāi)發(fā)利用自然;隨著科技進(jìn)步和生產(chǎn)力水準(zhǔn)的進(jìn)一步提高,人類(lèi)毫無(wú)節(jié)制地向大自然索取、掠奪,招致了大自然的報(bào)復(fù)與懲罰;當(dāng)人類(lèi)認(rèn)識(shí)到這種掠奪式開(kāi)發(fā)的嚴(yán)重危害後,便開(kāi)始尋求人與自然和諧相處的新境界。2.水電發(fā)展的四個(gè)階段
我國(guó)水電建設(shè)從解放初期裝機(jī)16.3萬(wàn)kW,發(fā)展到2006年底裝機(jī)1.29億kW,儘管在發(fā)展進(jìn)程中曾數(shù)度遭遇困難和挫折,但是仍然頑強(qiáng)地發(fā)展,從弱到強(qiáng),由小到大。截止到2006年底,我國(guó)已建和在建的大中型水電站工程有220多座,其中裝機(jī)100萬(wàn)kW以上的25座;50萬(wàn)kW以上的40座,壩高在100m以上的大壩55座,建成總長(zhǎng)度超過(guò)500km的水工隧洞,裝機(jī)10萬(wàn)kW以上的地下廠房水電站25座。怒江大峽谷溪落渡水電站地下廠房系統(tǒng)在不同的歷史時(shí)期,我國(guó)水電事業(yè)曾受到不同因素的制約,先後經(jīng)歷了:技術(shù)制約階段投資制約階段市場(chǎng)制約階段生態(tài)制約階段第一階段:技術(shù)制約階段新中國(guó)成立初期,我國(guó)水電事業(yè)受建築材料和技術(shù)等因素制約,發(fā)展速度緩慢。當(dāng)時(shí),由於缺乏科學(xué)的築壩技術(shù)和現(xiàn)代化的建築材料、施工機(jī)械,修建大壩主要靠人扛肩挑,機(jī)械化水準(zhǔn)極低,制約了水電事業(yè)的發(fā)展。如今技術(shù)制約階段早已成為過(guò)去,中國(guó)目前有能力設(shè)計(jì)、修建任何類(lèi)型的大壩。第二階段:投資制約階段築壩技術(shù)水準(zhǔn)逐步得到提高,隨之而來(lái)的是資金的制約。在電力短缺的情況下,國(guó)家急需發(fā)展火電和水電。為加快電力建設(shè),國(guó)家制定了各種優(yōu)惠政策鼓勵(lì)水電發(fā)展。譬如採(cǎi)用“兩分錢(qián)”政策,每度電附加兩分錢(qián),調(diào)動(dòng)各地的辦電積極性。修建三峽工程,也採(cǎi)用了全國(guó)每度電加四厘錢(qián)的辦法。這一時(shí)期只要能籌集到資金,電站就可以建,反之則難以建設(shè)。由於水電建設(shè)的投資相對(duì)較大,回報(bào)週期較長(zhǎng),在相當(dāng)?shù)囊欢螘r(shí)間內(nèi),我國(guó)水電發(fā)展主要受著資金的制約。第三階段:市場(chǎng)制約階段改革開(kāi)放以後,我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力逐步增強(qiáng),中央水電投資的增加,極大地緩解了水電建設(shè)的資金困難。隨著水電事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展,我國(guó)電力出現(xiàn)相對(duì)富餘的局面,水電面臨新的發(fā)展格局,同時(shí)也遇到了新的困難——市場(chǎng)成為影響水電發(fā)展和電力佈局的主要制約因素。有了市場(chǎng),電站就可以建;沒(méi)有市場(chǎng),專(zhuān)案就上不了。決定電站建與不建、電力往哪里送,市場(chǎng)是主要的制約因素。如廣東等地對(duì)電力的需求就為西南一批水電專(zhuān)案的建設(shè)提供了必要的市場(chǎng)。第四階段:生態(tài)制約階段近年來(lái),國(guó)內(nèi)外各界對(duì)生態(tài)和環(huán)境的問(wèn)題日益重視起來(lái)。水電事業(yè)在走出技術(shù)、資金、市場(chǎng)等因素的困擾後,又面臨新的問(wèn)題,即如何看待水電開(kāi)發(fā)對(duì)生態(tài)帶來(lái)的影響。當(dāng)前,社會(huì)各界圍繞這一問(wèn)題展開(kāi)了激烈的討論,如怒江該不該開(kāi)發(fā)水電,都江堰的楊柳湖電站該不該建,等等。有關(guān)三峽、三門(mén)峽大壩的爭(zhēng)論本質(zhì)也是這個(gè)問(wèn)題。這些爭(zhēng)論都是大壩與生態(tài)問(wèn)題在實(shí)踐層面上引發(fā)的,焦點(diǎn)都是生態(tài)問(wèn)題。不同的開(kāi)發(fā)方式對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響程度不同種類(lèi)作用主要環(huán)境影響水庫(kù)類(lèi)全年能源生產(chǎn);瞬間發(fā)電容量;提供基荷調(diào)節(jié)和峰荷服務(wù)。水庫(kù)淹沒(méi)造成自然棲息地變化及社會(huì)影響,特別是移民問(wèn)題;改變河流水文狀態(tài),影響河段沖淤變化,影響水生生物。徑流式提供基荷,調(diào)節(jié)受限。限制洪水,阻隔河道,影響水生生物。抽水蓄能式發(fā)電容量受時(shí)段限制,向純用戶供電。上、下水池對(duì)自然環(huán)境造成的影響??缌饔蛞絻H提供能源。減少調(diào)出流域的水量;增加調(diào)入流域水量,影響深遠(yuǎn)。電站升級(jí)改造類(lèi)延長(zhǎng)專(zhuān)案運(yùn)行年限,有時(shí)能增加產(chǎn)出。產(chǎn)生的新的影響很小。綜合利用類(lèi)水力發(fā)電及其它水資源利用。主要是水庫(kù)帶來(lái)的影響、需要評(píng)估其他用途帶來(lái)的整體影響。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,我國(guó)電力緊缺矛盾正在日益加劇,發(fā)展水電是解決能源短缺的重要措施。但是修建大壩帶來(lái)的生態(tài)問(wèn)題應(yīng)如何認(rèn)識(shí)並妥善解決,這已成為當(dāng)前水電事業(yè)發(fā)展面臨的一個(gè)重大挑戰(zhàn)??梢哉f(shuō),修建大壩帶來(lái)的生態(tài)問(wèn)題又將成為水電發(fā)展新的制約因素。只有把生態(tài)問(wèn)題解決好了,我國(guó)的水電事業(yè)才能得到進(jìn)一步的發(fā)展。以廣西龍灘電站的建設(shè)為例,現(xiàn)在技術(shù)、投資、市場(chǎng)等制約因素都已解決,又趕上了西部大開(kāi)發(fā)的機(jī)遇,但該工程現(xiàn)在面臨著一個(gè)很複雜的問(wèn)題,即壩高到底多少,修高壩還是低壩?爭(zhēng)論很激烈。從工程效益角度和各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)出發(fā),幾乎所有的水電專(zhuān)家都認(rèn)為應(yīng)該修高壩。但是這個(gè)方案會(huì)增加淹沒(méi)區(qū)移民人數(shù),而且是在少數(shù)民族聚居區(qū),移民問(wèn)題就成為確定工程建設(shè)方案的最重要因素。在今後一個(gè)時(shí)期,生態(tài)問(wèn)題將成為我國(guó)水電建設(shè)乃至整個(gè)水利事業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的重要制約因素。生態(tài)問(wèn)題處理好了,水利水電事業(yè)的發(fā)展可能會(huì)更快、更好,如果處理不好,就可能會(huì)遭受挫折。前蘇聯(lián)的水電發(fā)展,有一個(gè)時(shí)期就曾因生態(tài)問(wèn)題受到社會(huì)各界輿論的批評(píng)和譴責(zé)而陷入低谷。我們要引以為戒,不能重蹈這一覆轍。綜上所述,我國(guó)水電事業(yè)在發(fā)展進(jìn)程中遇到的各種困難和技術(shù)、投資、市場(chǎng)、生態(tài)等方面的制約,是在一定歷史階段產(chǎn)生的,與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展程度密切相關(guān)。當(dāng)前,我們必須高度重視水電發(fā)展中的生態(tài)問(wèn)題,正確認(rèn)識(shí)水電開(kāi)發(fā)與生態(tài)的關(guān)係,科學(xué)評(píng)價(jià)水電建設(shè)可能導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,用科學(xué)發(fā)展觀和人與自然和諧相處的理念正確認(rèn)識(shí)並妥善處理現(xiàn)階段遇到的問(wèn)題,確保我國(guó)水電事業(yè)快速健康地發(fā)展。3.水電建設(shè)導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題儘管當(dāng)前關(guān)於水電建設(shè)與生態(tài)問(wèn)題的爭(zhēng)論很多,但不少人對(duì)水電工程導(dǎo)致的生態(tài)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)並不全面或者說(shuō)並不準(zhǔn)確。要正確處理大壩與生態(tài)的關(guān)係,首先必須冷靜下來(lái),科學(xué)地、實(shí)事求是地分析大壩可能導(dǎo)致什麼樣的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,生態(tài)制約的具體表現(xiàn)是什麼,並結(jié)合實(shí)際對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行具體分析,區(qū)分哪些是主要問(wèn)題,哪些是一般性問(wèn)題。水電建設(shè)對(duì)生態(tài)的影響有八個(gè)方面。3.1移民問(wèn)題水庫(kù)移民涉及眾多領(lǐng)域,是一項(xiàng)龐大複雜的系統(tǒng)工程,關(guān)係到人的生存權(quán)和居住權(quán)的調(diào)整,是當(dāng)今世界性的難題。在中國(guó),移民問(wèn)題是大壩建設(shè)帶來(lái)的生態(tài)影響中最值得關(guān)注的問(wèn)題。