发布时间：2023-03-21 17:07:31
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的小水电论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
关键词：小水电站；设计；经验
1水轮机的选择
水轮机是水电站一个十分重要的设备，水流的动能和势能转换成机械能就是通过水轮机来实现的。水轮机选择合理与否，直接影响到机组的效率和运行的安全性、经济性。
1.1机组台数的选择
农村小水电站机组台数与电站的投资、运行维护费用、发电效益以及运行人员的组织管理等有着密切的关系。通过多年设计和运行经验表明：农村小水电站机组台数一般为1～4台，且型号应尽量相同，以利于零部件通用和维修管理方便，其中每座电站2台机组居多。
1.2水轮机型号的选择
水轮机型号的选择合理与否，直接影响到水轮机的运行效率、汽蚀和振动等。选择型号时，既要考虑水轮机生产厂家的技术水平和运输的方便程度，又要确保水轮机常处于较优的运行工况，即尽量处于水轮机运转特性曲线图的高效区。尤其是机组运行时，水头的变化不要超过水轮机性能表的水头范围，否则会加剧水轮机汽蚀和振动，降低水轮机效率。
1.3机组安装高程的确定
水轮机的安装高程不能超过水轮机允许的最大吸出高度，否则会引起水轮机转轮的汽蚀、振动等不良现象，因而缩短机组的运行寿命。
（1）卧式机组：安=Z下+hs-/900-D/2
（2）立式机组：安=Z下+hs-/900
式中Z下——尾水渠最低水位（m）；
hs——水轮机理论吸出高度（m），查水轮机应用
范围图及hs=f(H)曲线；
D——水轮机转轮直径（m）；
——水电站厂房所在地的海拔高程（m）。
为了消除或减轻水轮机汽蚀，可将计算出的安降低0.2～0.3m确定安装高程。
2电气主接线的拟定
小水电站的电气主接线是运行人员进行各种操作和事故处理的重要依据之一。农村小水电站装机容量往往有限，一般装机台数不超过4台，相应电站的电压等级和回路数以及主变的台数都应较少。考虑到小水电站（尤其是单机100kW以下的微型电站）的机电设备供应比较困难，运行和管理人员的文化、业务素质普遍较差，从进站到熟练掌握操作、检修、处理故障及优化运行等也有一个过程。因此，农村小水电站的电气主接线在满足基本要求的前提下，应力求采用简单、清晰而又符合实际需要的接线形式。
对于1台机组，宜采用发电机—变压器组单元接线；对于2～3台机组，宜采用单母线不分段接线，共用1台主变；对于4台机组，宜采用2台主变用隔离开关进行单母线分段，以提高运行的灵活性。
3电气测量及同期装置
并入电网运行的小水电站电气测量应包括：三相交流电流、三相交流电压（使用换相断路器和1只电压表测量三相电压）、有功功率、功率因数、频率、有功电能、无功电能、励磁电流和励磁电压等的监视和测量。发电机的测量、监视表计、断路器、互感器及保护装置等装在控制屏上（发电机控制屏）；电网的表计、断路器、同期装置等装在同期屏上（总屏）。
保护装置
农村小水电站主保护装置的配置应在满足继电保护基本要求的前提下，力求简单可行、维护检修方便、造价低及运行人员容易掌握等。
4.1过电流保护
单机750kW以下的机组，可以采用自动空气断路器的过电流脱扣器作为过流及短路保护，其动作整定值可以通过调整衔铁弹簧拉力来整定，整定值一般为发电机额定电流的1.35～1.7倍。为了提高保护的可靠性，还可采用过流继电器配合空气断路器欠压脱扣器作过流及短路保护，继电器线圈电源取自发电机中性点的1组（3只）电流互感器，继电器动作值亦按发电机额定电流的1.35～1.7倍整定。
原理：当发电机出现短路故障时，通过过流继电器线圈的电流超过其动作值，过流继电器常闭接点断开，空气断路器失压线圈失电而释放，跳开空气断路器主触头，切除故障元件——发电机。
4.2欠压保护
当电网停电时，由于线路上的用电负荷大于发电机容量，此时电压大幅度降低，空气断路器欠压线圈欠压而释放，跳开空气断路器，以防电网来电造成非同期并列。
4.3水阻保护
当发电机因某种原因(如短路、长期过载、电网停电等)突然甩负荷后，机组转速会迅速升高，这种现象叫飞逸。如果不及时关闭调速器和励磁，可能造成事故。一般未采用电动调速的农村小水电站可利用三相水阻器作为该保护的负荷。
水阻器容量按被保护机组额定功率的70%～80%左右考虑。如果水阻容量过大，机组甩负荷瞬间，将对机组产生较大的冲击电流和制动力，影响机组的稳定，严重时可能造成机组基础松动。反之，如果水阻容量过小，达不到抑制机组飞逸转速的目的。水阻器采用角钢或钢板制成三相星型、三角型均可。
对于单机125kW及以下的电站，水阻池内空，以长为机组台数×（0.7～1）m，宽为（0.7～1）m，深为0.6～0.8m为宜，同时考虑机组容量大小，应在短时间内（如3～5min）不致于将池中的水煮沸。
在调试水阻负荷大小时，应在水中逐渐施加水阻剂，调试水阻负荷，直到达到要求为止。
4.4变压器过载、短路保护
变压器高压侧采用跌落式熔断器（或SN10-10型少油断路器）作过载、短路保护。运行经验表明，额定电压为6～10kV的跌落式熔断器只能用在560kVA及以下的变压器,额定电压为10kV的跌落式熔断器只能用在750kVA及以下的变压器。当变压器容量超过750kVA时，应采用油断路器。跌落式熔断器熔丝按下列公式选择：
当Se＜100kVA时，熔丝额定电流=（2～2.5）×高压侧额定电流；当Se≥100kVA时，熔丝额定电流=（1.5～2）×高压侧额定电流。
4.5变压器的防雷保护
上世纪70年代以来，由于石油价格飞涨、矿石燃料储蓄量的有限性及其严重的温室效应，世界对可再生能源的兴趣持续升温，技术最成熟、经济最可行的小水电尤其受到青睐。上世纪早期就积极开发小水电的西方发达国家，到70年代已经停止发展并废弃了大量小水电站，这时又开始重新发展，包括新开发和恢复更新、改造旧电站。一批发展中国家，也纷纷制订了宏伟的计划，兴建了一批小水电站。经过几十年的运行，许多电站陆续开始老化。最近有一家“水电设备协会”（HEA）从在该协会登记的世界范围小水电站机电设备订货清单中发现近10年来世界性水电站更新改造的潜力有了很大增长。特别是北美洲与欧洲一些国家的小水电站大多是在50年代至80年代建造的，它们所属更新设备的份额在今后10年内估计将保持70％左右（见表1）。
从表1可看出，2004年的估计，北美和欧洲需要更新改造的小水电总容量达到680万kW，这是个不小的数目。加上中、南美洲，中东及非洲，全球估计接近1000万kW。他们对更新改造设备的投入按每千瓦100美元估计，共需10亿美元。事实上，许多改造项目，每千瓦100美元是不够的。
以上统计数字均未包括中国的。
中国小水电大规模建设始于70年代，许多电站迄今已运行10～30年以上不等。据前几年不完全统计，大致情况如下（见表2）：
经初步了解，有更新改造、扩容需求的小水电站约为8000MW，这些电站普遍技术性能差，不同程度存在许多技术问题：如运行不稳定，长期在非优工况下运行，出力不足；或泥砂磨损与汽蚀严重，转轮亟待更换；有的原设计、水文资料不足，使机组选型不当等等。
受世界银行委托，亚太地区小水电研究培训中心于2004年对新疆小水电改造规划作了专题考察，提出了报告。详情见本文实例研究之二。
2改造扩容工作需要有序进行
对旧电站的更新、改造、扩容和开发新电站一样，也应当有序进行，而不能随意、一轰而上。面对全球现有水电站需要更新、改造与扩容的巨大潜力，众多的国际机构，包括世界银行、国际能源署以及国际水电协会等等都纷纷看好这个市场，给予了充分重视。他们注意到，更新改造对现有电站运行性能的改善、效益的提高、寿命的延长都能起到显著作用。为此，世界银行于2004年就委托法国电力公司水电工程中心研发、编制一套旧电站更新、扩容的规划、决策大纲，用以促进现有电站的业主们对旧电站重新投资，予以更新。该大纲于2004年12月编制完成，其目的是帮助决策人员对水电站的更新扩容工作制订出合理的规划以及最佳的实施时间表。
这个大纲全名“大坝与水电站更新改造扩容的规划与决策大纲”，可用以指导大坝与水电站改造扩容过程中的选站、审批、投资及实施等各个环节，使之有序顺利开展并获得较高的内部收益率（IBR）。大纲里所指的更新改造还包括大坝安全与水资源的优化利用。
如前节所说，全球水电站更新改造与扩容的潜力约为1000万kW（不包括中国），水电设备协会（HEA）估计，总需投资至少10亿美元。这么大的投资规模必须在合理规划指导下，有序进行。
水电站是一项长期投资、运行费用极低的工程，可以惠及几代人。项目的初期投资一经归还（如10年左右），这项水电资源所提供的财务、经济、环境和社会效益几乎可延续上百年，作为水与能源交换的一种主要方式，它可以成为全社会持续发展的一个重要工具。
虽然改造扩容工作可以使现有旧电站发挥最大效益，从而对水资源的可持续利用作出贡献，但是电站的性能在运行年限内还受其他一些因素的影响，例如设计、施工和维修的质量。因此，有必要深入研究并明确改造、扩容的具体内容及其定位。
一般说，正确的维护、修理对保证水工结构和机电设备的正常运行是十分重要的，但维修不能完全消除设施的老化过程，因此到了一定时段，为了避免电站收入减少，以及运行维修费用的增加，更新改造仍是必须的。国外有专家把维修和更新改造对电站性能的影响定性地画出一幅曲线图，形象地表示更新、改造的时间。如图1所示，当电站性能降低到加速恶化前，就必须利用更新改造将其恢复到原设计水平；还可通过扩容等手段，进一步提高性能。如何确定这个点，就是我们所要研究的问题。
