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1、水利工程论文-我国河流流域梯级水电开发状况及特点摘要：在我国流域水资源开发发展速度虽已较快，但就其可开发利用资源量方面，开发潜力仍很大，有比较好的发展前景。 关键词：河流流域 梯级水电 开发状况 特点 1 流域水电开发概况 人类水电的开发已有100多年的历史，19世纪70年代末，一些国家如法、德、英、美等开始建设小型水电站，随着人类社会活动和经济的发展，对电力的需求不断扩大，水电开发规模也迅速扩大。1882年美国建造了第一座商用水电站，装机容量仅为105kW，到了1941年美国投产的大古力(Grand Coulee)水电站一期工程装机容量达到了1974MW，单机容量700MW，扩建后装机容量达
2、到6494MW。1984年11月发电的巴西和巴拉圭合建的伊泰普(Itaipu)水电站装机容量为12600MW。目前世界最高的坝为俄罗斯的努列克土坝，最大坝高300m。我国水电开发起步较晚，1912年修建的云南石龙坝水电站，仅装机2台240kW的混流式发电机组。新中国成立以前，除丰满水电站和水丰水电站装机容量较大外，其它水电站规模都很小。解放后，我国进行了大规模的经济建设，水电的开发有了长足的发展，特别是在19501980年，水电发展较快。我国各时期水电的装机容量和年发电量统计见表1。我国水电开发装机容量，从1950年的362MW发展到1990年的36046MW，平均年增长率为122，大大高于发
3、达国家48的平均增长率，特别是新中国建立后的前3个10年，年平均增长率分别为183、124和125。刚解放时我国水电装机容量居世界第20位，1990年跃居世界第6位，1997年达到60680MW，超过日本升为第5位。1998年水电装机容量达65070MW，占全国发电总装机容量的235，水电发电量2043亿kWh，占全国总发电量的176。2 流域梯级开发规模21 国外由于水电梯级开发的效益显著，世界各国普遍重视流域的梯级开发。(1)哥伦比亚河，上游在加拿大，下游在美国，干流长约2000km，落差808m，共分了15个梯级开发。加拿大在干流上游已建2级水电站，装机3580MW，在支流建1座水电站。
4、美国于19321972年已建11个梯级电站，总库容207亿m3，共装机11720MW。流域内有灌区27个，灌溉面积22万hm2。为对干流中下游调节水量，美国在支流上建1座水电站。15个水电站合计装机容量23110MW。(2)美国的田纳西河流域开发，设置15个梯级；科罗拉多河开发为11个梯级；流经土耳其、叙利亚和伊拉克的幼发拉底河开发为7个梯级。(3)俄罗斯的伏尔加河流域的梯级开发，从20世纪40年代开始。伏尔加河长度3700km，流域面积138万km2，干流布置10个梯级，加上支流共14个梯级。流域开发长度约3500km，总库容19488亿m3，总装机容量超过12000MW，年均发电量400亿
5、kWh。伏尔加河流域梯级水电站生产的电力，占全国水电生产总量的20以上；该流域水道上运送的物资占全国河道运输量的70；渔业生产量占全国内河产量的一半；并灌溉了数百万公顷的土地。这一流域的梯级开发对前苏联和俄罗斯经济的发展，起到举足轻重的作用。(4)拉丁美洲第二大河奥里诺科河的支流卡罗尼河(Caroni)，位于委内瑞拉东部，流域水资源丰富，可开发的装机容量24800MW。卡罗尼河分7个梯级开发，其中古里水电站是梯级的主力电站，1977年一期工程投运，1984年二期工程投运，总装机容量达到9100MW，年发电量510亿kWh，大坝高162m，并留有扩建余地。22 国内我国水能资源总量居世界首位，有