移民問(wèn)題值得高度重視。新中國(guó)成立以來(lái),我國(guó)修建了8萬(wàn)多座水庫(kù),移民人數(shù)達(dá)1500多萬(wàn),這在世界上任何國(guó)家都是沒(méi)有的。黨和政府歷來(lái)十分重視移民工作,千方百計(jì)採(cǎi)取措施解決因移民帶來(lái)的各種問(wèn)題,陸續(xù)出臺(tái)了一些扶持政策。我國(guó)水庫(kù)移民工作總體是好的,但是也應(yīng)該看到其中還存在一些不容忽視的問(wèn)題。許多移民至今仍未擺脫貧困,生產(chǎn)發(fā)展和生活問(wèn)題沒(méi)能得到很好的解決。改革開(kāi)放後,修建了一批大型電站,國(guó)家對(duì)移民問(wèn)題更加重視。三峽工程涉及移民110萬(wàn),為妥善解決移民問(wèn)題,中央制定了開(kāi)發(fā)性移民方針,設(shè)立專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu),成立重慶直轄市,採(cǎi)取了一系列措施,移民工作已初見(jiàn)成效。但是這麼多移民的生產(chǎn)就業(yè)仍然是個(gè)很大的問(wèn)題,要引起我們的高度重視。關(guān)於修庫(kù)建壩中征地移民安置工作的處置方式。大體講,我國(guó)移民安置主要有三種方式或者說(shuō)分三個(gè)階段:一是早期較為簡(jiǎn)單的移民安置型階段。二是改革開(kāi)放後的開(kāi)發(fā)性移民安置階段,即讓移民擁有生產(chǎn)手段、生產(chǎn)資料,改消極補(bǔ)償為積極創(chuàng)業(yè),變生活救濟(jì)為扶助發(fā)展生產(chǎn)。有一種觀點(diǎn)認(rèn)為,現(xiàn)在應(yīng)該走向第三階段,走投資型移民的道路。投資性移民是庫(kù)區(qū)移民以其享有的居住權(quán)和土地使用權(quán)等作為資本入股,在電站經(jīng)營(yíng)中享有一定的股權(quán)。也就是說(shuō),國(guó)家享有資源資產(chǎn),移民擁有相應(yīng)的權(quán)益資產(chǎn)。目前一些電站從經(jīng)營(yíng)收益中提取一定比例用於移民補(bǔ)償,也是資產(chǎn)管理的一種轉(zhuǎn)換方式。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,還是以讓移民擁有一定股權(quán)的方式更為合理。中國(guó)的特殊國(guó)情決定我們能夠妥善解決移民問(wèn)題。我國(guó)的水庫(kù)移民有其特殊性。我國(guó)有相當(dāng)一部分水庫(kù)是山區(qū)水庫(kù),庫(kù)區(qū)群眾原本生活十分貧困,移民給他們帶來(lái)了脫貧的機(jī)會(huì),成為擺脫貧困的一個(gè)途徑,因此移民工作得到了庫(kù)區(qū)百姓的支持。世界銀行、亞洲銀行官員到我國(guó)的一些庫(kù)區(qū)考察,瞭解到庫(kù)區(qū)群眾都願(yuàn)意移民。這一點(diǎn)與國(guó)外不同,是中國(guó)水庫(kù)移民的一大特點(diǎn)。因此,只要扎扎實(shí)實(shí)地做好工作,我國(guó)水庫(kù)移民問(wèn)題是能夠妥善解決的。3.2對(duì)泥沙和河道的影響這是目前水電建設(shè)與生態(tài)問(wèn)題研究中很少提及的。事實(shí)上,泥沙對(duì)於河勢(shì)、河床、河口和整個(gè)河道的影響,從生態(tài)角度講,是修建大壩產(chǎn)生的最根本的影響。在河流上建壩,阻斷了天然河道,導(dǎo)致河道的流態(tài)發(fā)生變化,進(jìn)而引發(fā)整條河流上下游和河口的水文特徵發(fā)生改變,這才是建壩帶來(lái)的最大生態(tài)問(wèn)題,也是最令人擔(dān)憂的問(wèn)題。比如三門(mén)峽水利樞紐,就是因?yàn)榻▔胃淖兞撕拥赖牧鲬B(tài),導(dǎo)致壩址上游河道泥沙淤積。三峽工程建成運(yùn)用後,對(duì)下游河道、江湖關(guān)係以及入??诘挠绊?,值得引起高度關(guān)注。小浪底調(diào)水調(diào)沙
河道淤積萬(wàn)家寨洩洪
3.3對(duì)大氣的影響國(guó)外輿論在談到大壩與生態(tài)問(wèn)題時(shí),首先談到的最重要的問(wèn)題就是大壩建設(shè)對(duì)大氣和氣候的影響。這種觀點(diǎn)的提出是有原因的。在南美洲的阿根廷、巴西、委內(nèi)瑞拉等國(guó),在北美洲,以及俄羅斯的西伯利亞,一些大型水電站的水庫(kù)淹沒(méi)了大片森林,水庫(kù)蓄水前,又沒(méi)有能力大規(guī)??撤デ鍘?kù),林木便長(zhǎng)期浸泡在水中。樹(shù)木生長(zhǎng)時(shí)吸收二氧化碳,釋放氧氣,有益於生態(tài)環(huán)境;但經(jīng)水浸泡腐爛後便會(huì)產(chǎn)生一些有害氣體,對(duì)大氣造成污染。從世界範(fàn)圍看,這個(gè)問(wèn)題十分突出。因此,國(guó)際上把對(duì)大氣的影響看作建壩對(duì)生態(tài)的影響的首要問(wèn)題。但是,這個(gè)問(wèn)題在中國(guó)並不嚴(yán)重。原因有二:一是中國(guó)的電站雖然很大,但多屬高山狹穀型水庫(kù),與國(guó)外的水庫(kù)相比,庫(kù)容並不大;二是庫(kù)區(qū)幾乎沒(méi)有大面積的森林。譬如三峽工程是世界上最大的電站,但其庫(kù)容要排在三十幾位以後,林木淹沒(méi)很少。因此,用對(duì)大氣有影響來(lái)指責(zé)中國(guó)的大壩建設(shè),顯然是對(duì)中國(guó)大壩建設(shè)問(wèn)題缺乏瞭解。3.4水體變化帶來(lái)的影響當(dāng)河流中原本流動(dòng)的水在水庫(kù)裏停滯後便會(huì)發(fā)生一些變化。首先是對(duì)航運(yùn)的影響,譬如過(guò)船閘需要時(shí)間,對(duì)上、下行航速會(huì)帶來(lái)影響;水庫(kù)水溫有可能升高,水質(zhì)可能變差,特別是水庫(kù)的溝汊中容易發(fā)生水污染,如水華現(xiàn)象的出現(xiàn);水庫(kù)蓄水後,隨著水面的擴(kuò)大,蒸發(fā)量的增加,水汽、水霧就會(huì)增多,等等。這些都是修壩後水體變化帶來(lái)的影響。水葫蘆“侵?jǐn)_”嘉陵江中段水電站3.5對(duì)魚(yú)類(lèi)和生物物種的影響這裏的魚(yú)類(lèi)是特指的,生物物種則泛指動(dòng)物、植物和微生物。當(dāng)前社會(huì)上極為關(guān)注的是大壩建設(shè)對(duì)洄遊魚(yú)類(lèi)造成的影響。事實(shí)上,洄遊魚(yú)類(lèi)由於種類(lèi)不同,其生存的環(huán)境也各不相同,如鱘魚(yú),相當(dāng)一部分是在北緯45o左右的日本北海道與我國(guó)烏蘇裏江、黑龍江和松花江等河、海之間洄遊。而且,並不是每條河流都有洄遊魚(yú)類(lèi),有一些河道並沒(méi)有洄遊魚(yú)類(lèi)。世界各國(guó)在建壩中解決魚(yú)類(lèi)洄遊問(wèn)題通常採(cǎi)取兩種辦法:一種是採(cǎi)取工程措施,建魚(yú)梯、魚(yú)道;另一種是對(duì)洄遊魚(yú)類(lèi)進(jìn)行人工繁殖。我國(guó)葛洲壩工程建設(shè)中,在解決中華鱘洄遊問(wèn)題時(shí)選擇了人工繁殖的辦法,事實(shí)證明是比較成功的。需要強(qiáng)調(diào)的是,在不同的地區(qū)、不同的河流上建壩,對(duì)魚(yú)類(lèi)和生物物種的影響是不同的,要對(duì)具體
的河流進(jìn)行具體的分析,不能一概而論。魚(yú)道照片生態(tài)友好的水電站3.6其他影響對(duì)文物和景觀的影響。我國(guó)是歷史文明古國(guó),文物古跡極多。水庫(kù)庫(kù)區(qū)淹沒(méi)後可能對(duì)文物和景觀帶來(lái)影響,這一問(wèn)題也需要引起高度重視。地質(zhì)災(zāi)害。修建大壩後可能會(huì)觸發(fā)地震、崩岸、滑坡、消落帶等不良地質(zhì)災(zāi)害。(義大利瓦衣昂)潰壩??赡茉斐蓾蔚脑蚴嵌喾矫娴?,如大壩運(yùn)行不當(dāng),工程品質(zhì)問(wèn)題,或遇到超標(biāo)準(zhǔn)的負(fù)荷,也有可能是戰(zhàn)爭(zhēng)帶來(lái)的人為破壞等。義大利Vaiont拱壩塌岸水庫(kù)潰決1975年板橋水庫(kù)被洪水衝垮後的慘況2007年4月小海子水庫(kù)決堤口以上歸納的大壩對(duì)生態(tài)的八個(gè)方面的影響,是普遍意義上的。對(duì)中國(guó)而言,在這八個(gè)方面的影響當(dāng)中,要高度重視移民問(wèn)題和建壩對(duì)泥沙與河道的影響問(wèn)題。特別需要強(qiáng)調(diào)的是,在不同的河流、不同的河段、不同的壩址上建壩,可能帶來(lái)的生態(tài)問(wèn)題並不相同,一定要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況,針對(duì)具體專(zhuān)案進(jìn)行具體分析。一個(gè)專(zhuān)案帶來(lái)的生態(tài)問(wèn)題是什麼,專(zhuān)案該不該上,該怎樣進(jìn)行控制管理,要作具體分析,而不能一提建壩就指責(zé)生態(tài)的八大問(wèn)題,否定一切水電建設(shè)。4.水電建設(shè)與生態(tài)問(wèn)題的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)4.1水電開(kāi)發(fā)必須關(guān)注生態(tài)問(wèn)題。社會(huì)輿論對(duì)大壩與生態(tài)問(wèn)題的關(guān)注是社會(huì)進(jìn)步的表現(xiàn)。生態(tài)與環(huán)境是當(dāng)前全社會(huì)所共同關(guān)注的問(wèn)題。關(guān)注生態(tài),是經(jīng)濟(jì)社會(huì)高度發(fā)展後人們思想認(rèn)識(shí)的昇華所帶來(lái)的必然結(jié)果。作為水利水電工作者,我們的一項(xiàng)重要任務(wù)就是保護(hù)生態(tài),促進(jìn)人與自然和諧相處。