生态环保的水电枢纽布置原则研究范文

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1农村水电枢纽布置

开发河川水利资源时,为了控制和支配水流,达到综合利用水资源发电的目的,常需要在适当河流地段修建几种不同类型和功能的水工建筑物,这些建筑物的综合体称为水电枢纽。水电枢纽是利用水能资源发电的场所,也是水、机、电的综合体。农村水电枢纽布置就是根据枢纽任务合理确定枢纽建筑物的类型和数量,同时安排各建筑物在枢纽中的位置、形式和布置尺寸。目前,国内已建农村水电枢纽主要包括挡水建筑物、泄洪建筑物、引水建筑物以及电站厂房这4大部分。这些水工建筑物的布置往往仅考虑经济效益的好坏,而很少关注其对生态环境造成的负面影响。

2水电枢纽布置的一般原则

1)枢纽布置应考虑施工导流、施工方法和施工进度等,使施工方便,尽量缩短工期,降低工程造价。

2)在满足建筑物的强度和稳定条件下,尽量降低枢纽总造价和年运行费。

3)将同一工种建筑物布置在一起,各类建筑物布置紧凑。

4)在任何条件下保证建筑物都能正常工作。

5)使部分建筑物早日投产,尽早发挥效益。

6)注意美观,枢纽的外观要与周围环境相协调。水电枢纽布置的一般原则中关于修建水利工程对生态环境的影响分析很少,致使许多已建农村水电枢纽区域的生态环境遭到严重破坏,有些破坏甚至是永久性的,无法修复的。因此农村水电在进行枢纽布置时有必要考虑其对生态环境的影响,有必要提出生态环保的农村水电枢纽布置原则。

3生态环保的农村水电枢纽布置原则

农村水电枢纽按集中水头的不同方法可分为堤坝式和引水式两种基本方式。堤坝式水电站是由拦河大坝来集中水头发电的,并直接从坝前取水发电。根据坝和厂房的相对位置,堤坝式水电站又可分为坝后式、河床式、坝内式、厂房顶溢流式、岸边式和地下式等。引水式水电站在河段上游采用引水建筑物集中天然河道落差形成发电水头的水电站,其水电枢纽的水头和水量均由引水道形成和输送。根据引水道的水力条件,引水式水电站又可分为无压引水式水电站和有压引水式水电站。无压引水采用明渠或无压隧洞明流引水,适用于中小型水电站。结合生态环境问题,对以上两种农村水电开发方式的枢纽布置原则进行了研究,提出了以下生态环保的枢纽布置原则。

3.1堤坝式农村水电枢纽布置原则

对于堤坝式小水电,环境友好型的枢纽布置原则主要为坝址和坝型的合理选择,过鱼通道和生态流量下泄孔装置的添设,以及大坝和厂房的景观建设。选择堤坝式小水电拦河坝的坝址时,根据水利枢纽的主要功能,考虑修建枢纽工程可能对整个河流生态环境系统的影响,在尽可能保护原有生态环境系统下选取能达到功能要求的坝址。当经济效益和生态环境发生矛盾时,要更加注重生态环境的保护,有时可能需要放弃经济效益较好的坝址,而选取对生态环境影响较小的坝址。对于具有生态环境脆弱敏感因子的河段不可作为坝址。选择堤坝式小水电拦河坝的坝型时,在满足地形地质条件下,同时达到水电站功能要求及当地可用材料情况下,坝址区可选择多种坝型时,需要选择建坝开挖量少、坝体体积小以及坝肩对两岸边坡破坏小的坝型,以减少水利枢纽对生态环境的影响。如某坝址可以建土石坝或拱坝,且位于生态环境比较脆弱的区域,则优先选择拱坝。对于有洄游性珍稀鱼类的小流域,小水电的拦河坝需考虑修建鱼道等过鱼建筑物。同时为了避免鱼类通过尾水渠进入发电厂房造成死伤,在尾水渠布置栅栏。另外,考虑河流的连续性,使河流在修建水利工程后继续具有生态环境功能,需在拦河坝上布置满足生态需水量的泄水孔。农村水电工程应与当地自然景观融合。农村水电坝址一般位于自然环境比较优美的山区,森林覆盖率高,大坝和厂房的布置需要更多地考虑景观因素,突破灰色混凝土传统的僵硬、冰冷的形象和消除人工建筑的痕迹,加强景观、美学的设计,采用多样化的建筑形式,使小水电站不仅具有其常见功能,还能成为新的景观,与自然景观更加协调。如厂房外立面使用当地材料修建或种植攀爬类植物,部分坝体可采用植被护坡等。

3.2引水式农村水电枢纽布置原则

对于引水式农村水电,引水口应选择河床比较稳定、河岸比较坚实的河段,不宜设置在支流汇入口,避免支流的干扰;对于河岸一边引水,考虑引水防砂,可将引水口选在弯曲河段凹岸,考虑下游河段生态需水量进行引水口高程和引水量设计。引水建筑物的设计路径、长度和引水量要综合考虑流域特性以及生态环境的要求,尽量不破坏当地河流的水文特征,防止河流局部河段干枯,严重影响断流河段附近区域的公众生活用水、农业用水、渔业以及生态景观。另外,还要避免引水建筑物阻碍当地居民出行,可根据实际情况设置简易通道。引水式水电站需要考虑景观因素,如在梯形引水明渠两边可种植一些水生植物,导流钢管或混凝土管附近、厂房外立面种植攀爬类植物等。

3.3水电枢纽施工布置原则

水电枢纽施工时不能只考虑缩短工期和节省投资,还要注重生态环境的保护。施工组织设计时可以通过加大投资或者适当延长工期以减少施工扰动对河流水生物、岸边动植物和人类生活的影响。布置施工区采料场要合理,对厂房、公路以及水工建筑物的建设和挖掘产生大量废弃的土石方要及时采取工程措施,以免造成水土流失,河道堵塞,严重危害河流的生态环境,破坏生物的生活环境。施工开挖会破坏大量的植被,要尽量减少对原有植被的破坏,对挖掘的植被要采取合理的处理措施,如将开挖的植被移植在附近区域。

4结语

通过研究农村水电枢纽布置原则,考虑农村水电枢纽引起的生态环境问题,可得出以下结论。1)开发农村水电枢纽时需要重视生态环境保护,将生态环境保护理念贯穿于农村水电枢纽布置的全过程,达到生态环境保护和农村水电枢纽建设的协调发展。2)生态环保的农村水电枢纽布置原则可提高农村水电枢纽与生态环境的结合度,可指导个性化的农村水电枢纽生态环境方案设计,从而实现农村水电枢纽建设的经济效应和生态环境的可持续发展。3)任何农村水电枢纽都建设在现有环境之中,不同流域的生态环境情况并不相同,生态环保的农村水电枢纽布置原则需要根据当地实际情况选择不同的侧重点。（本文来自于《小水电》杂志。《小水电》杂志简介详见.）

作者：孙慧张静刘军单位：长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室