小流域小水电梯级开发的探讨

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小流域小水电梯级开发的探讨

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-19 1970


 1概述

  随着小水电代燃料生态保护工程的启动,新一轮小水电建设的高潮即将来临。我国河流众多,据统计,流域面积大于100km2的河流就有50000多条,其中仅1580条河流的流域面积大于1000km2.在那些数量众多,流域面积小于500km2的小流域中蕴藏着丰富的小水电资源。我国小水电可开发量约为8700万kW,而目前仅开发了其中的1/3左右。梯级开发是小流域水电开发的主要方式之一。我国大部分地区的河流以雨水补给为主,河水随着雨量的增减而涨落,径流的分配在很大程度上取决于降水的分配。对于小流域来说,汇流时间短,降水后河水迅速暴涨,之后又迅速消落,平时河道内流量较小。径流年内变化非常显著,丰枯悬殊,年际变化也较大。

  2梯级开发优势

  目前许多小流域内已建的小水电站多数是零星开发,没有整体规划,这种开发方式只注重了近期效益,容易造成小水电资源的浪费。而梯级开发是以整个流域的整体效益为目标,充分利用流域内有限的水能资源,创造最大的经济和社会效益。广东小金河梯级开发是早期小流域水电开发中一个成功的案例。小金河是东江的一条小支流,流域面积33km2,分7级开发,总装机容量9750kW,年均发电量4100万kW·h,在干流和支流上建有7座水库,总库容1000万m3.梯级开发具有以下一些优势:

  1)由于全面规划、统筹安排,能够充分利用水能资源,有利于合理布局,降低工程造价。

  2)梯级开发可以连续进行,单个电站的规模小,工程投资额相对少,适合于广大的中小企业投资,便于资金的筹措。

  3)因工程建筑物规模小,对地质的要求低,便于工程选址。

  4)有利于电站统一管理和机组集中维修,节省管理和维修费用。

  5)工程兴建对流域的生态破坏小,便于恢复,占用土地少,政策处理难度小、费用低。

  3梯级规划

  3.1规划原则

  小流域水电梯级开发应统一规划,并符合所属干流的总体规划要求。拟定梯级开发方案应充分考虑开发整个小流域水能资源的要求,每个水电站站址的选择应根据地形、地质、水库淹没损失、移民及对外交通情况来决定,保证在总投资最省的情况下,梯级水电站联合运行的保证出力、发电量及综合利用效益最大。

  3.2径流计算

  由于电站站址一般缺乏长系列的水文资料,以往设计中常采用径流模数来推求发电量。这种方法对那些具有调节性能电站的发电量计算误差较大,使其不能准确反映电站的生产能力。我国自20世纪60年代开始在中小河流上相继建立了一些水文站,目前已有20年以上的流量和降雨实测资料。设计年径流计算可以利用那些相邻流域水文参证站的径流资料,采用区域综合方法,根据径流参数的地区分布规律和相关性来推求。

  径流的年内分配可用典型年法确定,利用参证站典型年的日径流资料推算出设计站址处丰、平、枯设计代表年的日平均流量。通常选取年径流系列中频率为10%~20%的年份为丰水年,频率为50%的年份为平水年,频率为90%~80%的年份为枯水年。

  3.3龙头水电站

  梯级水电站中最上游具有较大水库的水电站称为龙头水电站。龙头水电站一般修建有月调节或季调节水库,它不仅利用本级落差,同时通过下游各级水电站调节流量的利用,增加梯级发电量,使水能资源得以充分利用。由于水库的调蓄,提高了水量利用率,同时可以改善电能质量,尤其在那些有峰谷电价的省份,可以通过多发峰电少发谷电来提高电站的平均上网电价。如浙江省丰陵溪流域面积95km2,梯级电站利用水头210m,龙头水电站利用流域面积19.6km2,建有正常库容为178万m3的龙头水库。溪炉港流域面积138km2,梯级开发利用总落差183m,建有正常库容为196万m3的龙头水库。

  龙头水电站正常水位的选择,应考虑梯级补偿调节的能量效益,通过技术经济比较来确定。龙头水电站的开发方式一般采用坝后式或混合式开发,站址选择时要选取能修建大水库的地址,当交通条件允许时,应优先开发龙头水电站。

  3.4水位衔接

  在制定梯级规划时,上一级水电站的尾水位往往与下一级水电站的正常水位相衔接,以充分利用河道的落差。在上下级衔接处,若有大片耕地、居民点或文物古迹等,为降低政策处理的难度,经过研究论证,也可以放弃局部河段落差的利用。

  4结束语

  4.1开发成本

  梯级开发根据资金状况,可以一次投入集中开发,也可以滚动开发。由于每级电站的投资规模相对较小,尤其适合于中小企业投资开发,以股份公司的形式来管理,解决了小水电开发资金短缺的问题。小水电开发理念也将发生转变,由以往解决缺电为目的的电力需求型开发,转变为以资产经营为目标的可持续发展模式。根据近几年小水电的建造成本统计,单个电站平均单位千瓦造价为5500元/kW~8000元/kW,而梯级开发总造价可以降低5%以上,这样可以给企业带来更大的投资回报,提高投资企业积极性,促进地方经济的发展。

  4.2合理利用

  通过小水电的建设,一方面可以改变山区经济落后的状况,调整农村的能源结构,另一方面也可以巩固退耕还林的成果,防止水土流失,保护生态环境。但我们也常看到因工程建设而出现破坏生态环境的事件发生。不合理的小流

防渗膜是以pe膜作为基材,与土工布复合而成的防渗材料,它的防渗性能主要取决于pe膜。东方防渗膜应用的pe膜,主要有聚氯乙烯和聚乙烯、EVA(乙烯/醋酸乙烯共聚物),它们是一种高分子化学柔性材料,比重较小,延伸性较强,适应变形能力高,耐腐蚀,耐低温,抗冻性能好。其主要机理是以塑料薄膜的不透水性隔断土坝漏水通道,以其较大的抗拉强度和延伸率承受水压和适应坝体变形。

域水电的开发,容易造成局部河段断流,出现白滩现象,破坏原来的生态环境系统。为此在小流域梯级开发中要留足必要的下泄水量,维持河道的生态平衡,宁可牺牲一些电量,不能使河道断流。

  虽然我国小水电可开发量巨大,但如果盲目地开发,容易造成水能资源的浪费,使站址匮乏。梯级开发是一种有效的方法,可以充分利用水能资源,同时也可以降低开发总成本,优化资源配置,应引起人们足够的重视。


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