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什么是坝式水电站?

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发布日期:2018-11-13 浏览次数:1332
核心提示:我国水电站建筑种类繁多,坝式水电站便是其中一种,坝式水电站筑坝抬高水头,集中调节天然水流,用以生产电力的水电站,是由挡水建筑物、泄水建筑物、压力管道、厂房及机电设备等组成,其特点是有日调节以上性能且利于通航等。详细内容,请阅读全文!

我国水电站种类繁多,根据不同的地势及水流情况,建造合适的水电站易增加水利效果。据了解,我国的坝式水电站具有日调节以上性能且利于通航。

坝式水电站筑坝抬高水头,集中调节天然水流,用以生产电力水电站。其主要特点是拦河坝和水电站厂房集中布置于很短的同一河段中,电站的水头基本上全部由坝抬高水位获得。

1113.1

简介

由河道上的挡水建筑物壅高水位而集中发电水头的水电站。坝式水电站由挡水建筑物、泄水建筑物、压力管道、厂房及机电设备等组成。由坝作挡水建筑物时多为中高水头水电站。由闸作挡水建筑物时多为低水头水电站。当水头不高且河道较宽阔时,可用厂房作为挡水建筑物的一部分,这类水电站又称河床式水电站,也属坝式水电站。 坝式水电站和引水式水电站是水电开发的两种基本方式。坝式水电站适宜建在河道坡降较缓且流量较大的河段。由挡水建筑物形成的水库常可调节径流,其调节能力取决于调节库容与入库径流比值的大小。不少坝式水电站具有多年调节和年调节的水库,也有的坝式水电站水库容积很小,只能进行日调节甚至不能调节径流。不调节径流的水电站称为径流式水电站

理解

泄水建筑物是水利枢纽的重要组成部分。其造价常占工程总造价的很大部分。所以,合理选择形式,确定其尺寸十分重要。泄水建筑物按其进口高程可布置成表孔、中孔、深孔或底孔(见图)。表孔泄流与进口淹没在水下的孔口泄流,由于泄流量分别与H3/2和H1/2成正比(H为水头),所以,在同样水头时,前者具有较大的泄流能力,方便可靠,常是溢洪道及溢流坝的主要形式。深孔及隧洞一般不做为重要大泄量水利枢纽的单一泄洪建筑物。葛洲坝水利枢纽二江泄水闸泄流能力为84000m3/s,加上冲沙闸和电站,总泄洪能力达110000m3/s,是目前世界上泄流能力最大的水利枢纽工程。

1113.2

泄水建筑物的设计主要应确定:①水位和流量;②系统组成;③位置和轴线;④孔口形式和尺寸。总泄流量、枢纽各建筑物应承担的泄流量、形式选择及尺寸根据当地水文、地质、地形以及枢纽布置和施工导流方案的系统分析和经济比较决定。对于多目标或高水头、窄河谷、大流量的水利枢纽,一般可选择采用表孔、中孔或深孔,坝身与坝体外泄流,坝与厂房顶泄流等联合泄水方式。中国贵州省乌江渡水电站采用隧洞、坝身泄水孔、电站、岸边滑雪式溢洪道和挑越厂房顶泄洪等组合形式,在165m坝高、窄河谷、岩溶和软弱地基条件下,最大泄流能力达21350m3/s。通过大规模原型观测和多年运行确认该工程泄洪效果好,枢纽布置比较成功。

特点

坝式水电站具有以下特点:①具有日调节以上性能时,适宜担任电力系统的调峰、调频和备用检修任务,可增大电站的电力效益和提高供电质量。②枢纽布置集中,便于运行管理。③不会像引水式水电站那样要出现脱水河段,相反其库区可增加河道水深,有利于通航。④对调节性能好的水电站,库水位变幅较大,低水位时减少了利用水头,有时会影响通航,在水轮机选择时要考虑低水头的影响。⑤水库淹没损失大。(6)电站大坝可统一管理,最大化利用人力资源。