因此,我們應(yīng)該比以往、也應(yīng)該比任何人都更加重視生態(tài)和環(huán)境問(wèn)題。對(duì)社會(huì)各界關(guān)於大壩和水利水電工程的不同看法,我們應(yīng)持歡迎態(tài)度。但同時(shí),對(duì)偏激的、全盤(pán)否定大壩的錯(cuò)誤觀點(diǎn)也決不能茍同。發(fā)展是第一位的,是黨執(zhí)政興國(guó)的第一要?jiǎng)?wù),在發(fā)展中應(yīng)牢記新的可持續(xù)發(fā)展的理念,以科學(xué)的發(fā)展觀來(lái)統(tǒng)領(lǐng)新時(shí)期水利水電事業(yè),實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。長(zhǎng)期以來(lái),水利工作著眼於江河流域的治理開(kāi)發(fā)?,F(xiàn)在我們要轉(zhuǎn)換立場(chǎng)。作為流域機(jī)構(gòu),要站在河流的立場(chǎng)上,做河流的代言人;要著眼於人類(lèi)發(fā)展的未來(lái),保護(hù)生態(tài),保護(hù)河流的生命,以水資源的可持續(xù)利用支持經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展;要把保護(hù)生態(tài)、保護(hù)河流的生命作為工作的制高點(diǎn),而不能把開(kāi)發(fā)資源作為流域機(jī)構(gòu)工作的制高點(diǎn)。水利工作要立足於生態(tài)建設(shè),工作的出發(fā)點(diǎn)、落腳點(diǎn)和立場(chǎng)要轉(zhuǎn)變過(guò)來(lái)。4.2要正確處理水電建設(shè)與生態(tài)的關(guān)係國(guó)際上對(duì)大壩建設(shè)看法不同,是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展不同階段的客觀反映。一般而言,國(guó)際上對(duì)大壩問(wèn)題的看法主要有兩種觀點(diǎn):發(fā)達(dá)國(guó)家不同意修大壩,認(rèn)為大壩建設(shè)將對(duì)生態(tài)造成影響;發(fā)展中國(guó)家主張修大壩,認(rèn)為不修大壩經(jīng)濟(jì)無(wú)法發(fā)展。我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家,我們贊成建壩,並在贊成修大壩的同時(shí)提出要十分注意生態(tài)問(wèn)題。國(guó)際上的兩種觀點(diǎn)針?shù)h相對(duì),是有其原因的。當(dāng)前,大多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家的水電開(kāi)發(fā)率極高,有的國(guó)家甚至高達(dá)90%以上,水電資源開(kāi)發(fā)已接近飽和,而發(fā)展中國(guó)家的水電資源開(kāi)發(fā)水準(zhǔn)極低,一般在10%左右,按最近水能資源普查結(jié)果看,中國(guó)水能資源開(kāi)發(fā)也只達(dá)到百分之十幾。另外,發(fā)達(dá)國(guó)家的人均能源消耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)高於發(fā)展中國(guó)家,以美國(guó)為例,其人均用電量是中國(guó)的十幾倍,水庫(kù)攔蓄水資源量的比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)高於我國(guó)。因此,發(fā)展中國(guó)家要進(jìn)一步發(fā)展,要解決電力能源問(wèn)題,不修大壩是不現(xiàn)實(shí)、也是不可能的。我國(guó)提出2020年要實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值比2000年翻兩番的目標(biāo),據(jù)測(cè)算,屆時(shí)國(guó)家需電力裝機(jī)9.3億kW,其中水電裝機(jī)要在當(dāng)前基礎(chǔ)上增加1.7億kW,達(dá)到2.5億kW。這意味著今後平均每年要新增水電裝機(jī)1000多萬(wàn)kW,才能滿足翻兩番的能源需求。大壩還承擔(dān)著防洪和水資源配置的任務(wù)。在這種情況下,我們必須在高度重視生態(tài)問(wèn)題的同時(shí)積極進(jìn)行大壩建設(shè)。4.3一定要認(rèn)真做好生態(tài)環(huán)境評(píng)估在不同的河流、不同的河段、不同的壩址上建壩,帶來(lái)的生態(tài)問(wèn)題是不同的,一定要認(rèn)真做好生態(tài)環(huán)境評(píng)估報(bào)告,具體問(wèn)題具體分析,不要一概否定建壩。到2020年我國(guó)水電裝機(jī)需要增加到2.5億kW。那時(shí)我國(guó)水電能源的開(kāi)發(fā)率基本達(dá)到50%??傮w開(kāi)發(fā)達(dá)到50%以後,速度會(huì)慢慢下降。按世界上發(fā)達(dá)國(guó)家情況看,水電開(kāi)發(fā)最終可能達(dá)到60%~70%的水準(zhǔn)。在今後的20~50年的一段時(shí)期內(nèi),我國(guó)水電開(kāi)發(fā)將迎來(lái)一個(gè)高峰。我們對(duì)水電發(fā)展的宏觀形勢(shì)要有一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)。但在對(duì)每一條河、每一座大壩進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí),都要十分慎重地對(duì)待生態(tài)問(wèn)題,認(rèn)真做好生態(tài)環(huán)境評(píng)估報(bào)告。只有充分重視每一座大壩的生態(tài)問(wèn)題,才能實(shí)現(xiàn)水電大發(fā)展的宏偉目標(biāo)。4.4拆除大壩要慎重修大壩要慎重,拆大壩同樣要十分慎重。拆掉大壩也有可能破壞既成的、現(xiàn)實(shí)的生態(tài)系統(tǒng),帶來(lái)新的生態(tài)問(wèn)題。因此,建大壩要慎重,拆大壩同樣要慎重;建大壩有一整套嚴(yán)格的批準(zhǔn)程式,拆大壩也同樣需要有一整套嚴(yán)格的批準(zhǔn)程式。當(dāng)前應(yīng)逐步建立大壩報(bào)廢退出機(jī)制,完善配套法規(guī),嚴(yán)格程式管理。4.5對(duì)生態(tài)問(wèn)題要更注重在以往的工作中,我們水利水電工作者考慮較多的是如何建大壩和水電站,對(duì)生態(tài)問(wèn)題考慮得不夠?,F(xiàn)在歷史賦予我們的責(zé)任是既要挑起大壩建設(shè)的擔(dān)子,同樣也要挑起生態(tài)保護(hù)的擔(dān)子。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到,任何水利水電工程,從本質(zhì)上說(shuō)都是生態(tài)工程。如果在水利水電建設(shè)中對(duì)生態(tài)問(wèn)題不能正確地對(duì)待、科學(xué)地處理,很可能會(huì)影響到整個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。5.水電建設(shè)中的生態(tài)保護(hù)二十多年來(lái),中國(guó)水電建設(shè)在環(huán)境影響評(píng)價(jià)、施工期環(huán)境保護(hù)和移民安置的環(huán)境保護(hù)工作等方面取得了一定成效和經(jīng)驗(yàn),但還有很多問(wèn)題亟待解決。水電開(kāi)發(fā)建設(shè)必須按可持續(xù)發(fā)展模式進(jìn)行,樹(shù)立和落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,以人為本,統(tǒng)籌人與自然和諧發(fā)展。水電開(kāi)發(fā)中主要的生態(tài)保護(hù)措施有以下幾個(gè)方面:5.1加強(qiáng)水電環(huán)保政策研究,建立健全水電環(huán)境保護(hù)政策和法規(guī)為了做好水利水電建設(shè)的環(huán)境保護(hù)工作,保護(hù)和改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境,水壩等水電水利開(kāi)發(fā)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)必須堅(jiān)持科學(xué)規(guī)劃、統(tǒng)籌兼顧、驅(qū)利避害、合理開(kāi)發(fā)、預(yù)防為主、保護(hù)優(yōu)先、防治結(jié)合、增殖補(bǔ)償、以人為本的原則。要堅(jiān)持在保護(hù)中開(kāi)發(fā),在開(kāi)發(fā)中保護(hù)。完善落實(shí)誰(shuí)開(kāi)發(fā)誰(shuí)保護(hù),誰(shuí)破壞誰(shuí)恢復(fù),誰(shuí)使用誰(shuí)付費(fèi)等制度,充分運(yùn)用法律、經(jīng)濟(jì)、行政和技術(shù)手段做好水電建設(shè)的環(huán)境保護(hù)工作。根據(jù)《全國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)綱要》的精神和要求,分類(lèi)規(guī)劃和指導(dǎo),做好水電的環(huán)保工作。將有重要保護(hù)價(jià)值、水力資源不豐富的不適宜開(kāi)發(fā)的區(qū)域或流域納入重要生態(tài)功能區(qū)予以保護(hù),對(duì)水力資源重點(diǎn)開(kāi)發(fā)地區(qū)實(shí)施強(qiáng)制性保護(hù),落實(shí)環(huán)境保護(hù)措施。加強(qiáng)水電和水電環(huán)保技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策研究,改革水電價(jià)格和稅收制度,減輕水電負(fù)擔(dān),逐步提高環(huán)境保護(hù)投入的水準(zhǔn),應(yīng)將環(huán)境投資費(fèi)用納入建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本,建立重點(diǎn)流域開(kāi)發(fā)保護(hù)協(xié)調(diào)機(jī)制和流域水電環(huán)境保護(hù)基金,促進(jìn)水電環(huán)境保護(hù)效果。