水力发电工程与环境保护

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1、水力发电工程与环境保护水电站设计DHPS第24卷第1期2008年3月水力发电工程与环境保护顾淦臣(河海大学水利水电工程学院,江苏南京210098)摘要:水能,风能,潮汐能和太阳能都是清洁能源和永不耗竭能源.其中,水力发电的成本最低.水力发电工程对生态环境的影响既有负面的也有正面的,本文用实例说明之.水力发电代替火电可以大量减少有害气体排放和浮尘污染.通过缜密的勘探,设计和施工,地质灾害可以防止或加固.水库水质的好坏,主要取决于蓄水前库底清理以及管理局和地方政府的管理能力和力度.回游鱼通过鱼梯上溯过坝到支

2、流产卵,鱼梯技术已很成熟.但幼鱼通过溢洪道,水轮机,旁通管下行人海,技术还不够成熟,国外学者还在继续研究,我国也不例外.关键词:水电工程;生态环境;环境保护;影响中图法分类号:TV213.2文献标识码:A文章编号:1003—9805(2008)01.OO4O一061引言1949年,我国水电装机仅l6.3万kW,占电力总装机容量的8.8%.2000年,水电装机容量为7935万kW,占电力总装机容量的比重为24.8%.2005年,水电装机容量发展到1.17亿kW,占电力总装机容量的23%.2005年11月,

3、我国公布了水能资源蕴藏量第三次复查成果,水能蕴藏的技术可开发装机容量为5.416亿kW[.到2005年底,水电开发率为21.6%.美国水电开发率达66%以上,瑞士达87%以上,法国达93%以上2J.我国国民经济和社会发展第十一个五年计划纲要指出:在保护生态基础上有序开发水电.统筹做好移民安置,环境治理,防洪和航运.建设金沙江,雅砻江,澜沧江,黄河上游等水电基地和溪洛渡,向家坝等大型水电站.适当建设抽水蓄能电站.纲要并指出:大力开发风能,建成30个l0万kW以上的风电项目,在内蒙,河北,江苏,甘肃等地区形

4、成百万千瓦风电基地.并网风电机组,生物质发电装机分别达到500万kW和550万kW.积极开发利用太阳能,地热能和海洋能.2永不耗竭的清洁能源水能,风能,太阳能,潮汐能发电是永不耗竭的清洁能源.有人称之为可再生能源,不很确切.应称之为自然再生能源,因为这4种能源不需要人工再生.海洋蒸发的水汽由大气环流携带到大陆凝结成降水汇入河流成为水能藉以发电.月球对地球的吸引力使海洋发生潮汐,利用它发电,是为潮汐能发电.大气气压变化使空气流动成风,利用风力发电是为风电.太阳的光或热通过化学转换或物理转换藉以发电是为太阳

5、能发电.只要地球不遇到冰河期,这4种清洁能源永不耗竭,符合可持续发展的理念.水电和风电单位千瓦造价和单位千瓦年发电量比较如下:中型水电站单位千瓦静态投资约7000元,装机单位千瓦年发电量约5000kW?h.中型风电场(三座风电站统计)单位千瓦静态投资约10000元,装机单位千瓦年发电量约2200kW?h.可见,风电单位千瓦的投资为中型水电站的140%,而每千瓦装机年发电量则风电为水电的44%.潮汐发电投资为河流水力发电投资的200%～300%,但需将港湾或入海河口围成水库才能建成潮汐电站.这在多数情况下

6、会造成河岸淤堵,故潮汐电站选址很不容易.太阳能光伏电池发电成本是煤电的11～l8倍_3J,是水力发电成本的20倍以上.据科学家预测,太阳能光伏发电成本在l0年后可降低50%,20年后可降低75%.但是风电和太阳能电需要有抽水蓄能电站配合.抽水蓄能电站,耗用4kW?h电换得3kW?h电,损耗较大.而火电厂为了适应负荷变收稿日期:2007—0l一24作者简介:顾淦臣(1918一),江苏江阴人,教授,从事水力发电工程设计施工,水工结构和岩土工程教学,研究.40化,需要压火待发,损失也很大.需根据电网内各种发电

7、厂的配置,通过经济比较,确定抽水蓄能电站的规模.水力发电需要在河道上建坝形成水库将水头集中到坝后,利用水头和流量发电;根据用电负荷大小,调节水轮机阀门,以变化出力大小.水电适宜担任峰荷和事故备用.筑坝将带来淹没土地,移民,改变原有生态,影响水生物的生存和繁殖等等.凡事都是有利有弊,如何趋利避弊,是规划,设计,研究,施工和管理人员的职责.3水力发电的环保任务水力发电已经有一百多年历史,对人类的经济发展和现代生活贡献较大.水力发电工程必须筑坝,高坝蓄水要淹没土地,植物及动物栖息地,影响库区周围的气候,引起滑

8、坡塌岸,引起触发地震(也称诱发地震);淹没古迹名胜,需要搬迁;铁路,公路,输电线,电讯线需要改线;影响回游鱼类上行产卵及幼鱼下行人海.长隧洞引水式发电,从坝址到隧洞出口原河道脱水干涸,急流性鱼类将消失,对生态危害较大.这些对生态环境的影响问题,已往规划,研究,设计,施工,管理都注意不够,以致造成一些不良后果.例如有的工程,移民安置草率,遗留问题长期未妥善解决;有的工程淤积严重,库容减小,须加高大坝;有的库尾淤堵,有的大范围塌岸,浸没,影响人