更新改造与维修和新建项目都有很大不同。并有可能陷于二者之间而被忽视，使决策人不能正确估计改造扩容的方案在满足水与能源增长的需求中的作用。这也是世界银行要求开发这种决策方法的原因，使决策人能够正确评估改造扩容的效益。
3改造扩容规划决策大纲的框架
法国电力公司编制的这个决策大纲为改造扩容项目提供了一个实用的决策方法，用以选择易于吸引投资、便于实施的优化项目。大纲的实施按下列6个步骤进行（见图2）：
1）先对大坝和水电站作一个基本情况评估，包括扩容和性能优化方案的鉴定；
2）对已明确的水量和电力供应、以及安全、环保与社会发展的需求进行审查；
3）根据上述2个步骤所取得的资料，明确可能改造扩容项目的规模；
4）以多条件定性分析的方法对一批可能的项目进行筛选，选出一批数目适当的项目供研究；
5）以多条件定量的方法对选出的项目进行排队，包括深入的经济分析以及确定风险等级、社会与环境性能、融资的可能情况和实施的时间进度等等；
6）对首选的几个项目编制一份实施计划，包括时间进度、预期的融资安排、设备采购措施、初步工作计划以及对可行性研究的任务要求。
上述大纲框架的最主要部分是各种需求的系统分析以及能否及时引入资金的情况，这二者影响最终结果。此外，这个大纲的方法也是为了将可比的项目数限制在合理的范围内，从而尽可能精简方案评估过程。
当然，这种方法并不能到处生搬硬套，而仍需要因地、因项目制宜，从明确主要目的开始，并对有些已经具备开工条件的项目多加考虑。
4改造、扩容的决策人与投资人需考虑的重点
除了上述决策方法外，法国电力公司还研究提出了一些建议供决策人和融、投资方考虑：
1）为便于旧电站基本情况评估，业主应建立并保存正确的运行、维修记录；
2）在决策过程中，应明确界定业主和运行单位各自应负的责任，以保证继续维护与改造扩容工作的顺利转换；
3）非结构性措施如水管理优化等应予充分挖掘；
4）改造、扩容实施（施工期）的“机会之窗”应充分论证、确定（如影响和费用损失最小的停机时间）；
5）在充分利用设备供应商的现代新技术的同时，独立专家在决策过程中的重要作用也应予以重视；
6）采取与决策过程中不同阶段相适应的创新、灵活的设备订购方式；
7）为保证改造、扩容效益的持续性，还应建立一套新的健全的电站维护方案；
8）决策人在考虑新设施的方案时，还应同时研究现有设施扩容的方案；
9）对改造扩容的项目应考虑其现有环境与社会情况的处置，适当分配合作伙伴之间的利益、成本和责任；
10）应采用适当的规程以保证改造扩容项目的合理开发与实施；
11）对有些不能产生直接效益的改造扩容项目，如大坝安全项目，则需要多边投资机构的支持；
12）必须提高各类决策人（如电力公司，有关部门和投融资商等等）对改造扩容的特殊效益的认识。
5资金筹集问题
改造扩容项目的内部收益率IBR是很有吸引力的，常可达到20％以上，可以说是典型的高收益项目。但是，水电站的改、扩工程在头几年内的资金流还是要比火电站等项目差，所以仍可能面临资金不足的挑战。从图2的进程中看，选择对投资人具有吸引力的项目是第4步（即项目筛选）所需注意的重要条件。
在水电站的改造、扩建项目中，采用公、私合作多渠道融资及分期投入的方式是可行的。对多机组的水电站，改造、扩建期较长，但只要在第一台机改、扩完工后，即可先行投产，资金收入情况就会好转。这种分期投产的方式可以减少对投资的需求，还可以降低工程成本。因此，项目业主应当充分利用改扩项目的这种分期投入的创新的方法。当然，在项目实施的初期，还是需要多边投资机构（这是从国际上说。但从国内说还是要政府机构）的支持，而在部分机组投产后，就可由私营企业接管，继续投资。对于一些资本金不足的私营企业，政府仍是重要的推动者和靠山。
6实例研究
实例研究之一：土耳其
土耳其具有世界水电资源的1％左右，土耳其电力总局（EUAS）和其他一些主管部门研究的成果表明，土耳其的技术经济可开发的水电资源为3500万kW，其中有340万kW正在开发施工中。
土耳其电力总局拥有100多座水电站，总装机容量1160万kW，其发电量为全国电力的113。这些电站中，有的是早在1902年投产的，容量从0．2～240万kW。直至2004年以前，还没有进行过改造工作。2004年，土耳其电力总局委托法国电力公司水电工程中心（EDF-CIH）制订一个规划大纲并对优选的项目提出一份可行性研究报告。该任务从2004年7月开始，2005年3月完成，并另由法国电力公司未参与该规划开发工作的几位工程师对规划大纲进行评估，以保证大纲为水电专家所理解，并有现实意义。
这个实例研究了在土耳其如何应用这个大纲，对决策有什么予期，大纲又怎样指导具体改造扩建项目的实施。在完成需求审查和原有设施基本情况的评估等过程后，确定了5个规模不同的项目，从一项设备的改造到整个电网全部设施的更新。该5个项目为：
1）更新135万kW的柯班电站；
2）对幼发拉底河流域所有水电站全面运行情况的更新；
3）对萨卡耶河流域主要水电站的改造；
4）提高少数几个主要水电站的水轮机效率；
5）改进少数几个主要（有战略意义的）水电站的服务设施，如担任旋转备用和全停电后的起动能力等等。
按照大纲工作步骤进行，柯班水电站被选为在土耳其进行改造、扩容的最佳项目。建在幼发拉底河上的柯班电站是土耳其第三大水电站，分两阶段建成的：柯班1站为4台15．75万kW，于1974年投产；柯班2站为4台18万kW，于1985年投产。
然后对柯班改造项目进行可行性研究，以确定项目的具体细节，包括所需成本与收益。该项目的改造任务为：
1）更新水轮机导叶以减少渗漏；
2）将柯班1站的发电机定子线圈更换为F级绝缘以增加机组出力；
3）将柯班2站的发电机定子接线恢复到原来的性能与效率；
4）改造频率与电压调节系统；
5）改造机组控制系统；
6）实施一套全自动控制系统。
根据评估结果，业主决定实施改造计划，于2006年开工，2011年完工。编制工程设计与设备订货任务的咨询单位已经选定。主要招标工作计划于2006年底起动。目前，业主正在为此筹资。
“大纲”在土耳其改、扩项目中的成功应用，说明其实用性，可作为决策者的有力工具，并适应国家在时间和任务范围方面的限制。该大纲可使改扩项目的决策和实施过程更为有效，并保证所选项目在水电对持续发展的一般贡献范畴内发挥全面效益。
实例研究之二：中国新疆
受世界银行委托，亚太地区小水电研究培训中心于2004年派专家组对新疆小水电作了系统调查，并对20余座电站作了深入的考察。考察报告认为新疆现有119万kW小水电站运行时间都已有20～40年，存在问题很多。经分析和初步规划、筛选，提出了有必要改造、技术上可行、且今后有能力归还贷款的15座小水电站，作为第一批改造项目，这批项目原有装机总容量10．4万千瓦，改造、扩容后可增容2．98万kW，约为原有装机容量的29％，需要投入资金约1亿元，平均每千瓦投资3600元，远低于当地新建电站投资6000～8000元／kW。说明更新改造的经济效益是十分明显的。
考察报告指出，现有小水电存在的问题为：机组性能落后，制造质量差；控制、保护设备陈旧，自动化程度低；机组部件磨损与汽蚀严重；有的设备严重老化，绝缘下降等等。并提出技术改造的规划方案与原则。对需要改造的电站进行分类，采取不同改造方式。针对电站具体情况，因地制宜、进行优化设计，紧密结合和妥善处理各个电站的不可变或不宜改变的制约条件，在有限的投资情况下，尽量增加年发电量、提高电站经济效益。不同电站大体分类如下：
1）需要对设备进行整体更换的；
2）主设备局部改造，辅机及电气控制、保护设备整体更换；
3）对现在的实际水头或流量比原设计大的或小的电站，可增容改造或减容改造。
改造规划除对上述各类改造提出了详细技术方案和措施，还对增容改造的电站提出了一些关键性技术环节。
从规划的原则、实施细则及其可操作性来看，和法国电力公司编制的“大纲”，有许多相似之处，又有一些不同之处，可以互为补充。利用二者结合的方法，可作为今后一个国家或一个地区小水电改造规划的指导，可能产生理想的效果。
参考文献：
1流域水电开发的环境效益分析
流域水电的建设可兼顾防洪、航运、供水、灌溉等多种水资源的开发利用。如果流域水电开发及其它水资源开发利用合理、正确，从宏观上分析，将对环境有所改善，是具有环境效益的。
1.1水电梯级开发可发挥梯级效益
梯级水电开发可提高水资源的利用率，协调水资源综合利用之间的矛盾，获得梯级效益。上游水电站水库调节径流可增大下游所有梯级水电站的保证出力和年发电量；上、下游水库联合调度，可协调发电和其它用水要求的矛盾；上游水电站削减洪峰、蓄存洪量，可提高下游各级水电站防洪标准，减小泄洪设施规模；上游电站水库有时可为下游电站缩短初期蓄水时间。梯级连续开发，可优化安排各级水电站的施工进度，施工期互相搭接施工高峰又互相错开，利用上游水库蓄水时机减少下游电站的施工导流流量，减少施工队伍转移的费用和时间，提高施工设备和场地的利用率，可缩短总体工期，减少总投资。
1.2发展水电清洁能源，减少环境污染