5.2加強(qiáng)規(guī)劃階段水電建設(shè)專(zhuān)案的環(huán)境管理水電建設(shè)規(guī)劃不僅要關(guān)注資源開(kāi)發(fā)佈局、規(guī)模、結(jié)構(gòu)、方式及開(kāi)發(fā)時(shí)序等技術(shù)經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)條件,還要考慮流域和區(qū)域的生態(tài)保護(hù)與生態(tài)建設(shè)需求,要給生態(tài)環(huán)境留出必要的河段和水量,河流水電動(dòng)能經(jīng)濟(jì)規(guī)劃要向“綠色”規(guī)劃方向發(fā)展。梯級(jí)電站建設(shè)應(yīng)做好珍稀動(dòng)植物保護(hù),儘量避開(kāi)水生生物洄遊、產(chǎn)卵場(chǎng)所及珍稀動(dòng)植物分佈密集區(qū)域和人口稠密地區(qū),嚴(yán)格控制阻斷洄遊通道的專(zhuān)案。新的河流水電開(kāi)發(fā)規(guī)劃或原有規(guī)劃修編時(shí),應(yīng)按《環(huán)境影響評(píng)價(jià)法》要求開(kāi)展流域和區(qū)域規(guī)劃的環(huán)境影響評(píng)價(jià),協(xié)調(diào)水電水利開(kāi)發(fā)與生態(tài)保護(hù)的矛盾,做到資源開(kāi)發(fā)與生態(tài)保護(hù)的協(xié)調(diào)持續(xù)發(fā)展。其他做過(guò)的規(guī)劃,目前還未修編的,應(yīng)創(chuàng)造條件,提前開(kāi)展流域環(huán)境影響研究工作,嚴(yán)格執(zhí)行專(zhuān)案環(huán)境影響評(píng)價(jià)與“三同時(shí)”制度。有嚴(yán)重環(huán)境問(wèn)題,而又無(wú)有效對(duì)策措施的專(zhuān)案不得建設(shè)或緩建;對(duì)具有長(zhǎng)期累積性、潛在性環(huán)境影響的水壩建設(shè)專(zhuān)案,應(yīng)在專(zhuān)案建成營(yíng)運(yùn)後進(jìn)行環(huán)境影響的後評(píng)價(jià)工作。5.3合理開(kāi)發(fā)利用水資源水電建設(shè)和運(yùn)行要充分考慮上下游、左右岸的用水需求。要高度重視流域和水資源平衡,堅(jiān)持“以水定需”和“確保生態(tài)環(huán)境用水”的原則,保護(hù)流域水體水質(zhì),防止土地鹽漬化。水電建設(shè)必須配套建設(shè)生態(tài)環(huán)境用水泄水建築物,根據(jù)下游水生生物、水環(huán)境容量、景觀保護(hù)以及取水、航運(yùn)等需求確定下泄基流,據(jù)此制定調(diào)度運(yùn)行方案。5.4做好水電建設(shè)中涉及的生物多樣性保護(hù)工作對(duì)於受影響的珍稀瀕危動(dòng)植物,要根據(jù)其生存的自然環(huán)境狀況和分佈情況,採(cǎi)取遷地保護(hù)措施。對(duì)一些具有洄遊特性的珍稀瀕危和特有水生動(dòng)物,在工程建設(shè)中應(yīng)按法律規(guī)定採(cǎi)取建設(shè)洄遊通道、增殖放流、異地建立保護(hù)區(qū)或保護(hù)河段、模擬創(chuàng)造人工生境等措施對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。在確保上述措施有效性的基礎(chǔ)上,專(zhuān)案方可建設(shè)。禁止在自然保護(hù)區(qū)核心區(qū)、緩衝區(qū)內(nèi)建設(shè)水電水利工程,對(duì)自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)及森林公園等產(chǎn)生影響的工程,應(yīng)採(cǎi)取必要的生態(tài)恢復(fù)治理與補(bǔ)償措施。5.5加強(qiáng)移民安置中的環(huán)境保護(hù)工作移民安置要改變觀念、完善政策、提高標(biāo)準(zhǔn)、創(chuàng)新機(jī)制、引入科技、落實(shí)管理。要積極解決移民安置遺留問(wèn)題。應(yīng)將移民安置工作納入環(huán)境管理中,落實(shí)移民安置規(guī)劃、移民安置專(zhuān)項(xiàng)專(zhuān)案的環(huán)境影響評(píng)價(jià)及環(huán)境保護(hù)驗(yàn)收的環(huán)境管理制度。要加強(qiáng)移民安置中遷建、複建工程的生態(tài)保護(hù)與污染防治工作。改變傳統(tǒng)的“移民觀”,做到土地資源、人口和生態(tài)環(huán)境三者平衡,變簡(jiǎn)單後靠移民為在更大區(qū)域範(fàn)圍安置移民,解決移民安置陡坡開(kāi)墾、毀林開(kāi)荒問(wèn)題,使需開(kāi)墾的土地符合生態(tài)保護(hù)要求,從而使移民擺脫長(zhǎng)期貧困、移而不穩(wěn)的狀況,真正做到“移得出、穩(wěn)得住、逐步能致富”??紤]到庫(kù)區(qū)水質(zhì)保護(hù)的要求,城鎮(zhèn)遷建、企業(yè)遷建不僅應(yīng)達(dá)到“原規(guī)模、原標(biāo)準(zhǔn)、原功能”的要求,還應(yīng)按現(xiàn)行的國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和環(huán)保政策落實(shí)企業(yè)遷建工作。要建設(shè)城市生活污水處理和垃圾處理設(shè)施及與之配套的設(shè)施,其投資應(yīng)計(jì)入遷建補(bǔ)償投資中。工礦企業(yè)遷建還應(yīng)符合國(guó)家環(huán)境保護(hù)政策,落實(shí)污染防治措施。水庫(kù)水面與消落區(qū)的開(kāi)發(fā)利用在滿足工程安全的前提下,還須滿足水土流失控制、野生動(dòng)植物保護(hù)、水質(zhì)保護(hù)等環(huán)境保護(hù)方面的要求。充分考慮移民安置的社會(huì)影響,高度重視少數(shù)民族地區(qū)的風(fēng)俗習(xí)慣,保護(hù)好歷史文物古跡。5.6加強(qiáng)施工準(zhǔn)備、籌建和施工過(guò)程中的環(huán)境保護(hù)要將施工前期各階段對(duì)生態(tài)環(huán)境可能產(chǎn)生的影響納入施工管理組成部分,提前編報(bào)前期準(zhǔn)備籌建工程的環(huán)境響報(bào)告書(shū),並將此內(nèi)容納入整個(gè)環(huán)境影響報(bào)告書(shū)中。建設(shè)單位要將環(huán)境保護(hù)措施納入工程招投標(biāo)中,在施工中將環(huán)境保護(hù)內(nèi)容納入工程監(jiān)理中。工程設(shè)計(jì)和施工中,必須落實(shí)環(huán)境影響報(bào)告書(shū)中確定的水生生物保護(hù)措施、減緩低溫水設(shè)施、生態(tài)環(huán)境用水泄水建築物等解決運(yùn)行期環(huán)境問(wèn)題的環(huán)保措施。5.7積極開(kāi)展水壩建設(shè)的公眾參與工作水壩建設(shè)單位在建設(shè)前要徵求受影響人群、單位和專(zhuān)家意見(jiàn)。有關(guān)審批部門(mén)需組織聽(tīng)證活動(dòng),廣泛聽(tīng)取公眾的意見(jiàn),據(jù)此進(jìn)行決策。提高對(duì)水電環(huán)境影響規(guī)律的認(rèn)識(shí),探索解決水電環(huán)境問(wèn)題的技術(shù)和工藝加強(qiáng)運(yùn)行環(huán)境管理制度研究,逐步建立健全水電站運(yùn)行期水環(huán)境保護(hù)、水生生物保護(hù)和庫(kù)區(qū)移民環(huán)境保護(hù)工作監(jiān)督機(jī)制。加強(qiáng)國(guó)際交流,引進(jìn)國(guó)外流域管理經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)保護(hù)技術(shù),正確看待國(guó)內(nèi)外水電發(fā)展之間的差異和關(guān)係。5.8小水電建設(shè)中的生態(tài)保護(hù)措施增強(qiáng)生態(tài)和環(huán)境保護(hù)意識(shí),把好審批關(guān)。對(duì)引水式徑流電站,應(yīng)計(jì)算出維持河道生態(tài)環(huán)境所需的水量,並採(cǎi)取在攔水堰壩上預(yù)留泄水口的措施,在平水期和枯水期也下泄部分流量,保證維持生態(tài)環(huán)境需水。採(cǎi)取工程措施,減少林地佔(zhàn)用。建造引水式徑流電站,水工設(shè)施佔(zhàn)用林地最多,儘量用引水隧洞取代引水明渠。工程爆破施工中,採(cǎi)用多點(diǎn)、小藥量爆破,減少散亂飛石對(duì)山林的破壞。在水庫(kù)電站機(jī)組選型設(shè)計(jì)時(shí),要根據(jù)生態(tài)環(huán)境和下游居民生產(chǎn)生活需水量,確定適合於低水位高效率運(yùn)行的機(jī)組,以維持下游河道生態(tài)環(huán)境需水量。5.9生態(tài)友好的水電工程設(shè)計(jì)生態(tài)設(shè)計(jì)要求在工程建設(shè)開(kāi)發(fā)的所有階段均考慮到生態(tài)環(huán)境的因素,從工程專(zhuān)案的整個(gè)生命週期上減少對(duì)環(huán)境的影響,最終引導(dǎo)產(chǎn)生一個(gè)具有可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的工程專(zhuān)案。壩址選擇時(shí)主要考慮的生態(tài)環(huán)境考慮因素有:對(duì)特有動(dòng)植物棲息地的淹沒(méi)、稀有陸生動(dòng)物的保護(hù)、特定文化遺產(chǎn)的保護(hù)等。