小水电站环境设计典型案例的研究

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1、0引言任何小水电工程都建设在现有环境之中，如何利用水电技术发展和促进小水电工程与环境的融合，是我们建设环境、生态友好的农村水电工程的新课题；欧洲十分重视生态环境保护和小水电工程建设的协调发展，将生态环境保护理念贯穿于小水电工程论证、设计、建设、运行和管理的全过程。在小水电站与环境结合的技术领域，我国还存在许多发展潜力和改进的空间，国外的研究和实践给了我们许多启示。介绍几个欧洲小水电站环境解决方案典型研究案例，探讨我国小水电站建设的生态环保实践。1案例1——后柏罗小水电站，英国1.1电站概况后柏罗电站位于英国堪布里亚郡国家公园湖泊

2、区万德米尔湖下游3km处，现装机容量400kW，转桨式水轮机，转轮直径750mm，转速510rpm，设计流量3.33m3/s，电站增容改造后于2000年再次投运发电。在本次增容改造以前，就有1台65kW的卧式水轮机在运行，并与电网相联；电站位于敏感的风景区，河流渔业资源丰富，通过捕捞鲑鱼还能够获取相当丰厚的渔业收入。此外，部分站址位于规划中的历史纪念碑处，这就意味着在项目实施中，要征求湖泊区规划委员会英国遗产分会及工业遗产分会的意见。由于施工地点、渔业、历史价值等问题，该新方案考虑了大量的环境设计。通过向上述部门以及环境署咨询，

3、设计方案融合了有关景观影响以及鱼类保护的特殊要求。1.2环境措施现有的建筑为新方案提供了基础，修建发电厂房和尾水渠需要土石方开挖。此外，下游渠道修成蜿蜒曲折的形状，还放置了一些巨石，以增加涡流和水塘，有利于更好地保护生态环境。1)设计使用了3台斜桨式水轮机：1台转桨式(可调节转轮叶片)、2台定桨式。1号转桨式水轮机连续工作，其他2号和3号机在流量充足时运行。2)电力输出由水头感应系统控制，通过该系统控制1号水轮机的运行，能够精确调整整个发电系统，从而使水头总保持在最低水头以上。3)机组停机由安装在每个进口的蝶阀实现。4)转速为5

4、00rpm的发电机直接连接在水轮机上，这样就不用安装增速器，同时也没有相关的成本和维护费用。5)厂房建在河岸以下，从上游看不到。厂房的外立面用当地材料施工，达到了和周围环境相近的目的。6)发电引水进水口处，安装了3个拦污栅；因为漂浮物很多，每个进口前设有清污机。7)前池中安装仿生鱼栏，用来引导鱼类进入旁道，以确保鱼类能够通过水轮机。前池中还设有鳗鱼引导设施以及逃生闸门，可通过阀门运行。8)水轮机尾水管安装后，下泄的水流能够为上游的洄游鱼类提供诱鱼流，引导它们游向鱼道。9)尾水管出口有监视屏幕遮蔽，这种新式电子栅栏可阻止洄游鱼类企

5、图通过尾水管游向上游。2案例2——卡瓦斯卡斯小水电站，立陶宛2.1电站概况卡瓦斯卡斯电站位于斯凡托加河口上游69km，河流平均流量31.4m3/s，靠近卡瓦斯卡斯小镇。水库大坝建于1962年，水库面积0.8km2，电站装机容量1000kW，工作水头4.1m，发电流量28m3/s，年发电量6.4GW•h，2002年电站投产发电。当时建坝的主要目的是为了增加相邻的内韦兹河在干旱季节的流量，为此还修建了从斯凡托加河取水输送到内韦兹河的泵站；但是当时没有在坝上修建鱼梯。内韦兹河的生态得到了改善，但是大坝却使洄游鱼类无法到达上游的产卵地。

6、该大坝已归属国有40多年，却没有资金投入来消除这种不幸的状况。2.2环境措施位于卡瓦斯卡斯大坝下游的斯凡托加河是著名的洄游鱼类保护区，保护区是大坝竣工以后设立的。河水中常有鲑鱼、鳟鱼、文鳊等珍贵鱼种出没。2001年，私营小水电开发公司艾柯玛水电公司得到授权，在现有的坝上建设一座小水电站，前提是要解决鱼类问题，所以要修建鱼道。当地的设计公司考那斯水电工程公司设计了径流式方案，立陶宛农业大学水土管理系的研究人员在实验室建立了鱼梯的仿真模型。2002年末，包括鱼梯在内的规划开始实施。鱼梯为混凝土结构，水池型带有垂直的槽孔。设计时打算使

7、鱼梯的下端尽可能地靠近厂房，也就是靠近尾水管，这样可以利用水流把鱼类吸引到鱼梯入口。鱼梯的流量为1.3m3/s，也安装了监视鱼类通过的设备。鱼梯占整个规划成本的10％，达到30万欧元。建成一年后，也就是建坝40多年后，有渔民发现在卡瓦斯卡斯小水电站上游出现了洄游鱼类；负责操作监视器的生态学会的专家们证实了鱼梯的有效性。此外，还计划安装新型的鱼类计数系统。本案例充分表明了小水电开发商渴望改善河流生态状况，而公共资金通常不会投入到这样的领域。3案例3——赛维•德拉德麦拉小水电站，意大利3.1电站概况赛维•德拉德麦拉电站位于意大利北部

8、艾德麦拉公园中央的撒拉诺河上，电站装机容量1140kW，工作水头280m，工作流量0.5m3/s，年发电量3.7GW•h，2002年投产发电。为了保护该河流脆弱敏感的生态环境(自然公园里面有一条高山急流)，保留流量占平均自然流量的比例很高。入口处的调节池除调节水