水力发电作为清洁能源被利用，水电不仅可以代替部分火电、核电，具有调峰的优点，在电网安全运行中起到重要的作用，还可提高水资源的利用效率而基本上不改变其水质，不排放污染物。例如[1]，在电网系统中，建设一个装机容量为2000MW的水电站代替同等规模的燃煤火电厂，这样每年可节约原煤500万t，减少排放二氧化硫24万t，减少排放氮氧化物4400万kg，一氧化碳115万kg，少产生废碴140万t，省却了火电厂所需要的冷却水运行和排放，既可节约水资源，又可避免对水环境造成热污染。因而发展水电，在取得相同电能的同时，可减少环境污染。
1.3减灾防灾，保护环境
近30年来，美国密西西比河流域由于洪水引起的直接损失达几十亿美元，在美国共计有40%以上的城市和1400万hm2的土地均遭受洪水的威胁；1970年水灾给罗马尼亚和匈牙利造成了100亿列伊和77亿福林的损失，淹没了约106万hm2的耕地，全部或部分淹没800多个居民点[2]；我国1998年洪水，主要为长江、松花江、西江、闽江洪水，受灾面积大，农田受灾面积2229万hm2，成灾面积l378万hm2，死亡4150人，倒塌房屋685万间，直接经济损失达2551亿元。水电站往往同时兼有抵御自然水文灾害的功能。水库运行可以调节河川径流，控制水位，梯级水库可联合调度调节，比单个水库更能提高抗御洪、涝、旱、碱等自然灾害的标准和降低灾害的影响程度，有效地保护生态环境及生物的生境，减少水灾和旱灾对人类及动、植物的破坏，减少水土流失和土壤侵蚀，减少洪水造成的污染扩散和疾病流行，为人们提供相对稳定、安全的生活和生产环境。
1.4水电站水库的人工湿地作用
水电开发，在一个流域上建设一个或多个水库。水库库区形成许多库湾，生长了多种水生植物和动物，成为人工湿地，为湿地动、植物提供了生存条件，因此在库区和库周会增加多种适合湿地环境的动、植物物种，提高了局部区域的生物多样性价值，增加了水域的综合功能。
人工湿地的形成，可改善当地的环境小气候条件。水库水体的影响，可使周围陆地性气候得以改善：无霜期延长、温差缩小、降低了最高气温、增加了湿度。有关的研究表明，水面上空空气的透明度比成片的房屋群高8%～10%；水面上空紫外线辐射比陆地高30%；水库或水域上的气温在炎热季要降低4～5℃；相对湿度提高10%～15%[1]。
黄河龙羊峡水库蓄水后，国电公司西北勘测设计院、青海省电力局和气象局于1990年就龙羊峡水库对局地气候的影响进行了观测研究。主要研究成果如下：
(1)对降水的影响。距离龙羊峡水库库岸10km左右范围内，年降水量增加约3%，距库岸较远的山区年降水量增加约12%，影响范围内的夜雨量增加明显。
(2)对湿度的影响。距离龙羊峡水库库岸10km左右范围内，全年各月相对湿度均有增加，其中冬季增加最明显，1月份增加24%。
(3)对气温的影响。距离龙羊峡水库库岸10km左右范围内，年平均气温略有升高，月平均气温其中有5个月升高，12月份升高最大为3℃，1月份升高1.2℃；6个月降低，10月份降低最大为0.7℃。而对这一范围以外的区域影响很小。
(4)对风的影响。对水库周围地区风的影响，主要表现为静风频率减少，“湖陆风”方向上风频的增加、风向转换时间变化和风速略有减小。
1.5水电站水库的景观与旅游作用
水电站水库形成人工湖泊，在功能上增加了美学和旅游价值。在水电开发的基础上，合理优化水工建筑物的布置和造型，并适当加以装饰设计，使其在景观上起到美化环境的作用。可根据具体要求和地势环境条件，修建人工港湾、池塘，放缓岸坡，建造森林公园、草坪、花圃及景观建筑，修建水上娱乐设施，组成新的水环境景观系统。北京十三陵抽水蓄能电站，在上池周围开辟了草坪、花坛，种植了树木，利用地势修筑了护坡，环池修建游览道路和一些景观建筑物，在上池旁的山顶将防火瞭望塔修成仿明古塔，电站的上池现己成为十三陵风景区的一个新景点。另外，利用电站工程弃碴填筑冲沟，形成人工阶地，经绿化美化并修筑了人工景观建筑物，建起了蟒山国家森林公园，现已成为旅游区[3]。国外如莫斯科的水体系统由希姆金水库、卡拉梅舍大水库、别列文水库、雅乌斯回水河段、莫斯科河等水体组成，将水体系统进行美化后，有很好的景观效果，成为市民休闲娱乐的风景区；在明斯克利用斯维斯洛奇河支流上的梯级电站水库和许多小池塘，修建了滑水专用水道、浴场、码头和森林公园等，成为旅游胜地[2]。
1.6水库的供水、灌溉对环境的改善
水电站水库有调整河道径流的作用，库水和发电后的下泄水具备稳定、可控制供水和灌溉的条件。
(1)供水：水库改善了抽水站取水的条件并利用势能使之降低造价；水库可以降低水中的含沙量、色度、氧化度等，使自来水厂净化简便；水库使河水水量、水质季节性变化减小，保证水厂运行的稳定、均衡，促进地区经济的发展，改善当地居民的生活环境，提高生活质量。
(2)灌溉：天然状态下的河流水资源，由于径流量的季节性变化，不可能保证流域内灌溉面积大幅度增加。建设水库后，径流得到充分利用，使灌溉面积大大增加，并使作物产量大幅度提高。有关研究表明，干旱和半干旱地区，水浇地的粮食收成比没有灌溉的高1～1.5倍；气候较湿润地区，灌溉后的收成可提高50%[2]。
2流域水电开发对环境的主要不利影响分析
流域水电开发，特别是梯级开发，一般规模较大，使流域的自然环境发生了改变,对环境产生若干不利影响，可分为施工期、水库初期蓄水期和运行期3个阶段进行分析。
2.1电站施工期对环境的不利影响
水电站施工期对环境的不利影响，主要表现在工程占地的影响、施工截流的影响、施工采石取土的影响和其它施工项目的影响。
2.1.1工程占地的影响
水电站开发要修筑水库及其它水工建筑物，需要占用较大面积的土地，可分为施工占地和工程占地。施工占地基本上属临时占地，对环境的影响主要是植被破坏、水土流夫等，影响为相对短期并可以恢复；工程占地主要是水库淹没占地，属永久占地，对环境的影响较大，水库淹没区达到了根本改变自然状态的程度。主要的影响是破坏原有的植被，对生态环境的影响；淹没原有部分耕地和村庄，造成移民搬迁和一些设施的迁建；特别是水库淹没区的移民，有些工程移民量很大，在移民搬迁和安置方面，建新的村镇，要搞基本建设，新开耕地要破坏植被，造成新的水土流失，并改变了局部自然条件，破坏了原有的区域生态平衡。
在水电梯级开发中，如工程施工安排合理，可减少施工占地。例如一个梯级工程的料场和部分施工占地，可同时为其它梯级工程服务，可减少那些工程的占地影响。
2.12施工采石、取土的影响
采石、取土施工对环境的主要影响是造成水土流失。
(1)采石施工。会破坏原有山体的表层植被，使表层较薄的土层流失；采石使山体原有形态发生变化，有些坡面变陡，并且爆破使岩石松动，容易造成流失，严重的可能发生塌方或泥石流，造成灾害性破坏；采石使山体，影响景观。
(2)取土施工。取土破坏植被，开挖面土层松动，容易造成水土流失；取土使表层具有一定肥力的土壤损失，特别是占用耕地取土，对施工后的覆垦很不利；取土场面，还容易造成扬尘；取土会损失部分土地资源。
2.1.3其它施工项目的影响
水电项目施工一般规模较大，施工人数和施工机械较多，又比较集中，对周围自然环境和社会环境产生一定影响，主要的影响分析如下。
(1)对水环境的影响。工程施工均在水系河道附近，场地平整、截流、围堰填筑、隧洞排水、砂石骨料加工冲洗、混凝土拌和浇筑及养护、化学灌浆、材料水上运输、施工机械冲洗、附属企业生产废水排放、施工营地生活污水排放、职工医院排放废水、垃圾、废料及化学药品等，都会对水域环境造成污染。
(2)施工弃碴对环境的影响。水电施工一般弃碴量较大，开挖山体、隧洞产生大量的废碴，堆放在固定的碴场，因此在设计碴场时就应考虑到环境影响。废碴中混有残留炸药、废油、废化学药品等，有些可能还有放射性物质。如果废碴处置不当，残留在其中的有害物质会对环境产生影响；碴场管理不好，会造成流失，严重的还会形成泥石流，对环境造成较强的破坏；有些堆碴占地会造成土地资源的损失；碴场影响自然景观。
(3)施工对大气环境的影响。工程施工爆破、骨料加工筛分、水泥仓库装卸、混凝土拌和、施工材料运输、施工机械运行等，造成施工场地扬尘、施工道路扬尘，影响大气环境质量。附属企业生产和施工营地生活燃煤烟气排放，其废气和悬浮颗粒物等对大气环境质量造成影响。
(4)施工噪声对环境的影响。施工噪声主要包括：开挖爆破噪声、施工机械运转噪声、骨料筛分作业噪声、砂石混凝土拌和系统生产噪声、机动车辆行驶噪声等。其中开挖爆破噪声属点噪声源，影响是瞬时和间断的；施工机械运转噪声也属点噪声源，影响一般是连续的；骨料筛分作业噪声、砂石混凝土拌和系统生产噪声，属固定线噪声源；机动车辆行驶噪声属运动噪声源。这些噪声，会在整个施工期中影响当地的声环境，施工结束后影响会自行消失。
(5)施工对交通的影响。施工截流，使局部河道条件和水文条件发生变化，水运通航受到影响，运输量和运输条件等都发生改变。施工期间，施工车辆大量增加，使道路车流量加大，增加当地公路交通的密度，会对交通条件产生影响。
(6)施工对人群健康的影响。水电站工程造成一定数量的居民搬迁、安置，这部分居民的生活环境将有较大程度的变化，可能会引起人群健康问题。例如：移民建镇使原来相对分散的居民集中居住，流行性疾病传染的机会增加；移民搬至安置区后，对该地区的地方病缺乏抗御能力等。施工期间，大量施工人员进入施工区，形成施工人群。人员高度集中，如当地有流行性疾病、地方病及自然疫源性疾病等，可能会蔓延和发展，或由外地人员带来其它传染病而成为主要流行病。另外，施工人群要进行施工作业，有些作业对人体安全和健康具有一定的影响，如：开挖爆破、接触一些有毒化学药品、高噪声机械操作、高粉尘作业等。