大壩修建所造成的水庫(kù)淹沒(méi)是不可避免的,有的情況下,通過(guò)採(cǎi)取另辟生態(tài)保護(hù)地的方法,可以對(duì)水庫(kù)淹沒(méi)所造成的生態(tài)環(huán)境損失進(jìn)行補(bǔ)償。但是,通過(guò)壩址位置和蓄水水位的調(diào)整,往往是一種最根本的解決方案,儘管有時(shí)會(huì)因此而失去一部分經(jīng)濟(jì)上的利益。下麵以土石壩為例說(shuō)明。儘量採(cǎi)用河灘地的砂卵礫石材料築壩、利用洞室開(kāi)挖和溢洪道開(kāi)挖料、在滿足強(qiáng)度要求和防滲標(biāo)準(zhǔn)的情況下,採(cǎi)用其他材料替代粘土心牆材料等。為降低潰壩的風(fēng)險(xiǎn),壩址和壩型的選擇還要從庫(kù)岸穩(wěn)定的角度進(jìn)行深入的論證,以使壩址的位置遠(yuǎn)離上游庫(kù)岸的滑坡體。岸邊式廠房佈置,施工開(kāi)挖常可能形成高邊坡,由此可能造成大面積的植被破壞,因此,如果地形、地質(zhì)條件允許,發(fā)電廠房可以建成壩後式廠房或地下廠房。進(jìn)場(chǎng)交通和施工營(yíng)地的佈置也會(huì)對(duì)壩址區(qū)的生態(tài)環(huán)境造成一定的影響。在施工道路的選線中應(yīng)注意避讓動(dòng)植物的生態(tài)走廊,將道路施工中對(duì)動(dòng)植物資源的影響減低到最小,必要時(shí),也可以採(cǎi)用隧洞連接的方式以避免大面積削坡所造成的植被破壞。施工中需注意設(shè)置適當(dāng)?shù)呐潘ǖ溃WC原有自然環(huán)境下的水網(wǎng)系統(tǒng)不被破壞,降低水土流失的危害。在泄水建築的佈置中,下泄水流沖刷和霧化雨對(duì)岸坡的影響,是誘發(fā)岸坡地質(zhì)災(zāi)害的重要原因之一,而對(duì)於土石壩而言,洩洪建築物佈置的是否合適,也是關(guān)係到大壩安全與否的關(guān)鍵問(wèn)題之一。松花江霧松石漫灘水庫(kù)洩洪霧化碧流河水庫(kù)洩洪有些工程的心牆料甚至直接取自農(nóng)田,從而造成了大量的可耕地的毀壞,並由此引起原住民生存狀態(tài)的變化,產(chǎn)生相關(guān)的社會(huì)問(wèn)題。土壩壩殼堆石料的開(kāi)採(cǎi),有可能需要大規(guī)模的開(kāi)山取石,從而造成對(duì)植被和動(dòng)物棲息地的破壞,並進(jìn)而產(chǎn)生生物多樣性減少的生態(tài)問(wèn)題。因此,在土石壩的斷面設(shè)計(jì)中,在材料的選取上,應(yīng)盡可能考慮使用哪些對(duì)生態(tài)環(huán)境影響較小的填築材料。同時(shí),通過(guò)對(duì)土石材料工程性質(zhì)的進(jìn)一步深入研究,盡可能的拓寬築壩材料的使用範(fàn)圍。為了減輕土石料場(chǎng)開(kāi)挖對(duì)環(huán)境的影響,在料場(chǎng)的規(guī)劃中,應(yīng)盡可能選擇位於上游水庫(kù)淹沒(méi)區(qū)內(nèi)的位置。如果由於地形、地質(zhì)條件所限,無(wú)法按此要求佈置料場(chǎng),則在料場(chǎng)規(guī)劃時(shí),應(yīng)考慮相應(yīng)的生態(tài)環(huán)境恢復(fù)措施。對(duì)於土石料場(chǎng)開(kāi)挖所形成的低窪區(qū),也可以考慮通過(guò)規(guī)劃相應(yīng)的工程措施使之形成適於具有生態(tài)涵養(yǎng)功能的人工濕地。另外,對(duì)於料場(chǎng)與壩址之間的運(yùn)輸公路,也要考慮儘量減少對(duì)環(huán)境的影響。5.10生態(tài)友好的水電工程施工在施工組織設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程中應(yīng)按照精細(xì)化施工的要求,結(jié)合IT技術(shù)和GPS技術(shù)的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)工程開(kāi)挖規(guī)模和施工填築的準(zhǔn)確控制,避免亂采濫挖。對(duì)於工程建設(shè)承包商,應(yīng)從施工營(yíng)地的佈置、施工輔助設(shè)施的設(shè)立、廢棄物安置、污水處理、施工人員管理等各方面進(jìn)行生態(tài)施工方面的評(píng)價(jià)與監(jiān)督。在工程材料的應(yīng)用上,應(yīng)考慮到材料運(yùn)用與自然環(huán)境的協(xié)調(diào),優(yōu)先採(cǎi)用綠色環(huán)保、生態(tài)友好的材料。在修建護(hù)坡、擋土建築時(shí),要留有適當(dāng)?shù)呐潘ǖ?,最好是利用具孔隙結(jié)構(gòu)、利於植物自然生長(zhǎng)或栽植、符合當(dāng)?shù)厮騼蓷锷姝h(huán)境的材料。從保護(hù)生物多樣性的角度看,在道路的施工中,還應(yīng)注意不要阻絕生物物種的自然通道,保護(hù)壩址區(qū)原有的水網(wǎng)體系。例如,可以通過(guò)設(shè)立路橋或排水涵管的方式建立這樣的通道。5.11工程建設(shè)後的生態(tài)恢復(fù)作為補(bǔ)償措施,工程建設(shè)後的生態(tài)恢復(fù)工作也是建設(shè)生態(tài)友好的水電工程專(zhuān)案所必須考慮的問(wèn)題。對(duì)此,首先要對(duì)工程建設(shè)中所造成的生態(tài)環(huán)境損失進(jìn)行明確的分類(lèi),在設(shè)計(jì)和施工階段就要考慮好生態(tài)恢復(fù)和治理的措施,在工程建設(shè)結(jié)束後,採(cǎi)取有針對(duì)性的措施進(jìn)行恢復(fù)和補(bǔ)償。生態(tài)恢復(fù)的主要內(nèi)容有:森林植被的恢復(fù)、自然景觀的恢復(fù)、魚(yú)類(lèi)人工繁殖場(chǎng)的建設(shè)、補(bǔ)償性珍稀動(dòng)物保護(hù)地的建設(shè)、污水處理措施的建設(shè)、料場(chǎng)挖坑的生態(tài)恢復(fù)或以此進(jìn)行人工濕地的再造等。當(dāng)然,這裏所指的生態(tài)恢復(fù),不應(yīng)僅僅被理解為恢復(fù)和補(bǔ)償措施,通過(guò)採(cǎi)取適當(dāng)?shù)拇胧?,還有可能會(huì)創(chuàng)造出更加美好的生態(tài)環(huán)境,例如:利用施工棄渣造地或?qū)㈤_(kāi)挖後的料場(chǎng)平整成具有開(kāi)發(fā)價(jià)值的土地、將料場(chǎng)表層耕植土留存,待施工結(jié)束後鋪設(shè)到地面進(jìn)行複耕、對(duì)施工區(qū)採(cǎi)取必要的水土保持措施、利用水庫(kù)水面開(kāi)發(fā)新的景觀和景點(diǎn)等。HodgesVillageDam山美水庫(kù)全景
水電站廠房水電站廠房
水電站廠房是將水能轉(zhuǎn)為電能的綜合工程設(shè)施,包括廠房建築、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器、開(kāi)關(guān)站等,也是運(yùn)行人員進(jìn)行生產(chǎn)和活動(dòng)的場(chǎng)所。
第一節(jié)水電站廠房任務(wù)、組成和類(lèi)型一、水電站廠房的任務(wù)將水電站的主要機(jī)電設(shè)備集中佈置在一起,使其具有良好的運(yùn)行、管理、安裝、檢修等條件。佈置各種輔助設(shè)備,保證機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,保證發(fā)電品質(zhì)。佈置必要的值班場(chǎng)所,為運(yùn)行人員提供良好的工作環(huán)境。二、水電站廠房的組成從設(shè)備佈置和運(yùn)行要求的空間劃分主廠房。安裝水輪發(fā)電機(jī)組和各種輔助設(shè)備,是水電站廠房的主要組成部分。副廠房。安置各種運(yùn)行控制和檢修管理設(shè)備的房間及運(yùn)行管理人員工作和生活用房。主變壓器場(chǎng)。水電站發(fā)出的電能經(jīng)主變壓器升壓後,再經(jīng)輸電線路送給用戶。開(kāi)關(guān)站。一般佈置在戶外,裝設(shè)高壓開(kāi)關(guān)、高壓母線和保護(hù)設(shè)施,高壓輸電線由此將電能輸送給電力用戶。
主廠房、副廠房、主變壓器場(chǎng)和高壓開(kāi)關(guān)站及廠區(qū)交通等,一般稱(chēng)為廠區(qū)樞紐。廠區(qū)樞紐從設(shè)備組成的系統(tǒng)劃分水流系統(tǒng)。水輪機(jī)及其進(jìn)出水設(shè)備,包括壓力管道、水輪機(jī)前的進(jìn)水閥、蝸殼、水輪機(jī)、尾水管及尾水閘門(mén)等。電流系統(tǒng)。即電氣一次回路系統(tǒng),包括發(fā)電機(jī)及其引出線、母線、發(fā)電機(jī)電壓配電設(shè)備、主變壓器和高壓開(kāi)關(guān)站等。電氣控制設(shè)備系統(tǒng)。即電氣二次回路系統(tǒng),包括機(jī)旁盤(pán)、厲磁設(shè)備系統(tǒng)、中央控制室、各種控制及操作設(shè)備如各種互感器、表計(jì)、繼電器、控制電纜、自動(dòng)及遠(yuǎn)動(dòng)裝置、通迅及調(diào)度設(shè)備等直流系統(tǒng)。機(jī)械控制設(shè)備系統(tǒng)。包括水輪機(jī)的調(diào)速設(shè)備,如接力器及操作櫃,事故閥門(mén)的控制設(shè)備,其他各種閘門(mén)、減壓閥、攔汙柵等操作控制設(shè)備。輔助設(shè)備系統(tǒng)。包括為了安裝、檢修、維護(hù)、運(yùn)行所必須的各種電氣及機(jī)械輔助設(shè)備,如廠用電系統(tǒng)(廠用變壓器、廠用配電裝置、直流電系統(tǒng)),油系統(tǒng)、氣系統(tǒng)、水系統(tǒng),起重設(shè)備,各種電氣和機(jī)械修理室、試驗(yàn)室、工具間、通風(fēng)採(cǎi)暖設(shè)備等。水電站廠房組成圖3.從水電站廠房的結(jié)構(gòu)組成劃分水平面上可分為主機(jī)室和安裝間。主機(jī)室安裝水輪發(fā)電機(jī)組及輔助設(shè)備,安裝間是水電站機(jī)電設(shè)備卸貨、拆箱、組裝、檢修時(shí)使用的場(chǎng)地。垂直面上,以發(fā)電機(jī)層樓板面為界,分為上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)。上部結(jié)構(gòu)。與工業(yè)廠房相似,基本上是板、梁、柱結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。下部結(jié)構(gòu)。為大體積混凝土整體結(jié)構(gòu),主要佈置過(guò)流系統(tǒng),是廠房的基礎(chǔ)。上部結(jié)構(gòu)下部結(jié)構(gòu)下部塊體結(jié)構(gòu)