6、很大的开发潜力。长期以来，水利电力部根据水资源的分布情况、开发条件和经济发展的需要，提出了建设流域水电开发基地的方案，重点为12个大水电基地。规划总装机规模为210480MW，年发电量9946亿kWh。12个重点水电开发基地情况见表2。除了重点开发的流域外，还对一些河流也有计划地进行了梯级开发。主要有松花江、鸭绿江、红水河、龙溪河、猫跳河、西洱河、以礼河等。下面分别介绍。(1)松花江流域水电梯级开发松花江是黑龙江的一大支流，有两源，西源嫩江发源于大兴安岭伊勒呼里山；南源第二松花江发源于长白山天池。嫩江河长1370km，是松花江的干流河源。其上游属山区性河流，主要开发任务为发电，布置卧都河、窝里
7、河、固固河、库莫屯4级水电站，共利用水头125m，总库容137亿m3，共装机3584MW。嫩江中下游由山区逐渐流向丘陵地区，到齐齐哈尔市以下为平原区。因该区是松花江流域的工农业发达地区，开发目标是防洪、发电、供水等，设置尼尔基和大赉两级水利枢纽。尼尔基已建成，总库容822亿m3，防洪库容2464亿m3。第二松花江丰满水电站以上河段穿行于长白山区，水量丰富，落差集中，是东北地区水能资源开发条件最好的河段。开发任务以发电为主，兼顾防洪。在本河段布置7级枢纽，小山、双沟、石笼、白山、红石、丰满和哈达山，共装机2934MW。其中小山、白山、红石、丰满电站已建成，装机2584MW。松花江流域共拟开发21
8、个梯级水电站，总装机41504MW，平均年发电量合计9155乙kWh。(2)、鸭绿江流域梯级水电开发鸭绿江发源于长白山南麓，干流是中国和朝鲜两国的界河，本流域天然流域面积为64471km2。开发是以发电为主，兼顾防洪、供水、流筏、航运等。鸭绿江干流上布置有7个梯级电站，是临江、云峰、黄柏、渭源、水丰、太平湾、义州水电站。梯级共利用水头366m，总库容2158亿m3，其中调节库容115亿m3，共装机2340MW，平均年发电量合计934亿kWh。其中水丰水电站80年代装机扩建为900MW，云峰水电站1965年开始发电，装机400MW，这两个电站是梯级的骨干电站。太平湾水电站1985年开始发电，渭源
9、水电站1988年投产发电，装机容量为390MW。(3)浑江流域梯级水电开发浑江为鸭绿江的主要支流，发源于长白山系的老岭，全长445km，落差744m，流域面积为14776km2。河道多蛇曲，河谷多处狭窄，水能资源开发条件较好。流域开发7个梯级，即：桓仁、西江、凤鸣、回龙、太平哨、双岭、金哨水电站，然后接鸭绿江的水丰水电站。其中桓仁水电站为主力电站，水库库容364亿m3，装机容量2225MW。到20世纪末梯级已开发总装机容量500MW，年发电量126亿kWh。(4)红水河流域梯级水电开发红水河是珠江流域西江干流中一个局部河段的名称，上起南盘江的下游河段，下游包括全部黔江河段。流域开发以发电为主，
10、兼顾防洪、航运、灌溉、水产等。红水河及黔江布置10个梯级的水电开发，即：天生桥一级和二级、平班、龙滩、岩滩、大化、百龙滩、恶滩、桥巩、大藤峡水电站。梯级水电站共利用水头754m，总库容406亿m3，共装机12520MW，平均年发电量合计504亿kWh。该水电开发基地的特点是：水量充沛调节性能好，地形地质条件优越，淹没损失较小，距离负荷中心近。梯级水电站全部建成后，水库淹没河道的浅滩，增大枯水期流量，配以适当的航道整治，可使全河通航，为贵州和广西开辟出海通道。天生桥一级和龙滩水电站的库容最大，可实施年调节；大藤峡水电站距防洪对象最近，调节洪水的效果最好。这三个水电站是梯级的骨干工程。梯级水电站中