(7)其它影响。施工对附近地区的自然景观造成影响，破坏了景观的连续性和协调性。有些工程施工影响到文物古迹。
2.2水库初期蓄水阶段对环境的不利影响
水库初期蓄水阶段对环境的影响主要是对下游河道和下游用水的影响。当水库库容较小时初期蓄水时间较短，对下游的影响也较小，但库容大时，初期蓄水时间较长，对下游的影响较大。例如，吉林松江河水电梯级开发小山电站，初期蓄水时间约为2个月。在这期间使松江河干流下泄水量大幅度减少，影响了下游沿江村屯和抚松镇的生活、生产用水及林蛙的养殖；影响了两岸过江交通的影响；同时对下游北江水电站正常运行造成影响。为补偿以上影响，曾采取了相应的对策措施，合计补偿费用约194万元。
2.3电站运行期对环境的不利影响
水电站运行期对环境的不利影响可分为3个影响区来分析，即:河流、湖泊等水域水位升高区；水库相邻地区；下游及引水断流区。
2.3.1对河流、湖泊等水域水位升高区的影响
水电站运行后，水库蓄水便其上游部分河段和相连的湖泊等水域的水位升高。水电站运行期也是库区及库岸、水位升高区的重新平衡的过程，主要有3方面的影响：库区淤积和库岸浸蚀；蓄水对地质环境的影响；蓄水对周围地下水位的影响；蓄水对水生生物的影响。
(1)库区淤积和库岸浸蚀。水库蓄水后形成库盆，库区的淤积和库岸浸蚀，对库区水环境造成影响，并影响到水库的功能。大量的研究表明，水库淤积形成的主要来源为：从汇水流域进入水库的泥沙；由于库岸的改变、岛屿冲毁、库岸坡上不同的重力作用等产生的入库泥沙；由于水中悬移质沉降、淤积，成为库底沉积物，从而导致其重力固结、含水量减小、有机物质矿化。
山区中、小型水库淤积多为推移质泥沙，平原中、小型水库淤积多为悬移质泥沙，大型水库开阔地带的淤积既有悬移质泥沙又有推移质泥沙，水库沿岸地带和变动回水区则推移质居多。随着水库的运行年限的增加，库底淤积也会逐渐加重，淤积的面积也会逐渐增加。例如伏尔加河上的库伊贝舍夫水库，建库5年淤积占库底总面积的22.5%，8年后增加到32.5%；鄂毕河上的新西伯利亚水库，建库8年淤积占库底总面积的55.0%，14年后增加到69.6%[2]。
从水库蓄水开始，由于侵蚀作用和堆积作用，在新的水边线地带开始了库岸形成的过程。大型水库的运行经验表明，库岸的形成正是冲蚀和堆积直接作用的结果，从地质、地球化学和生态过程角度分析，库岸可分为多种类型：以崩塌、坍落、侵蚀、滑坡、流沙和剥蚀等形式表现的库岸为冲蚀型库岸；以地球化学作用和冲蚀作用为主形成的库岸为冲蚀—喀斯特型库岸；以生态作用和冲蚀作用结合情况下形成的库岸为冲蚀一泥炭型库岸及其它类型的库岸；在地质、地球化学和生物过程和堆积共同作用下，形成泥沙三角洲库岸、淤泥盐岩型、漂浮泥炭型、贝壳泥炭型、贝壳石灰岩型和芦苇植物型库岸[2]。
水库发育，除了库岸形成外，还有其它过程和现象，如：淹没、浸没、地下水位上升及上升区岩层的物理力学性质变化等，水库沿岸地带形成新的工程地质条件。在水库淤积和库岸形成的过程中，会造成水土流失、生态环境变化、水质的变化等，水库运行后，在较长的时间里，逐渐形成工程与自然环境新的协调和平衡。
(2)蓄水对地质环境的影响。水库蓄水后会诱发地震，1973年在伦敦举行了第一次关于水库与地震的学术会议，1979年在新德里召开了关于大坝安全与地震问题的国际大坝会议，1980年在伦敦又召开了全英工程师学会关于这一问题的学术讨论会。
(3)蓄水对周围地下水位的影响。水库蓄水后，将导致沿岸地带水文地质条件实质性的改变，首先是地下水状态发生变化，水库渗漏在最初几年中较为剧烈，对含水层影响最大。通常在水库的近坝部分出现地下水升高的最大值，而在水库上游，地下水位升高则相应较小，影响范围也小。
水库周围的地下水位升高会引起土地的浸没和沼泽化。当地下水位上升到距地面1.0～1.5m，干旱地区达到2.0～3.0m时，浸没就开始了，当潜水层达到耕作层时，造成土壤湿度过大，以至大多数包气带破坏，结果是使大片土地沼泽化。在森林和森林草原地区库岸沼泽化相对严重，在干旱气候条件下，土壤常会发生盐渍化。水库影响区域浸没带的形成，地下水位升高，区域自然综合体发生改变，生态环境发生变化，生物物种、种群结构、生物量等都会随之改变。原有的生态结构被破坏，需经过较长的时间，才能达到新的平衡。
(4)蓄水对水生生物的影响。水库蓄水后，使部分陆地变成为水域，浅水变成了深水，流动的水变成相对静止的水，电站运行及汛期泄水等，都会对水生生物造成影响。
①对水生动物的影响：水域由河道型变为湖泊型，使得水生动物的区系组成发生了变化。对鱼类的影响较大，主要有迫迁，即水库蓄水和泄水淹没和冲毁鱼类原有的产卵场地，改变产卵的水文条件；对洄游鱼类的阻隔，大坝切断了天然河道或江河与湖泊之间的通道，使鱼类觅食洄游和生殖洄游受阻；对鱼的伤害，鱼类经过溢洪道、水轮机等，因高压高速水流的冲击而受伤和死亡。例如，美国的哥伦比亚河和斯内克河，每年汛期大坝泄洪，因含氮气过饱和造成幼萨门鱼死亡。又如，美国缅因州的爱德华水电站，始建于1830年，坝长280m，主要功能为发电。但水坝妨碍了鲑鱼、条纹鲈鱼和其它6种鱼类洄游产卵繁殖，造成对水生生态的破坏，为此联邦政府下令强行拆除电站。
②对水生植物的影响：主要是对浮游植物和高等水生植物的影响。水库形成的头几年，对浮游植物区系组成、生物量、初级生产力等都产生影响，常因藻类的大量繁殖而加重水库的富营养化，影响水库的水质。对高等水生植物的直接影响主要是淹没，间接改变了水域的形态特性、土壤、水的营养性能、水位状况和原始种源，而影响了高等水生植物的生存和生长。
③对底栖生物的影响：主要是建库后水文条件、水温、水质和底质的变化对底栖生物组成及生物量的影响。
2.3.2对水库相邻地区的影响
对水库相邻地区的影响，主要是对库周地区的生态环境的影响，即对生物地理群落的影响。水库淹没使林地减少，人为生产活动的增加，使林地等植被遭到破坏，人工生态恢复又需要一定的时间，使植物资源量减少。由此，破坏了部分野生动、植物的生境，使野生动物和植物种类减少，数量下降，森林植物群落减少，使生物多样性受到影响。
2.3.3对下游及引水断流区的影响
(1)水电站调峰运行对下游的影响。有些水电站运行期中有调峰运行时段，有的水电站在电网中就是调峰电站。调峰运行是根据电网中用电的需求情况进行调节，因此，发电向下游泄水量随需要而变化，对下游地区的航运和用水有影响。但可以通过一些措施来解决，如：控制下泄的保证水量；监控上游来水量，合理安排电站运行调度；根据电网总的用电峰、谷规律，适时预报，将信息及时传达到下游等。广东省北江飞来峡水利枢纽，其电站具有不完全日调节能力，参与系统调峰运行。电站的调峰运行是根据电力系统的负荷情况和水库天然来水情况进行。当天然来水量在250～630m3/s时，电站调峰工作容量约在9～14万kW;枯水期一般可调峰2～4h,时段为18～21点。电站调峰运行同样要保证水库下泄流量≥200m3/s，满足了下游正常通航和用水的要求，在枯水期这一下泄流量改变了建库前下游的断航状态。
(2)对引水式电站断流段的影响。引水式电站是利用天然河道落差，由引水系统集中发电水头的电站；还有些电站既用挡水建筑物、又用引水系统共同集中发电水头，成为混合式水电站。引水式电站会造成挡水建筑物至发电厂房段的河道断流，或是永久性断流，或是间断性断流，跨流域引水发电，可造成较长河段的断流或流量减少。河道断流造成的影响很大，主要是对森林植物、动物的栖息环境、断流段的小气候等生态环境的影响，这种影响往往是破坏性的和不可逆转的。必须要采取必要的可行措施，来保护断流段的生态环境，如：从挡水建筑物下泄一定的水量，保证该段的生态环境用水，将这部分水称为生态需水量，或称最小生态用水量。
4结语
(1)水电开发项目，特别是梯级开发，是河流流域水资源利用的宏伟工程，它既可以改造自然，造福人类，又可以对环境造成一定程度的破坏。水电开发对环境影响的研究，就是要将问题提出，要明确工程建设与环境之间的关系，有助于工程环境影响评价工作质量的提高，有利于处理好建设项目与环境保护之间的矛盾。
(2)要努力做到水电开发建设与环境保护协调发展，在水资源开发利用的同时，注意针对由于开发项目造成的环境问题，采取强有力的环保对策和措施，使工程对环境的影响减到最小，使受到破坏的环境尽快得到恢复。并注意在水电工程建设时，应尽量兼顾当地环境问题的解决。
(3)河流流域是一个完整的生态系统，流域水电梯级开发对环境的影响，不同于单一电站对环境的影响，在空间尺度上、时间尺度上、影响内容上、评价方法和目标上，都有差别。应在单个水电站环境影响研究和评价的基础上，进一步开展水电梯级开发对流域累积环境影响的研究，主要包括：累积环境影响的基本概念和理论；累积影响形成的主要途径；累积影响的评价方法和模式的构建；评价的指标体系等。
(4)目前，应尽早开展流域开发的环境影响评价工作。在流域水资源综合开发规划阶段，就要进行环境影响评价，以期在流域开发决策前，对流域资源的合理利用、自然环境、生态系统的结构和功能、流域环境的承载能力、区域污染源和污染物排放总量控制、污染防止措施等方面进行评估和论证，按区域经济可持续发展的要求，调整流域开发方案。
参考文献：
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[2]Γ.B.沃洛巴耶夫、A.B.阿瓦克扬主编，李砚阁、程玉慧等译，杨景辉等校.水库及其环境影响[M].北京：中国环境科学出版社，1994.