三、水電站廠房的基本類(lèi)型
(一)
根據(jù)廠房與擋水建築物的相對(duì)位置及其結(jié)構(gòu)特徵,可分為三種基本類(lèi)型
1.壩後式廠房
特徵:廠房位於攔河壩的下游,緊接壩後,在結(jié)構(gòu)上與大壩用永久縫分開(kāi),發(fā)電用水由壩內(nèi)高壓管道引入廠房。
壩後式廠房還可以變化為:挑越式廠房、溢流式廠房、壩內(nèi)式廠房。壩後廠房壩後式廠房示意圖CenterHillLakeandDam挑越式廠房烏江渡水電站壩內(nèi)式廠房鳳灘水電站廠房移入溢流壩體空腹內(nèi)。溢流式廠房將廠房頂作為溢洪道,成為壩後溢流式廠房。新安江水電站2.河床廠房廠房位於河床中,成為擋水建築物的一部分葛洲壩水利樞紐
位於湖北省宜昌市,在三峽出口南津關(guān)下游2.3km處?;炷林亓?,最大壩高53.8m,水電站裝機(jī)容量2715
MW,保證出力76.8萬(wàn)kW,多年平均發(fā)電量157億kW·h。3.引水式廠房特徵:發(fā)電用水來(lái)自較長(zhǎng)的引水道,廠房遠(yuǎn)離擋水建築物,一般位於河岸。如若將廠房建在地下山體內(nèi),則稱(chēng)為地下廠房。清江雪照河水電站
(二)按機(jī)組主軸的裝置方式分
立式機(jī)組廠房和臥式機(jī)組廠房。立式機(jī)組廠房臥式機(jī)組廠房
(三)按廠房上部結(jié)構(gòu)分:
露天式、半露天式、封閉式廠房。(四)按水電站資源
的性質(zhì)分:
河川電站(常規(guī)水
電站)廠房、潮汐
電站廠房、抽水
蓄能電站廠房。第二節(jié)水電站廠房設(shè)計(jì)所需資料和設(shè)計(jì)程式一、廠房設(shè)計(jì)所需資料河流開(kāi)發(fā)方案及建築物等級(jí)規(guī)劃報(bào)告的批文。根據(jù)工程規(guī)模、建壩高低、電站裝機(jī)容量等,確定電站建築物等級(jí)和相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。此外還應(yīng)瞭解對(duì)廠房的特殊要求。地形資料庫(kù)區(qū)及取水樞紐1/2000~1/1000的地形圖。壩址軸線處1/200的地形圖。廠區(qū)樞紐處1/500的地形圖。廠房所在處1/200的地形圖。若為引水式電站,還應(yīng)有1/2000~1/1000引水線路帶狀地形圖。工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料廠區(qū)地質(zhì)分析報(bào)告及圖紙。廠區(qū)的地基覆蓋層厚度、下覆基巖深度、土壤及巖石物理力學(xué)指標(biāo)等。地下水活動(dòng)情況。水文及水能資料站址的多年徑流資料。水庫(kù)的調(diào)洪方式,包括水庫(kù)及大壩的各種水文及下泄流量,壩址及廠址處的水位~流量關(guān)係由線,尾水相應(yīng)的校核、設(shè)計(jì)及最小的各特徵水位值。廠區(qū)所在河流的泥沙資料、河流冰淩資料以及山洪泥石流等資料。電站的裝機(jī)容量、機(jī)組臺(tái)數(shù)、電站的最大最小和加權(quán)平均水頭。電站的運(yùn)行方式、輸電方向、電壓等級(jí)、輸電距離等。施工組織資料瞭解施工單位的施工技術(shù)水準(zhǔn),包括施工方法及設(shè)備,施工材料的運(yùn)輸條件,施工工期、施工單價(jià)等資料。機(jī)組與輔助設(shè)備資料主機(jī)組及總裝圖(立面和平面)及臺(tái)數(shù)。發(fā)電機(jī)的尺寸和重量,冷卻方式及通風(fēng)道尺寸。水輪機(jī)型號(hào)、直徑和重量,蝸殼和尾水管的型式和尺寸。變壓器的臺(tái)數(shù)、重量和尺寸。機(jī)旁盤(pán)、各種配電板、發(fā)電機(jī)引出線接地等裝置圖;油開(kāi)關(guān)等的地腳螺栓基礎(chǔ)圖;調(diào)速器;高低壓空氣壓縮機(jī)、水泵等尺寸及基礎(chǔ)圖;吊車(chē)的規(guī)格及技術(shù)資料。二、水電站廠房設(shè)計(jì)程式
我國(guó)大中型水電站的設(shè)計(jì)一般分四個(gè)階段:預(yù)可行性研究、可行性研究、招標(biāo)設(shè)計(jì)、施工詳圖。
預(yù)可行性研究:研究基礎(chǔ):河流規(guī)劃和地區(qū)電力負(fù)荷發(fā)展預(yù)測(cè)研究?jī)?nèi)容:對(duì)擬建電站的建設(shè)條件進(jìn)行研究,近期興建的必要性、技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)合理性。研究要求:對(duì)廠房不進(jìn)行具體設(shè)計(jì),只選定電站的規(guī)模,初選樞紐佈置和廠房型式,繪出廠房在樞紐中的位置??尚行匝芯浚貉芯炕A(chǔ):預(yù)可行性研究成果研究?jī)?nèi)容:通過(guò)方案比較選定樞紐的總體佈置及其參數(shù),決定建築物的型式和控制尺寸,選擇施工方案、進(jìn)度和總佈置,並編制工程投資預(yù)算,闡明工程效益。根據(jù)選定機(jī)組機(jī)型、電氣主接線圖及主要機(jī)電設(shè)備,初步?jīng)Q定廠房的型式、佈置及輪廓尺寸,繪出廠區(qū)及廠房佈置圖,進(jìn)行廠房穩(wěn)定計(jì)算及必要的結(jié)構(gòu)分析,提出廠房工程地質(zhì)處理措施。招標(biāo)設(shè)計(jì):研究基礎(chǔ):可行性研究成果。研究?jī)?nèi)容:對(duì)可行性研究中的遺留問(wèn)題進(jìn)行必要的修改和補(bǔ)充,落實(shí)選定方案工程建設(shè)的技術(shù)、施工措施等。提出較詳細(xì)的工程圖紙和分項(xiàng)工程的工程量,提出施工、製造與安裝的工藝技術(shù)要求以及永久設(shè)備購(gòu)置清單。編制招標(biāo)檔。施工詳圖:研究基礎(chǔ):招標(biāo)設(shè)計(jì)成果研究?jī)?nèi)容:陸續(xù)對(duì)各項(xiàng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)部設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)計(jì)算,並擬定具體的施工方法,繪出施工詳圖。研究要求:進(jìn)行廠房每個(gè)構(gòu)件的細(xì)部設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)計(jì)算,最終確定廠房各部分尺寸。對(duì)於招標(biāo)設(shè)計(jì)中的基本決定,一般不會(huì)有重大改變。第三節(jié)水輪發(fā)電機(jī)一、發(fā)電機(jī)類(lèi)型及傳力方式1、懸掛式發(fā)電機(jī)推力軸承位於轉(zhuǎn)子上方,支承在上機(jī)架上。
發(fā)電機(jī)的傳力方式為:
轉(zhuǎn)動(dòng)部分重量(發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子、水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪)→推力頭→推力軸承→定子外殼→機(jī)座;
固定部分重量(推力軸承、上機(jī)架、發(fā)電機(jī)定子、勵(lì)磁機(jī)定子)→定子外殼→機(jī)座。懸式發(fā)電機(jī)2、傘式發(fā)電機(jī)
推力軸承位於轉(zhuǎn)子下方,設(shè)在下機(jī)架上發(fā)電機(jī)的傳力方式為:機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量→推力頭和推力軸承→下機(jī)架→機(jī)座。上機(jī)架只支撐上導(dǎo)軸承和勵(lì)磁機(jī)定子。類(lèi)型:
1.普通傘式:有上下導(dǎo)軸承
2.半傘式:有上導(dǎo)軸承,無(wú)下導(dǎo)軸承
3.全傘式:無(wú)上導(dǎo)軸承,有下導(dǎo)軸承(1)普通傘式有上下導(dǎo)軸承。傳力方式為:
機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量→推力頭和推力軸承→下機(jī)架→機(jī)座。
上機(jī)架只支撐上導(dǎo)軸承和勵(lì)磁機(jī)定子。(2)半傘式有上導(dǎo)軸承,無(wú)下導(dǎo)軸承。發(fā)電機(jī)通常將上機(jī)架埋入發(fā)電機(jī)層地板以下。(3)全傘式無(wú)上導(dǎo)軸承,有下導(dǎo)軸承。
機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量通過(guò)推力軸承的支撐結(jié)構(gòu)傳到水輪機(jī)頂蓋上,通過(guò)頂蓋傳給水輪機(jī)座環(huán)。二、發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)作用:向發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子供給形成磁場(chǎng)的直流電源。有直流電機(jī)勵(lì)磁和可控矽整流勵(lì)磁兩種。勵(lì)磁系統(tǒng):勵(lì)磁機(jī)、勵(lì)磁片勵(lì)磁機(jī)——直流發(fā)電機(jī)。勵(lì)磁方式:直接勵(lì)磁系統(tǒng),用勵(lì)磁機(jī)(與發(fā)電機(jī)同軸)產(chǎn)生磁;可控矽整流勵(lì)磁,可省去勵(lì)磁機(jī),並降低廠房高度。勵(lì)磁片——控制設(shè)備和自動(dòng)調(diào)整裝置的配電盤(pán)。作用是:控制和調(diào)整水輪發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。每臺(tái)發(fā)電機(jī)一般有3~5塊勵(lì)磁片。 三、發(fā)電機(jī)的支承結(jié)構(gòu)(機(jī)座或機(jī)墩)