11、已开发的有大化、恶滩、天生桥一级、天生桥二级、岩滩水电站，在建的有龙滩和百龙滩水电站。(5)猫跳河流域水电梯级开发猫跳河位于贵州省中部，为乌江的支流。全长180km，天然落差550m，流域面积3195km2。全河6级开发，即：红枫、百花、修文、窄巷口、红林、红岩水电站。共利用落差3845m，总装机容量239MW，平均年发电量合计9182亿kWh。除发电外，红枫、百花两水库可灌溉农田7530hm2，并供给贵阳、清镇等城市工业和生活用水，兼顾水产养殖和旅游。(6)龙溪河流域水电梯级开发龙溪河位于四川省东南部，是长江上游北岸的支流，全长170km，流域面积3280km2。河道上游较平坦，下游陡峻，狮
12、子滩至下硐河段长24km，天然落差约140m。利用下游的天然落差，开发4个梯级水电站，即：狮子滩、上硐、回龙寨、下硐水电站。总装机容量1045MW，多年平均年发电量合计516亿kWh。(7)西洱河流域水电梯级开发西洱河位于云南省大理，是洱海的泄水通道。河道大多穿行于深山峡谷之间，岸坡陡峻，水流湍急，落差集中。河道全长23km，天然落差约610m。分4级开发，均为引水式电站，共利用落差608m，利用率为997。总装机容量255MW，多年平均年发电量合计903亿kWh。(8)以礼河流域水电梯级开发以礼河位于云南省北部，是金沙江的支流，全长122km，流域面积2558km2。上、下游河段坡降较大，中
13、游较平缓，自然落差约2000m。水电开发4个梯级，即：毛家村、水槽子、盐水沟、小江水电站。共利用水头14132m，利用率为707。总装机容量3215MW，多年平均年发电量合计1265亿kWh。3 流域梯级水电开发的特点 31 水电开发的优势特点水力发电承担着一次能源开发和二次能源转换的双重任务。水力发电的效率高，一般水能利用在80左右；发电成本低，劳动生产率高，运行可靠性高，管理简便；水轮发电机组起、停灵活，出力可变幅度大，是理想的调峰、调频和事故备用电源；电站的水库可以综合利用，同时兼顾防洪、灌溉、航运、供水、养殖和旅游等。32 水电开发的不利影响水库淹没损失较大、相对移民较多、由于水库的调
14、蓄使水文条件改变，对局部生态环境产生影响；由于建坝条件的限制，水电站往往距用电中心的距离较远，施工条件较困难，输电线路较长，输电损失较大。33 水电梯级开发的特点水电站可以是坝式水电站、引水式水电站或混合式水电站，单独开发各有优缺点，梯级水电开发，可取长补短，联合调度，提高水资源的利用率，协调水资源综合利用之间的矛盾，获得梯级效益。上游水电站水库调节径流可增大下游所有梯级水电站的保证出力和年发电量；上、下游水库联合调度，可协调发电和其它用水要求的矛盾；上游水电站削减洪峰、蓄存洪量，可提高下游各级水电站防洪标准，减小泄洪设施规模；上游电站水库有时可为下游新建电站缩短初期蓄水时间。梯级连续开发可缩
15、短总体工期，减少总投资，加速实现梯级效益。可优化安排各级水电站的施工进度，施工期互相搭接施工高峰又互相错开，可加速梯级开发进程；可提高施工设备和场地的利用率；利用上游水库蓄水时机减少下游电站的施工导流流量；可减少施工队伍转移的费用和时间，缩短工期。梯级水电站一般由不同开发方式、不同库容和不同装机容量的一组水电站串联组成，采取集中控制的管理方法，将它们的水力、电力联系，出力、流量、水头的约束联系，实行集中控制，才可实现整个梯级安全、经济运行的目的。梯级集中控制一般是通过先进技术和设备，采用远动控制方式来实现的。4 小结流域水电梯级开发，与火电和核电相比，有其优势和特点：水力发电属清洁能源；水电开发的同时，还可综合利用，提高了水资源的利用效率而基本上不改变其水质；水电站同时兼有抵御自然水文灾害的功能；梯级水库成为人工湿地，增加了水域的综合功能，对生态环境有一定的有利影响；水库可改善当地的环境小气候条件等。在我国流域水资源开发发展速度虽已较快，但就其可开发利用资源量方面，开发潜力仍很大，有比较好的发展前景。参考文献1 中国水力发电年鉴编辑委员会，中国水力发电年鉴 第五卷，19951997，中国电力出版社，19989