[3]刘兰芬，陈凯麒，朱瑶.十三陵抽水蓄能电站工程的水土保持及景观恢复措施效果分析[J].电力环境保护，2000，16(3).
[4]中国水力发电年鉴编辑委员会.中国水力发电年鉴第五卷，1995-1997[M].北京：中国电力出版社，1998.
[5]国家环境保护总局自然生态保护司编.非污染生态影响评价技术导则培训教材[M].北京：中国环境科学出版社，1999.
[6]蔡贻谟，郭震远等编著.环境影响评价手册[M].北京：中国环境科学出版社，1997.
关键词：河流流域水电开发梯级水电开发环境效益环境影响
上世纪70年代末，我国开始重视水利水电工程的环境影响问题，有关的研究也开始增多。1988年12月颁布了《水利水电工程环境影响评价规范》（试行）（SDJ302-88），使得水利水电工程的环境影响评价工作更加规范和深入。1992年11月颁布《江河流域规划环境影响评价规范》（SL45-92），强调流域规划要把流域的环境保护作为目标，首次规定了流域规划要进行环境影响评价。1993年国家环境保护局了《环境影响评价技术导则》(HJ/T2.1～2.3-93)，1997年11月又了《环境影响评价技术导则—非污染生态影响》(HJ/T19-1997)，明确指出《导则》是水电及梯级水电开发项目环评的技术指导性文件。迄今为止，我国的水电开发多是进行单项工程的环境影响评价，而梯级开发的环境影响评价很少。笔者结合单项工程和梯级开发工程，对环境的影响进行研究。
1流域水电开发的环境效益分析
流域水电的建设可兼顾防洪、航运、供水、灌溉等多种水资源的开发利用。如果流域水电开发及其它水资源开发利用合理、正确，从宏观上分析，将对环境有所改善，是具有环境效益的。
1.1水电梯级开发可发挥梯级效益
梯级水电开发可提高水资源的利用率，协调水资源综合利用之间的矛盾，获得梯级效益。上游水电站水库调节径流可增大下游所有梯级水电站的保证出力和年发电量；上、下游水库联合调度，可协调发电和其它用水要求的矛盾；上游水电站削减洪峰、蓄存洪量，可提高下游各级水电站防洪标准，减小泄洪设施规模；上游电站水库有时可为下游电站缩短初期蓄水时间。梯级连续开发，可优化安排各级水电站的施工进度，施工期互相搭接施工高峰又互相错开，利用上游水库蓄水时机减少下游电站的施工导流流量，减少施工队伍转移的费用和时间，提高施工设备和场地的利用率，可缩短总体工期，减少总投资。
1.2发展水电清洁能源，减少环境污染
水力发电作为清洁能源被利用，水电不仅可以代替部分火电、核电，具有调峰的优点，在电网安全运行中起到重要的作用，还可提高水资源的利用效率而基本上不改变其水质，不排放污染物。例如[1]，在电网系统中，建设一个装机容量为2000MW的水电站代替同等规模的燃煤火电厂，这样每年可节约原煤500万t，减少排放二氧化硫24万t，减少排放氮氧化物4400万kg，一氧化碳115万kg，少产生废碴140万t，省却了火电厂所需要的冷却水运行和排放，既可节约水资源，又可避免对水环境造成热污染。因而发展水电，在取得相同电能的同时，可减少环境污染。
1.3减灾防灾，保护环境
近30年来，美国密西西比河流域由于洪水引起的直接损失达几十亿美元，在美国共计有40%以上的城市和1400万hm2的土地均遭受洪水的威胁；1970年水灾给罗马尼亚和匈牙利造成了100亿列伊和77亿福林的损失，淹没了约106万hm2的耕地，全部或部分淹没800多个居民点[2]；我国1998年洪水，主要为长江、松花江、西江、闽江洪水，受灾面积大，农田受灾面积2229万hm2，成灾面积l378万hm2，死亡4150人，倒塌房屋685万间，直接经济损失达2551亿元。水电站往往同时兼有抵御自然水文灾害的功能。水库运行可以调节河川径流，控制水位，梯级水库可联合调度调节，比单个水库更能提高抗御洪、涝、旱、碱等自然灾害的标准和降低灾害的影响程度，有效地保护生态环境及生物的生境，减少水灾和旱灾对人类及动、植物的破坏，减少水土流失和土壤侵蚀，减少洪水造成的污染扩散和疾病流行，为人们提供相对稳定、安全的生活和生产环境。
1.4水电站水库的人工湿地作用
水电开发，在一个流域上建设一个或多个水库。水库库区形成许多库湾，生长了多种水生植物和动物，成为人工湿地，为湿地动、植物提供了生存条件，因此在库区和库周会增加多种适合湿地环境的动、植物物种，提高了局部区域的生物多样性价值，增加了水域的综合功能。
人工湿地的形成，可改善当地的环境小气候条件。水库水体的影响，可使周围陆地性气候得以改善：无霜期延长、温差缩小、降低了最高气温、增加了湿度。有关的研究表明，水面上空空气的透明度比成片的房屋群高8%～10%；水面上空紫外线辐射比陆地高30%；水库或水域上的气温在炎热季要降低4～5℃；相对湿度提高10%～15%[1]。
黄河龙羊峡水库蓄水后，国电公司西北勘测设计院、青海省电力局和气象局于1990年就龙羊峡水库对局地气候的影响进行了观测研究。主要研究成果如下：
(1)对降水的影响。距离龙羊峡水库库岸10km左右范围内，年降水量增加约3%，距库岸较远的山区年降水量增加约12%，影响范围内的夜雨量增加明显。
(2)对湿度的影响。距离龙羊峡水库库岸10km左右范围内，全年各月相对湿度均有增加，其中冬季增加最明显，1月份增加24%。
(3)对气温的影响。距离龙羊峡水库库岸10km左右范围内，年平均气温略有升高，月平均气温其中有5个月升高，12月份升高最大为3℃，1月份升高1.2℃；6个月降低，10月份降低最大为0.7℃。而对这一范围以外的区域影响很小。
(4)对风的影响。对水库周围地区风的影响，主要表现为静风频率减少，“湖陆风”方向上风频的增加、风向转换时间变化和风速略有减小。
.5水电站水库的景观与旅游作用
水电站水库形成人工湖泊，在功能上增加了美学和旅游价值。在水电开发的基础上，合理优化水工建筑物的布置和造型，并适当加以装饰设计，使其在景观上起到美化环境的作用。可根据具体要求和地势环境条件，修建人工港湾、池塘，放缓岸坡，建造森林公园、草坪、花圃及景观建筑，修建水上娱乐设施，组成新的水环境景观系统。北京十三陵抽水蓄能电站，在上池周围开辟了草坪、花坛，种植了树木，利用地势修筑了护坡，环池修建游览道路和一些景观建筑物，在上池旁的山顶将防火瞭望塔修成仿明古塔，电站的上池现己成为十三陵风景区的一个新景点。另外，利用电站工程弃碴填筑冲沟，形成人工阶地，经绿化美化并修筑了人工景观建筑物，建起了蟒山国家森林公园，现已成为旅游区[3]。国外如莫斯科的水体系统由希姆金水库、卡拉梅舍大水库、别列文水库、雅乌斯回水河段、莫斯科河等水体组成，将水体系统进行美化后，有很好的景观效果，成为市民休闲娱乐的风景区；在明斯克利用斯维斯洛奇河支流上的梯级电站水库和许多小池塘，修建了滑水专用水道、浴场、码头和森林公园等，成为旅游胜地[2]。
1.6水库的供水、灌溉对环境的改善
水电站水库有调整河道径流的作用，库水和发电后的下泄水具备稳定、可控制供水和灌溉的条件。
(1)供水：水库改善了抽水站取水的条件并利用势能使之降低造价；水库可以降低水中的含沙量、色度、氧化度等，使自来水厂净化简便；水库使河水水量、水质季节性变化减小，保证水厂运行的稳定、均衡，促进地区经济的发展，改善当地居民的生活环境，提高生活质量。
(2)灌溉：天然状态下的河流水资源，由于径流量的季节性变化，不可能保证流域内灌溉面积大幅度增加。建设水库后，径流得到充分利用，使灌溉面积大大增加，并使作物产量大幅度提高。有关研究表明，干旱和半干旱地区，水浇地的粮食收成比没有灌溉的高1～1.5倍；气候较湿润地区，灌溉后的收成可提高50%[2]。
2流域水电开发对环境的主要不利影响分析
流域水电开发，特别是梯级开发，一般规模较大，使流域的自然环境发生了改变,对环境产生若干不利影响，可分为施工期、水库初期蓄水期和运行期3个阶段进行分析。
2.1电站施工期对环境的不利影响
水电站施工期对环境的不利影响，主要表现在工程占地的影响、施工截流的影响、施工采石取土的影响和其它施工项目的影响。
2.1.1工程占地的影响
水电站开发要修筑水库及其它水工建筑物，需要占用较大面积的土地，可分为施工占地和工程占地。施工占地基本上属临时占地，对环境的影响主要是植被破坏、水土流夫等，影响为相对短期并可以恢复；工程占地主要是水库淹没占地，属永久占地，对环境的影响较大，水库淹没区达到了根本改变自然状态的程度。主要的影响是破坏原有的植被，对生态环境的影响；淹没原有部分耕地和村庄，造成移民搬迁和一些设施的迁建；特别是水库淹没区的移民，有些工程移民量很大，在移民搬迁和安置方面，建新的村镇，要搞基本建设，新开耕地要破坏植被，造成新的水土流失，并改变了局部自然条件，破坏了原有的区域生态平衡。