1.機(jī)座作用:將發(fā)電機(jī)支承在預(yù)定位置上,並為機(jī)組的運(yùn)行、維護(hù)、安裝和檢修創(chuàng)造條件。
2.要求:
具有足夠的強(qiáng)度和剛度,具有良好的抗振性能。3.常見(jiàn)的機(jī)座形式(1)圓筒式機(jī)座:結(jié)構(gòu)形式為厚壁鋼筋混凝土圓筒,其壁厚在1m以上。優(yōu)點(diǎn):剛度較大,抗振、抗扭性能較好。缺點(diǎn):水輪機(jī)直徑較小時(shí),水輪機(jī)的安裝、維修、維護(hù)不方便(2)框架式機(jī)座:由環(huán)形梁和立柱組成。優(yōu)點(diǎn):混凝土需要量小,水輪機(jī)頂蓋處寬敞,設(shè)備的安裝、佈置、維修等比較方便。缺點(diǎn):是抗振、抗扭性能較差,結(jié)構(gòu)剛度小。一般用於中小型機(jī)組。(3)塊體機(jī)座:適用於大型機(jī)組,下部塊體結(jié)構(gòu)除了留有必要的通道意外,全部為混凝土。優(yōu)點(diǎn):混凝土的強(qiáng)度和剛度大。缺點(diǎn):混凝土方量大。(4)鋼機(jī)座:由鋼結(jié)構(gòu)組成。優(yōu)點(diǎn):發(fā)電機(jī)與水輪機(jī)直接配套,結(jié)構(gòu)緊湊,安裝方便,減少了複雜的鋼筋混凝土工程缺點(diǎn):消耗鋼材較多,我國(guó)尚未採(cǎi)用。(5)平行牆式:適用於大型機(jī)組,由平行的鋼筋混凝土牆和橫樑組成。特點(diǎn):水輪機(jī)頂蓋處寬敞,工作方便四、發(fā)電機(jī)的佈置型式
(1)定子外露式:發(fā)電機(jī)定子完全露出於發(fā)電機(jī)層地面以上。缺點(diǎn):發(fā)電機(jī)層地板顯得擁擠,同時(shí)水輪機(jī)層高度小,不便其間佈置夾層。採(cǎi)用較少。(2)上機(jī)架埋入式:發(fā)電機(jī)定子和上機(jī)架埋入發(fā)電機(jī)層樓板下機(jī)坑內(nèi)。發(fā)電機(jī)層較寬敞,水輪機(jī)層高度大,採(cǎi)用較多。適用於單機(jī)容量在100MW以上的大型機(jī)組。(3)定子埋入式:發(fā)電機(jī)定子埋入發(fā)電機(jī)層樓板下機(jī)坑內(nèi),上機(jī)架外露。便於懸式發(fā)電機(jī)組的推力軸承檢修。適用於單機(jī)容量在數(shù)十萬(wàn)MW的大型機(jī)組。第四節(jié)水電站廠房的輔助設(shè)備一、調(diào)速系統(tǒng)每臺(tái)機(jī)組裝設(shè)一套調(diào)速系統(tǒng)。調(diào)速設(shè)備組成:調(diào)速器櫃、作用筒(接力器)、油壓裝置。三部分之間用管路聯(lián)繫。調(diào)速器櫃。單機(jī)容量不同,機(jī)型不同,調(diào)速系統(tǒng)也不一樣,調(diào)速櫃的外形尺寸變化不大,一般為方形,尺寸為800mm×800mm×1900mm。它以機(jī)械的傳動(dòng)桿和油管與作用筒相聯(lián)。調(diào)速櫃多佈置在發(fā)電機(jī)的上游側(cè)。作用筒(接力器)。作用筒是個(gè)油壓活塞,大中型機(jī)組都採(cǎi)用兩個(gè),用來(lái)推轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)環(huán)。調(diào)節(jié)環(huán)帶動(dòng)導(dǎo)水葉來(lái)控制水輪機(jī)的引用流量,調(diào)節(jié)機(jī)組出力。油壓裝置。由壓力油罐、儲(chǔ)油槽和油泵組成。油罐內(nèi)油壓為2.5MPa,供推動(dòng)活塞用。
油壓靠壓縮空氣維持,所以油桶內(nèi)上部為壓縮空氣。
工作后的油回到儲(chǔ)油槽,罐內(nèi)油量不足時(shí),由油泵將油槽中的油打入罐內(nèi)。
油泵一般為兩臺(tái),一臺(tái)工作,一臺(tái)備用。二、油系統(tǒng)1.作用及分類(lèi)
透平油——供給機(jī)組軸承的潤(rùn)滑油和操作用的壓力油,作用:潤(rùn)滑、散熱及傳遞能量;
絕緣油——供給變壓器、油開(kāi)關(guān)等電氣設(shè)備的,作用:絕緣、散熱及滅弧。
注:兩種油的性質(zhì)不同,應(yīng)有兩套獨(dú)立的油系統(tǒng),不能相混。2.組成及佈置(1)油庫(kù)接受和貯存油地方,油庫(kù)設(shè)有油罐。透平油的用油設(shè)備均在廠內(nèi),故透平油庫(kù)一般佈置在廠內(nèi),只有在油量很大時(shí)才在廠外另設(shè)存貯新油的油庫(kù)。絕緣油用量大的主變壓器和開(kāi)關(guān)站都在廠外,所以絕緣油庫(kù)常佈置在廠外主變壓器和開(kāi)關(guān)站附近。注:油庫(kù)要特別注意防火,大於100噸時(shí)油庫(kù)應(yīng)設(shè)在廠外。(2)油處理室設(shè)有油泵和濾油機(jī),有時(shí)還有油再生裝置。一般設(shè)在油庫(kù)旁。透平油與絕緣油常合用油處理室。相鄰水電站可合用一套油處理設(shè)備。(3)中間排油槽當(dāng)油庫(kù)設(shè)於場(chǎng)外時(shí),在廠房下部結(jié)構(gòu)中佈置中間排油槽,以存放各種設(shè)備排出來(lái)的汙油。(4)補(bǔ)給油箱設(shè)在主廠房的吊車(chē)梁下。當(dāng)設(shè)備中的油有消耗時(shí),從補(bǔ)給油箱自流補(bǔ)給新油。(5)廢油槽。在每臺(tái)機(jī)組的最低點(diǎn)設(shè)廢油槽,收集漏出的廢油。(6)事故油槽當(dāng)變壓器、油開(kāi)關(guān)、油庫(kù)發(fā)生燃燒事故時(shí)迅速將油排走,以免事故擴(kuò)大。油可排入事故油槽中或直接排入下游河道。事故油槽應(yīng)佈置在便於充油設(shè)備排油的位置,並便於滅火。(7)油管油系統(tǒng)各部分的連接管路,常沿水輪機(jī)層的一側(cè)佈置幹管。水管和油管要避免佈置在電氣設(shè)備上方。三、供水系統(tǒng)1.供水系統(tǒng)分類(lèi)技術(shù)供水——冷卻及潤(rùn)滑。發(fā)電機(jī)的空氣冷卻器、機(jī)組導(dǎo)軸承和推力軸承的油冷卻器、水潤(rùn)滑導(dǎo)軸承、空氣壓縮機(jī)氣缸冷卻器、變壓器的冷卻設(shè)備等。耗水量最大的是發(fā)電機(jī)和變壓器冷卻用水,要求水質(zhì)清潔、不含對(duì)管道和設(shè)備有害的化學(xué)成分。生活供水——生活用水根據(jù)工作人員的多少?zèng)Q定。消防供水——消防用水要求水流能?chē)娚涞浇êB物的最高部位。消防用水可從上游壓力管道、下游尾水渠或生活用水的水塔取水,並且應(yīng)設(shè)置兩個(gè)水源。2.供水系統(tǒng)佈置水源:壓力管道、上游水庫(kù)、下游水泵、地下水源。組成:水源、供水設(shè)備、水處理設(shè)備、管網(wǎng)和測(cè)量控制元件。佈置:管路應(yīng)盡可能靠近機(jī)組,以縮短管線並減少水頭損失。供水泵房應(yīng)佈置在水輪機(jī)層或以下的洞室內(nèi)。為保證水質(zhì),用水管把水引向過(guò)濾設(shè)備,經(jīng)過(guò)濾後再分配用水。3.供水方式水泵供水。當(dāng)水電站的水頭太低(水壓力不夠)或太高(需要減壓設(shè)備)時(shí)。自流供水。適用於水頭在12~60m之間的水電站,但當(dāng)水頭大於40m時(shí)需要減壓設(shè)備。壩後式廠房從水庫(kù)引水,引水廠房從壓力水管引水。混合式供水。水電站水頭變化較大時(shí)採(cǎi)用,高水頭用自流方式,低水頭時(shí)用水泵。四、排水系統(tǒng)1、類(lèi)型滲漏排水系統(tǒng)排除廠房?jī)?nèi)的生活用水、技術(shù)用水、閥門(mén)或建築物及其他設(shè)備的滲漏水。發(fā)電機(jī)冷卻用水等均自流排往下游。不能自流排除的則集中到集水井,再用水泵排到下游。檢修排水系統(tǒng)機(jī)組檢修時(shí)排空蝸殼和尾水管。首先關(guān)閉蝴蝶閥或進(jìn)水閘門(mén),將蝸殼及尾水管中的水自流經(jīng)尾水管排往下游。剩餘部分利用檢修排水泵排走。2、排水系統(tǒng)的佈置水泵集中在水泵房?jī)?nèi),集水井設(shè)在水泵房的下層。集水井通常佈置在安裝間下層、廠房一端、尾水管之間或廠房上游側(cè)。集水井的底部高程要足夠低,以便自流集水。每個(gè)集水井至少設(shè)2臺(tái)水泵,一臺(tái)工作,一臺(tái)備用。一般要求滲漏排水和檢修排水分開(kāi)設(shè)置。3、檢修排水的方式集水井:各尾水管與集水井之間用管道相連,並設(shè)閥門(mén)控制。尾水管的積水可自流排入集水井。集水廊道:在廠房的最低處沿縱軸向設(shè)置一條廊道,尾水管的積水直接排入廊道。廊道的容積較大,排除積水時(shí)間短。分段排水:每?jī)膳_(tái)機(jī)組之間設(shè)置集水井和水泵,構(gòu)成一個(gè)檢修排水系統(tǒng)。適用於較小的電站。移動(dòng)水泵:不設(shè)集水井,直接將移動(dòng)水泵裝在需要檢修的機(jī)組處進(jìn)行排水。適用於較小的電站。五、壓氣系統(tǒng)1.壓氣系統(tǒng)的分類(lèi)和用途低壓壓縮空氣系統(tǒng)機(jī)組制動(dòng);調(diào)相運(yùn)行壓水;蝶閥關(guān)閉時(shí),將壓縮空氣通入閥上的空氣圍帶,使其膨脹而減少漏水;檢修時(shí)清掃設(shè)備,供風(fēng)動(dòng)工具使用;通向攔汙柵,防凍清汙。額定氣壓為0.5~0.8MPa。 高壓壓縮空氣系統(tǒng)給油壓裝置的壓力油箱充氣,額定氣壓為2.5MPa;配電裝置如空氣斷路器的滅弧和操作的用氣,以及開(kāi)關(guān)和少油斷路器的操作用氣;額定氣壓為2~5MPa。2.壓氣系統(tǒng)的組成及佈置組成:空壓機(jī)、儲(chǔ)氣罐、輸氣管、測(cè)量控制元件。佈置:廠房?jī)?nèi)高低壓系統(tǒng)均要設(shè)置??