1113.3

分类

按照水电站主要建筑物拦河坝与水电站厂房的相对位置,可分为坝后式和河床式两大类。①坝后式水电站:厂房布置在坝体下游侧,并通过坝体引水发电,厂房本身不承受上游水压力的水电站。坝后式水电站厂房在枢纽总体布置中的位置,可以根据坝址区的地形、地质、坝的形式等条件选定。其中,坝型对厂房的布置常起决定性的作用。一般的坝后式水电站厂房建在混凝土坝的坝趾附近;如混凝土的坝体足够大,可以将厂房布置在坝内空腔中,称为坝内式水电站;当挡水坝为支墩坝或连拱坝时,还可将厂房布置在支墩间;如河谷较窄而水电站的机组较多,溢流建筑物与厂房的布置有矛盾时,将厂房布置在溢流坝的下游,溢流水舌流经厂房顶或从厂房上空挑越至下游河床,称溢流式水电站;当谷狭窄,没有足够空间河布置坝下游厂房时,也可以将引水管道绕过坝体布置在河岸,水电站建筑物与坝分开,称为岸边引水式水电站,厂房可以采用河岸式或地下式。②河床式水电站水电站厂房和坝、溢洪道等建筑物均建造在河床中,厂房本身承受上游水压力,起挡水作用,成为水库挡水建筑物的一部分,从而节省水电站挡水建筑物的总造价,适用于水头低于30~40m,用低坝开发的坝式水电站。有时,为了泄洪、排沙的需要,将厂房的机组布置在溢洪道中加宽了的闸墩内;有时,在机组蜗壳的上部或下部设排沙、泄洪的泄水底孔,并利用泄水底孔的射流降低尾水位、增加电站水头和机组出力。  上述坝式水电站各类形式的名称常与相应的厂房分类名称相似,例如坝后式水电站(坝后式厂房、河岸式厂房)、坝内式水电站(坝内式厂房)、溢流式水电站(溢流式厂房)、河床式水电站(河床式厂房)等(见水电站厂房)。

1113.4

适用条件

坝式水电站适于河道坡度较缓、有筑坝建库条件的河段。其中,坝后式水电站的坝上游有较大容量的蓄水库可以调节流量,有利于加大电站的装机容量,能适应电力系统的调峰要求,水能的利用较充分,综合利用的效益也高,常可既发挥防洪作用,又满足其他兴利要求。其缺点是水库有淹没损失和城乡居民搬迁安置的困难,故高坝大库的坝后式水电站仅适于建造在高山峡谷、淹没较小的地区。河床式水电站只建有低坝,水库容量和调节能力均较小,主要依靠河流的天然流量发电,所以又称径流式水电站。由于弃水较多,水能利用受到较大限制,综合效益相对较小,但淹没损失和移民安置的困难也较小,适于建造在平原或丘陵地区,河道坡度较缓,而抬高水位会显著增加两岸城乡淹没损失的河段上。

现状与展望

中国已建成有多种坝型、各种布置形式的坝式水电站。其中,常规的坝后式水电站如丰满水电站、东江水电站、龙羊峡水电站;坝内式水电站如上犹江、凤滩等水电站;溢流式水电站如新安江水电站、乌江渡水电站(厂房顶挑流式)。已建成的河床式水电站如葛洲坝水利枢纽、富春江、西津、青铜峡等水电站

1113.5

中国在开发丰富的水力资源时,坝式水电站的前景将有以下三方面:①尽先在长江、黄河、红水河等河流的干支流上游、人口稀少、淹没损失较小的高山峡谷河段上兴建高坝大库的坝式水电站和坝-引水混合式水电站;②在江河中、下游及沿海人口稠密的河口附近,在适当条件下兴建低水头、大流量的坝式水电站;③对20世纪50年代前后修建的坝式水电站进行改建、扩建,以增大其发电能力。

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