在水电梯级开发中，如工程施工安排合理，可减少施工占地。例如一个梯级工程的料场和部分施工占地，可同时为其它梯级工程服务，可减少那些工程的占地影响。
2.12施工采石、取土的影响
采石、取土施工对环境的主要影响是造成水土流失。
(1)采石施工。会破坏原有山体的表层植被，使表层较薄的土层流失；采石使山体原有形态发生变化，有些坡面变陡，并且爆破使岩石松动，容易造成流失，严重的可能发生塌方或泥石流，造成灾害性破坏；采石使山体，影响景观。
(2)取土施工。取土破坏植被，开挖面土层松动，容易造成水土流失；取土使表层具有一定肥力的土壤损失，特别是占用耕地取土，对施工后的覆垦很不利；取土场面，还容易造成扬尘；取土会损失部分土地资源。
2.1.3其它施工项目的影响
水电项目施工一般规模较大，施工人数和施工机械较多，又比较集中，对周围自然环境和社会环境产生一定影响，主要的影响分析如下。
(1)对水环境的影响。工程施工均在水系河道附近，场地平整、截流、围堰填筑、隧洞排水、砂石骨料加工冲洗、混凝土拌和浇筑及养护、化学灌浆、材料水上运输、施工机械冲洗、附属企业'''');">企业生产废水排放、施工营地生活污水排放、职工医院排放废水、垃圾、废料及化学药品等，都会对水域环境造成污染。
(2)施工弃碴对环境的影响。水电施工一般弃碴量较大，开挖山体、隧洞产生大量的废碴，堆放在固定的碴场，因此在设计碴场时就应考虑到环境影响。废碴中混有残留炸药、废油、废化学药品等，有些可能还有放射性物质。如果废碴处置不当，残留在其中的有害物质会对环境产生影响；碴场管理不好，会造成流失，严重的还会形成泥石流，对环境造成较强的破坏；有些堆碴占地会造成土地资源的损失；碴场影响自然景观。
(3)施工对大气环境的影响。工程施工爆破、骨料加工筛分、水泥仓库装卸、混凝土拌和、施工材料运输、施工机械运行等，造成施工场地扬尘、施工道路扬尘，影响大气环境质量。附属企业生产和施工营地生活燃煤烟气排放，其废气和悬浮颗粒物等对大气环境质量造成影响。
(4)施工噪声对环境的影响。施工噪声主要包括：开挖爆破噪声、施工机械运转噪声、骨料筛分作业噪声、砂石混凝土拌和系统生产噪声、机动车辆行驶噪声等。其中开挖爆破噪声属点噪声源，影响是瞬时和间断的；施工机械运转噪声也属点噪声源，影响一般是连续的；骨料筛分作业噪声、砂石混凝土拌和系统生产噪声，属固定线噪声源；机动车辆行驶噪声属运动噪声源。这些噪声，会在整个施工期中影响当地的声环境，施工结束后影响会自行消失。
(5)施工对交通的影响。施工截流，使局部河道条件和水文条件发生变化，水运通航受到影响，运输量和运输条件等都发生改变。施工期间，施工车辆大量增加，使道路车流量加大，增加当地公路交通的密度，会对交通条件产生影响。
(6)施工对人群健康的影响。水电站工程造成一定数量的居民搬迁、安置，这部分居民的生活环境将有较大程度的变化，可能会引起人群健康问题。例如：移民建镇使原来相对分散的居民集中居住，流行性疾病传染的机会增加；移民搬至安置区后，对该地区的地方病缺乏抗御能力等。施工期间，大量施工人员进入施工区，形成施工人群。人员高度集中，如当地有流行性疾病、地方病及自然疫源性疾病等，可能会蔓延和发展，或由外地人员带来其它传染病而成为主要流行病。另外，施工人群要进行施工作业，有些作业对人体安全和健康具有一定的影响，如：开挖爆破、接触一些有毒化学药品、高噪声机械操作、高粉尘作业等。
(7)其它影响。施工对附近地区的自然景观造成影响，破坏了景观的连续性和协调性。有些工程施工影响到文物古迹。
2.2水库初期蓄水阶段对环境的不利影响
水库初期蓄水阶段对环境的影响主要是对下游河道和下游用水的影响。当水库库容较小时初期蓄水时间较短，对下游的影响也较小，但库容大时，初期蓄水时间较长，对下游的影响较大。例如，吉林松江河水电梯级开发小山电站，初期蓄水时间约为2个月。在这期间使松江河干流下泄水量大幅度减少，影响了下游沿江村屯和抚松镇的生活、生产用水及林蛙的养殖；影响了两岸过江交通的影响；同时对下游北江水电站正常运行造成影响。为补偿以上影响，曾采取了相应的对策措施，合计补偿费用约194万元。
2.3电站运行期对环境的不利影响
水电站运行期对环境的不利影响可分为3个影响区来分析，即:河流、湖泊等水域水位升高区；水库相邻地区；下游及引水断流区。
2.3.1对河流、湖泊等水域水位升高区的影响
水电站运行后，水库蓄水便其上游部分河段和相连的湖泊等水域的水位升高。水电站运行期也是库区及库岸、水位升高区的重新平衡的过程，主要有3方面的影响：库区淤积和库岸浸蚀；蓄水对地质环境的影响；蓄水对周围地下水位的影响；蓄水对水生生物的影响。
(1)库区淤积和库岸浸蚀。水库蓄水后形成库盆，库区的淤积和库岸浸蚀，对库区水环境造成影响，并影响到水库的功能。大量的研究表明，水库淤积形成的主要来源为：从汇水流域进入水库的泥沙；由于库岸的改变、岛屿冲毁、库岸坡上不同的重力作用等产生的入库泥沙；由于水中悬移质沉降、淤积，成为库底沉积物，从而导致其重力固结、含水量减小、有机物质矿化。
山区中、小型水库淤积多为推移质泥沙，平原中、小型水库淤积多为悬移质泥沙，大型水库开阔地带的淤积既有悬移质泥沙又有推移质泥沙，水库沿岸地带和变动回水区则推移质居多。随着水库的运行年限的增加，库底淤积也会逐渐加重，淤积的面积也会逐渐增加。例如伏尔加河上的库伊贝舍夫水库，建库5年淤积占库底总面积的22.5%，8年后增加到32.5%；鄂毕河上的新西伯利亚水库，建库8年淤积占库底总面积的55.0%，14年后增加到69.6%[2]。
从水库蓄水开始，由于侵蚀作用和堆积作用，在新的水边线地带开始了库岸形成的过程。大型水库的运行经验表明，库岸的形成正是冲蚀和堆积直接作用的结果，从地质、地球化学和生态过程角度分析，库岸可分为多种类型：以崩塌、坍落、侵蚀、滑坡、流沙和剥蚀等形式表现的库岸为冲蚀型库岸；以地球化学作用和冲蚀作用为主形成的库岸为冲蚀—喀斯特型库岸；以生态作用和冲蚀作用结合情况下形成的库岸为冲蚀一泥炭型库岸及其它类型的库岸；在地质、地球化学和生物过程和堆积共同作用下，形成泥沙三角洲库岸、淤泥盐岩型、漂浮泥炭型、贝壳泥炭型、贝壳石灰岩型和芦苇植物型库岸[2]。
水库发育，除了库岸形成外，还有其它过程和现象，如：淹没、浸没、地下水位上升及上升区岩层的物理力学性质变化等，水库沿岸地带形成新的工程地质条件。在水库淤积和库岸形成的过程中，会造成水土流失、生态环境变化、水质的变化等，水库运行后，在较长的时间里，逐渐形成工程与自然环境新的协调和平衡。
(2)蓄水对地质环境的影响。水库蓄水后会诱发地震，1973年在伦敦举行了第一次关于水库与地震的学术会议，1979年在新德里召开了关于大坝安全与地震问题的国际大坝会议，1980年在伦敦又召开了全英工程师学会关于这一问题的学术讨论会。
(3)蓄水对周围地下水位的影响。水库蓄水后，将导致沿岸地带水文地质条件实质性的改变，首先是地下水状态发生变化，水库渗漏在最初几年中较为剧烈，对含水层影响最大。通常在水库的近坝部分出现地下水升高的最大值，而在水库上游，地下水位升高则相应较小，影响范围也小。
水库周围的地下水位升高会引起土地的浸没和沼泽化。当地下水位上升到距地面1.0～1.5m，干旱地区达到2.0～3.0m时，浸没就开始了，当潜水层达到耕作层时，造成土壤湿度过大，以至大多数包气带破坏，结果是使大片土地沼泽化。在森林和森林草原地区库岸沼泽化相对严重，在干旱气候条件下，土壤常会发生盐渍化。水库影响区域浸没带的形成，地下水位升高，区域自然综合体发生改变，生态环境发生变化，生物物种、种群结构、生物量等都会随之改变。原有的生态结构被破坏，需经过较长的时间，才能达到新的平衡。
(4)蓄水对水生生物的影响。水库蓄水后，使部分陆地变成为水域，浅水变成了深水，流动的水变成相对静止的水，电站运行及汛期泄水等，都会对水生生物造成影响。