諝鈮嚎s機(jī)室一般佈置在水輪機(jī)層,安裝間的下麵,其雜訊很大,要遠(yuǎn)離中央控制室滿足防火防爆要求。六、水電站廠房的起重設(shè)備為了安裝和檢修機(jī)組及其輔助設(shè)備,廠房?jī)?nèi)要裝設(shè)專(zhuān)門(mén)的起重設(shè)備。最常見(jiàn)的起重設(shè)備是橋式起重機(jī)(橋吊)。橋吊由橫跨廠房的橋吊大樑及其上部的小車(chē)組成,橋吊大樑可在吊車(chē)梁頂上沿主廠房縱向行駛,橋吊大樑上的小車(chē)可沿該大樑在廠房橫向移動(dòng)。起重設(shè)備的型式和吊運(yùn)方式對(duì)廠房上部結(jié)構(gòu)和尺寸影響較大,正確選擇起重設(shè)備和吊運(yùn)方式,可減小其寬度或高度。1、橋吊的起重量和臺(tái)數(shù)橋吊的最大起重量取決於所吊運(yùn)的最重部件。最重部件一般為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子,懸式發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子需帶軸吊運(yùn),傘式發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子可帶軸吊運(yùn),也可不帶軸。對(duì)於低水頭電站,最重部件也可能是帶軸或不帶軸的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪。少數(shù)情況下,橋吊的起重量決定於主變壓器(主變需要在廠內(nèi)檢修時(shí))。橋式起重機(jī)有單小車(chē)和雙小車(chē)兩種。單小車(chē)設(shè)有主鉤和副鉤,當(dāng)起重量不大時(shí)一般採(cǎi)用一臺(tái)雙鉤橋吊;雙小車(chē)是在橋吊大樑上設(shè)有兩臺(tái)可以單獨(dú)或聯(lián)合運(yùn)行的小車(chē),每臺(tái)小車(chē)只有一個(gè)起重吊鉤,起重量大於75t時(shí),可採(cǎi)用雙小車(chē)橋吊。與單小車(chē)相比,雙小車(chē)橋吊不僅重量輕、外形尺寸小,而且用平衡梁吊運(yùn)帶軸轉(zhuǎn)子時(shí),大軸可以超出主鉤極限位置以上,從而可降低主廠房的高度。當(dāng)機(jī)組較大而且臺(tái)數(shù)多於6臺(tái)時(shí),也可考慮採(cǎi)用兩臺(tái)吊車(chē)。兩臺(tái)橋吊可降低廠房高度,運(yùn)用較靈活。2、橋吊跨度與工作範(fàn)圍橋吊跨度要與主廠房下部塊體結(jié)構(gòu)的尺寸相適應(yīng),使主廠房構(gòu)架直接座落在下部塊體結(jié)構(gòu)的一期混凝土上。要滿足發(fā)電機(jī)層及安裝間佈置要求,使主廠房?jī)?nèi)主要機(jī)電設(shè)備均在主副鉤工作範(fàn)圍之內(nèi),以便安裝和檢修。儘量採(cǎi)用起重機(jī)製造廠家所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)跨度。第五節(jié)主廠房的佈置一、發(fā)電機(jī)層設(shè)備佈置發(fā)電機(jī)層為安放水輪發(fā)電機(jī)組及輔助設(shè)備和儀錶錶盤(pán)的場(chǎng)地,也是運(yùn)行人員巡迴檢查機(jī)組、監(jiān)視儀錶的場(chǎng)所。主要設(shè)備有發(fā)電機(jī)、調(diào)速櫃、油壓裝置、機(jī)旁盤(pán)、勵(lì)磁片、蝶閥孔、樓梯、吊物孔等。廠房平面圖發(fā)電機(jī)層設(shè)備佈置機(jī)旁盤(pán)。與調(diào)速器佈置在同一側(cè),靠近廠房上游或下游牆。調(diào)速櫃。應(yīng)與下層的接力器相協(xié)調(diào),盡可能靠近機(jī)組,並在吊車(chē)的工作範(fàn)圍之內(nèi)。勵(lì)磁片。常佈置在發(fā)電機(jī)近旁。蝶閥孔。樓梯。每隔一段距離需要設(shè)置一個(gè)樓梯,一般兩臺(tái)機(jī)組設(shè)置一個(gè)。樓梯不應(yīng)破壞發(fā)電機(jī)層樓板的梁格系統(tǒng)。吊物孔。發(fā)電機(jī)層平面設(shè)備佈置應(yīng)考慮在吊車(chē)主、副鉤的工作範(fàn)圍內(nèi),以便樓面所有設(shè)備都能由廠內(nèi)吊車(chē)起吊。二、水輪機(jī)層設(shè)備佈置水輪機(jī)層是指發(fā)電機(jī)層以下,蝸殼大塊混凝土以上的這部分空間。在水輪機(jī)層一般佈置調(diào)速器的接力器、水力機(jī)械輔助設(shè)備(如油、氣、水管路)、電氣設(shè)備(如發(fā)電機(jī)引出線、中性點(diǎn)引出線、接地、滅磁裝置等)、廠用電的配電設(shè)備。水輪機(jī)層設(shè)備佈置圖調(diào)速器的接力器。位於調(diào)速器櫃的下方,與水輪機(jī)頂蓋連在一起,並佈置在蝸殼最小斷面處。電氣設(shè)備的佈置。發(fā)電機(jī)引出線和中性點(diǎn)側(cè)都裝有電流互感器,一般安裝在風(fēng)罩外壁或機(jī)墩外壁上。對(duì)發(fā)電機(jī)引出母線要加裝保護(hù)網(wǎng)。油、氣、水管道。一般沿牆敷設(shè)或佈置在溝內(nèi)。要防止油氣水滲漏對(duì)電纜造成影響。水輪機(jī)層上、下游側(cè)應(yīng)設(shè)必要的過(guò)道。主要過(guò)道寬度不宜小於1.2m~1.6m。水輪機(jī)機(jī)墩壁上要設(shè)進(jìn)人孔,進(jìn)人孔寬度一般為1.2m~1.8m,高度不小於1.8m~2.0m。二、蝸殼層的佈置主閥。當(dāng)引水式電站採(cǎi)用聯(lián)合供水或分組供水時(shí),在蝸殼進(jìn)口前設(shè)置一道快速閘門(mén)或蝴蝶閥,稱(chēng)為主閥。主閥可以裝設(shè)在廠內(nèi)也可以裝設(shè)在廠外。主閥的上游側(cè)要安裝伸縮節(jié),以方便其拆裝。進(jìn)人孔。在下部塊體結(jié)構(gòu)中要設(shè)有通向蝸殼和尾水管的進(jìn)人孔,並設(shè)置通道。一般進(jìn)人孔的直徑為60cm,進(jìn)人孔通道尺寸不小於1×1m。在蝸殼層以下的上游側(cè)或下游側(cè)均設(shè)有檢查、排水廊道。集水井位於全廠最低處,除要求能容納運(yùn)行時(shí)的滲漏水,還要擔(dān)負(fù)機(jī)組檢修時(shí)的集水、排水任務(wù)。排水泵室一般佈置在集水井的上層。電站排水都通向下游尾水渠。四、安裝間(安裝間)的佈置安裝間是廠房主要部件安裝和檢修的場(chǎng)所。主要設(shè)備的安裝、檢修、到貨後卸車(chē)都要用到橋吊。1.安裝間的位置安裝間一般均佈置在主廠房有對(duì)外道路的一端。對(duì)外交通通道必須直達(dá)安裝間,車(chē)輛直接開(kāi)入安裝間以便利用主廠房?jī)?nèi)橋吊卸貨。水電站對(duì)外交通運(yùn)輸?shù)缆房梢允氰F路、公路或水路。對(duì)於大中型水電站,由於部件大而重,運(yùn)輸量又大,所以常建設(shè)專(zhuān)用的鐵路線,中小型水電站多採(cǎi)用公路。2.安裝間的高程安裝間的高程主要取決於對(duì)外道路的高程及發(fā)電機(jī)層樓板的高程。安裝間最好與對(duì)外道路同高,均高於下游最高水位,以保持洪水期對(duì)外交通暢通無(wú)阻。安裝間最好也與發(fā)電機(jī)層同高,以充分利用場(chǎng)地,安裝檢修工作方便。當(dāng)水電站的下游尾水過(guò)高時(shí),發(fā)電機(jī)層樓板常低於下游最高尾水位,從而也低於對(duì)外道路,這時(shí)可以有以下幾種方案:
安裝間與對(duì)外道路同高,均高於發(fā)電機(jī)層。安裝間與發(fā)電機(jī)層同高,均低於下游最高水位。安裝間與發(fā)電機(jī)層同高,而在安裝間上專(zhuān)門(mén)劃出一塊貨車(chē)停車(chē)卸貨處,此停車(chē)處高於安裝間而與對(duì)外道路同高。這時(shí)安裝間場(chǎng)面不能充分利用,而廠房的高度可能取決於卸貨的要求。3.安裝間的尺寸安裝間與主廠房同寬以便橋吊通行,所以安裝間的尺寸主要是指其長(zhǎng)度。安裝間的面積可按一臺(tái)機(jī)組擴(kuò)大性檢修的需要確定,一般考慮放置四大部件,即發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)上機(jī)架、水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪、水輪機(jī)頂蓋。四大部件要佈置在主鉤的工作範(fàn)圍內(nèi),其中發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)全部置於主鉤起吊範(fàn)圍內(nèi)。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪周?chē)粲?~2m的工作場(chǎng)地。缺乏資料時(shí),安裝間長(zhǎng)度可取1.25~1.5倍機(jī)組段長(zhǎng)。多機(jī)組電站,安裝間面積可根據(jù)需要增大或加設(shè)副安裝間。4.
安裝間的佈置安裝間內(nèi)要安排運(yùn)貨車(chē)的停車(chē)位置堆放試重塊或設(shè)置試重地錨,以進(jìn)行橋吊安裝後的靜荷試驗(yàn)和動(dòng)荷試驗(yàn)。安裝間大門(mén)尺寸:採(cǎi)用標(biāo)準(zhǔn)軌火車(chē)運(yùn)輸時(shí)不應(yīng)小於4.2m×5.4m,採(cǎi)用載重汽車(chē)運(yùn)輸不小於3.3m×4.5m。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子放在安裝間上時(shí)主軸要穿過(guò)地板,地板上在相應(yīng)位置要設(shè)大軸孔,在軸下要設(shè)大軸承臺(tái),並預(yù)埋底腳螺栓。主變壓器有時(shí)也要在安裝間進(jìn)行大修,這時(shí)要考慮主變壓器運(yùn)入的方式及停放的地點(diǎn)。主變壓器大修時(shí)常需吊芯檢修,在安裝間上設(shè)尺寸相當(dāng)?shù)淖儔浩骺印5诹?jié)
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