①对水生动物的影响：水域由河道型变为湖泊型，使得水生动物的区系组成发生了变化。对鱼类的影响较大，主要有迫迁，即水库蓄水和泄水淹没和冲毁鱼类原有的产卵场地，改变产卵的水文条件；对洄游鱼类的阻隔，大坝切断了天然河道或江河与湖泊之间的通道，使鱼类觅食洄游和生殖洄游受阻；对鱼的伤害，鱼类经过溢洪道、水轮机等，因高压高速水流的冲击而受伤和死亡。例如，美国的哥伦比亚河和斯内克河，每年汛期大坝泄洪，因含氮气过饱和造成幼萨门鱼死亡。又如，美国缅因州的爱德华水电站，始建于1830年，坝长280m，主要功能为发电。但水坝妨碍了鲑鱼、条纹鲈鱼和其它6种鱼类洄游产卵繁殖，造成对水生生态的破坏，为此联邦政府下令强行拆除电站。
②对水生植物的影响：主要是对浮游植物和高等水生植物的影响。水库形成的头几年，对浮游植物区系组成、生物量、初级生产力等都产生影响，常因藻类的大量繁殖而加重水库的富营养化，影响水库的水质。对高等水生植物的直接影响主要是淹没，间接改变了水域的形态特性、土壤、水的营养性能、水位状况和原始种源，而影响了高等水生植物的生存和生长。
③对底栖生物的影响：主要是建库后水文条件、水温、水质和底质的变化对底栖生物组成及生物量的影响。
2.3.2对水库相邻地区的影响
对水库相邻地区的影响，主要是对库周地区的生态环境的影响，即对生物地理群落的影响。水库淹没使林地减少，人为生产活动的增加，使林地等植被遭到破坏，人工生态恢复又需要一定的时间，使植物资源量减少。由此，破坏了部分野生动、植物的生境，使野生动物和植物种类减少，数量下降，森林植物群落减少，使生物多样性受到影响。
2.3.3对下游及引水断流区的影响
(1)水电站调峰运行对下游的影响。有些水电站运行期中有调峰运行时段，有的水电站在电网中就是调峰电站。调峰运行是根据电网中用电的需求情况进行调节，因此，发电向下游泄水量随需要而变化，对下游地区的航运和用水有影响。但可以通过一些措施来解决，如：控制下泄的保证水量；监控上游来水量，合理安排电站运行调度；根据电网总的用电峰、谷规律，适时预报，将信息及时传达到下游等。广东省北江飞来峡水利枢纽，其电站具有不完全日调节能力，参与系统调峰运行。电站的调峰运行是根据电力系统的负荷情况和水库天然来水情况进行。当天然来水量在250～630m3/s时，电站调峰工作容量约在9～14万kW;枯水期一般可调峰2～4h,时段为18～21点。电站调峰运行同样要保证水库下泄流量≥200m3/s，满足了下游正常通航和用水的要求，在枯水期这一下泄流量改变了建库前下游的断航状态。
(2)对引水式电站断流段的影响。引水式电站是利用天然河道落差，由引水系统集中发电水头的电站；还有些电站既用挡水建筑物、又用引水系统共同集中发电水头，成为混合式水电站。引水式电站会造成挡水建筑物至发电厂房段的河道断流，或是永久性断流，或是间断性断流，跨流域引水发电，可造成较长河段的断流或流量减少。河道断流造成的影响很大，主要是对森林植物、动物的栖息环境、断流段的小气候等生态环境的影响，这种影响往往是破坏性的和不可逆转的。必须要采取必要的可行措施，来保护断流段的生态环境，如：从挡水建筑物下泄一定的水量，保证该段的生态环境用水，将这部分水称为生态需水量，或称最小生态用水量。
4结语
(1)水电开发项目，特别是梯级开发，是河流流域水资源利用的宏伟工程，它既可以改造自然，造福人类，又可以对环境造成一定程度的破坏。水电开发对环境影响的研究，就是要将问题提出，要明确工程建设与环境之间的关系，有助于工程环境影响评价工作质量的提高，有利于处理好建设项目与环境保护之间的矛盾。
(2)要努力做到水电开发建设与环境保护协调发展，在水资源开发利用的同时，注意针对由于开发项目造成的环境问题，采取强有力的环保对策和措施，使工程对环境的影响减到最小，使受到破坏的环境尽快得到恢复。并注意在水电工程建设时，应尽量兼顾当地环境问题的解决。
(3)河流流域是一个完整的生态系统，流域水电梯级开发对环境的影响，不同于单一电站对环境的影响，在空间尺度上、时间尺度上、影响内容上、评价方法和目标上，都有差别。应在单个水电站环境影响研究和评价的基础上，进一步开展水电梯级开发对流域累积环境影响的研究，主要包括：累积环境影响的基本概念和理论；累积影响形成的主要途径；累积影响的评价方法和模式的构建；评价的指标体系等。
(4)目前，应尽早开展流域开发的环境影响评价工作。在流域水资源综合开发规划阶段，就要进行环境影响评价，以期在流域开发决策前，对流域资源的合理利用、自然环境、生态系统的结构和功能、流域环境的承载能力、区域污染源和污染物排放总量控制、污染防止措施等方面进行评估和论证，按区域经济可持续发展的要求，调整流域开发方案。
参考文献：
[1]方子云编著.水利建设的环境效应分析与量化[M].北京：中国环境科学出版社，1993.
[2]Γ.B.沃洛巴耶夫、A.B.阿瓦克扬主编，李砚阁、程玉慧等译，杨景辉等校.水库及其环境影响[M].北京：中国环境科学出版社，1994.
[3]刘兰芬，陈凯麒，朱瑶.十三陵抽水蓄能电站工程的水土保持及景观恢复措施效果分析[J].电力环境保护，2000，16(3).
[4]中国水力发电年鉴编辑委员会.中国水力发电年鉴第五卷，1995-1997[M].北京：中国电力出版社，1998.
关键词：高层酒店;给水系统;热水系统;消防系统
1工程概况
本项目位于徐州市中心位置，东、北面毗邻景观人工湖，西面为城市干道。在酒店设计中，根据酒店用地周围的环境景观优势，把酒店定义为四星级度假酒店，分别由一栋19层高酒店客房主楼和一栋31层的高档公寓+酒店组成。酒店客房设计引入大开间大面宽，加上时尚的开放式观景浴室。在酒店的配套设施上，除了酒店应具备的功能服务设施以外，扩大了餐饮服务的能力及覆盖的范围，提高了酒店附属设施的价值。用地面积22320m2，总建筑面积89440m2，其中地上建筑面积75160m2，地下建筑面积14280m2，建筑高度为97m，地下1层为变电室、设备用房，车库等。
2给水系统设计
2.1外部水源条件
本工程的供水水源为市政水源，分别从市政管网引入DN150供水管两条，各自经过水表井后，在红线内连成环网，管径为DN200。市政给水管道的供水压力为0.14MPa。
本工程室内消火栓系统、自动喷水灭火系统的消防用水由室外消防水泵房供给。
2.2用水量及耗热量
2.2.1生活用水量
本工程最高日用水量为：442m3/天，最高日最高时用水量为：44.7m3/h。其中：酒店部分最高日用水量235m3/天，公寓部分最高日用水量195m3/天；酒店部分最高时用水量24.4m3/h，公寓部分最高时用水量20.3m3/h；停车库地面冲洗水量为：12m3/次。
2.2.2热水耗热量
热水设计小时耗热量为：1852KW；设计小时热水用量为：29m3/h。其中：酒店部分设计小时耗热量为1398.5KW，设计小时热水量为21.85m3/h；公寓部分设计小时耗热量为453.6KW，设计小时热水量为7.12m3/h。
2.3给水系统
给水系统包括生活冷水系统、热水系统，酒店部分增加直饮水系统，且整个给水系统进入主干管做水质预处理，去除水中多余的水解盐及氯，防止对给水管道的腐蚀作用。
（1）系统竖向分区。
从节省能源和保证供水考虑，本工程给水竖向分为三个区：地下一层至地上三层和室外绿化用地由市政给水管直接供水，称为一区。室内四层至十五层采用HLXA智能化泵站给水设备供水，称为二区。为使二区各用水点的水压不超过0.35MPa，用减压阀将二区在分为2个供水区：四至十层为一个供水区，称为二区下区，十一至十五层为一个供水区，称为二区上区。十六至屋顶采用HLXA智能化泵站给水设备供水，称为三区。为使三区各用水点的水压不超过0.35MPa，用减压阀将二区在分为2个供水区：十六至二十三层为一个供水区，称为三区下区，二十三至屋顶层为一个供水区，称为三区上区。
（2）加压设备：本工程供水二区及三区采用HLXA智能化泵站供水。
（3）供水方式：给水系统一区从室外环状管网接入引入管直接供水；二区及三区采用中间供水方式，给水干管位于水管道井内。
2.4热水系统
（1）热源：热源为室外引入的饱和蒸汽。
（2）系统竖向分区：热水系统竖向分区同给水系统。
（3）热交换器：热交换器集中设置在地下一层热交换间内。一区热交换器2台，二区热交换器4台，三区热交换器4台。
（4）供水方式：一区热交换器出水经分水缸后按使用功能的要求分别接触热水供水管，使不同使用功能的供水相对独立。二区及三区上、下2个供水分区热水供水管网采用上行下给式供水方式。循环管网均采用同程布置。一、二、三区热水回水均采用机械循环，各区循环泵由设在各区回水管上的电接点温度计控制启停。
3消防系统设计
本工程设有室外消火栓系统，室内消火栓系统，自动喷洒系统，手提灭火器。室外消防用水由市政管网提供。室内消火栓、自动喷洒用水由设置于室外的消防水池供给，消防储水量为540m3。室内消防管材采用镀锌无缝钢管。
3.1消防用水量
室外消火栓用水量为30L/s，火灾延续时间为3h；室内消火栓用水量为40L/s，火灾延续时间为3h；自动喷水灭火系统用水量：本工程建筑物危险等级为中危险Ⅱ级（按地下车库计），设计喷水强度为8.0L/(min•m2)，作用面积为160m2，设计秒流量为30L/s，火灾延续时间为1h。
3.2消火栓系统
本工程消火栓系统竖向为一个区，消火栓系统的静水压满足最大静水压的要求。消火栓管道系统水平均成环，上环设在公寓和酒店的屋顶层，下环设在地下一层。消火栓系统前10min的消防用水储存在公寓部分屋顶水箱内，水量为18m3。水箱低距最不利消火栓的高差大于7m，为临时高压系统。水箱出水管与上环相连，水泵出水管与下环相连。为保证消火栓系统下部的消火栓栓口压力小于等于0.5MPa，下部消火栓采用减压稳压消火栓。除消防电梯前室和屋顶试验用消火栓外，其它消火栓均配有自救卷盘小水喉。消火栓处用红色指示灯显示消火栓加压泵运转情况，消火栓加压泵的运转情况用灯光信号显示在消防控制中心和泵房控制柜上。消火栓系统设室外地上式消防水泵接合器2套，供消防车向系统补水用。
3.3自动喷水灭火系统
本工程按中危险级Ⅱ级设置，除地下水泵房、热交换间、冷冻机房、空调机房、变配电机房、电话机房、水箱间、厕所、消防控制中心、电梯机房等不设自动喷洒头外，其余房间均设有喷洒头保护。本工程自动喷洒系统竖向为一个区，系统采用稳高压制，地下一层水泵房内设有XBD14.5/35-90-HY稳压多级消防泵2台（一用一备），专用增压稳压装置一套：包括稳压泵2台（一用一备），隔膜式气压罐1个（450L）。报警阀集中设在消防水泵房内，报警阀前的管道与自动喷洒加压泵及稳压泵装置出口连接，并延伸室外与2套自动喷洒系统水泵接合器相连。水流指示器及电触点信号阀按防火分区设置。
3.4消防泵房、消防水池、水箱
本工程消防水池及消防水泵房位于地下一层。消防泵房内设有2台消火栓泵、2台自动喷淋泵，消防水池有效容积540m3，分为两格（各270m3）。消防水池储水量满足本工程室内消防用水量。
公寓楼屋顶层设置18m3消防水箱，提供10min消防用水，满足相关消防设计规范的要求。
3.5移动式灭火器配置
各消火栓箱内设置MF/ABC3型手提式磷酸铵盐干粉灭火器2具，地下一层配电室设置磷酸铵盐干粉灭火器MF/ABC6型灭火器4具，消防控制室设置MF/ABC3型手提式磷酸铵盐干粉灭火器4具。
4结论与建议
（1）高层建筑使用年限长，对给水管材要求较高，同时在生活给水及热水系统前对水质预处理，去除多余的水解盐及氯，以防止管材结垢及腐蚀管道。
（2）地下室人防宜采用具备人员隐蔽，局部采用降低顶板的结构形式满足高层排水的需要。
（3）对于只有一层地下室的一类高层建筑，消防水池及水泵房应设置在室外，距离建筑物主体不超过500m。
参考文献
［1］全国勘查设计注册工程师公用设备专业管理委员会秘书处.全国勘查设计注册公用设备工程师给排水专业考试复习教材（第二版）［M］.北京：中国建筑工业出版社，2008：784-785.
关键词：小型水电站，技术改造
我国农村水电资源丰富，可开发量7187万kW，分布在全国1500多个县(市)。到2001年底，已建成农村水电站4万余座，装机容量达2879万kW，占农村水电资源可开量的40%，其中运行30年以上的小水电站的装机容量153万kW，运行20年以上的757万kW，分别占已建成的小水电站总装机容量的5.3%和26.3%。这些小水电站装机容量小(大多在500kW～3000kW以下)，台数多，技术落后，效率低，制造质量差，安全生产隐患多。有的已经改造或停运，有的正在改造，更多的则急需进行技术改造。为了宏观指导小型水电站的技术改造工作，水利部于1997年了行业标准SL193-97《小型水电站技术改造规程》。近几年来，各地在小型水电站技术改造工作中取得了一定成绩，但还存在一些问题。现就笔者在规程编写调研和实际工作中遇到的一些问题谈一些体会。
一、认真总结，摸清问题
许多小水电站经过10年、20年甚至30年的运行，积累了许多运行检修方面的宝贵资料，但是由于人员的变动等多方面的原因，许多图纸残缺不齐，甚至机组上的标牌都已丢失，因此，技术改造前原始资料(包括水文、工程设计、设备及机组运行检修记录等)的收集、分析总结十分重要，这是做好技术改造工作的前提。早期建成的小型水电站，机组运行中常常遇到以下问题：
1．水轮机主要性能参数(N、H、Q)与电站实际运行参数不匹配。1)上世纪70年代以前建成一些小型水电站，由于当时、当地的客观条件，存在“有窝找机”或“有机找窝”现象，致使机组参数与电站实际参数不符。2)我国早期编制的水轮机模型转轮型谱中可供各水头段选用的转轮型号少，不少小水电站只能“套用”相近转轮，因而机组偏离电站实际运行参数。3)对小水电站水轮机选型设计，有的地方管理部门不太重视，有的设计单位也不够认真，因而使一些水电站的水轮机转轮直径、额定水头、额定转速选择不当，造成机组性能参数与电站实际运行参数不匹配。4)有些小水电站建成后，实际来水量或水头等水文数据与设计资料不符。
2．水轮机性能落后，技术陈旧，制造质量差。我国1964年颁布的水轮机模型转轮系列型谱中的ZZ600、ZZ460、ZZ587、HL365、HL123、HL702、HL638等型号的转轮，其主要性能指标(单位流量Q11、单位转速n11、模型效率ηm)都比较低，相当于国外上世纪30～40年代的技术水平，有的至今仍在服役。有些小水电站的水轮机加工质量差，缺陷多，久修不愈，长期带病运行，出力不足，安全可靠性差。水轮机处在低效率、常发病条件下运行是不安全、不经济的。科技论文，小型水电站。
3．多泥沙河流上的水轮机磨蚀破坏严重。据不完全统计，我国小型水电站中，约有1/3的水轮机存在空蚀和泥沙磨损问题，有些水轮机的大修间隔不到一年，导水叶和水轮机进水阀严重漏水，有的甚至难以正常开、停机。科技论文，小型水电站。有的水轮机转轮叶片发生严重裂纹或断裂，不能保证安全运行。
4．水轮发电机绝缘老化，推力轴承烧瓦。有些小水电站的水轮发电机因运行年代长，定子、转子的绝缘已严重老化，容易引发接地故障，威胁机组安全运行。由于制造或安装质量较差，水轮发电机的推力轴承可靠性低，常导致烧瓦事故。科技论文，小型水电站。
5．水轮机与电气设备不配套。有些小水电站水轮机的输出功率大于发电机或主变压器的额定容量，形成“大马拉小车”，使水电站的设计出力受到限制，发电时出现不正常的弃水现象。也有的水电站发电机容量大于水轮机出力，形成“小马拉大车”，既浪费了设备容量也增大了运行损耗。
二、优化设计，获取最大的经济效益
为了做好小型水电站的技术改造，一定要委托有资质的单位进行技术咨询并做到优化设计，还要请专家对改造设计方案进行审查。在技术改造设计中，一般采取以下几种方式：
1．对于水头、流量与原设计变化不大，而水轮机设备陈旧、性能落后的水电站，可采用更新改造或增容改造方式。选用该水头段导水叶相对高度b。相同或相近的新型转轮，如无合适的新型转轮，则应重新(或改型)设计转轮，或者改进过流部件型线结构。其目的在于提高水轮机的运行效率，增容并增加年发电量。例如，北京西郊门头沟军庄水电站，装有6台ZD760-LM-100型机组，单机额定出力125kW，实发100kW，采用优化设计的三叶片转轮，单机出力提高到180kW，比原设计提高44%，比改造前提高80%。
2．对于水头、流量比原设计减少了的水电站，宜采取减容改造方式。科技论文，小型水电站。即根据水电站的实际运行水头和流量降低水轮机的额定水头，减小额定输出功率，选用合适的新型转轮或重新设计转轮，其目的是将水轮机调整到最优或较优工况区运行，以提高其运行效率，增加年发电量。例如，山西省灵邱县北泉水电站装机2×1250kW，水轮机型号为HL702—WJ—71(H=42m，Q=3.62m3/s)，枯水期实际电站平均流量仅2.3m3/s，一台机也只能带400kW～600kW，因此，专门为枯水期配制了一个转轮，额定出力800kW，投运后出力反而比改造前增加200kW，多发电效益十分明显。
3．对于水头、流量比原设计增大了的水电站，应采取增容改造方式。应根据电站实际运行水头和流量增大的具体条件，提高水轮机的额定水头，加大额定输出功率，选用合适的新型转轮或者重新设计转轮，其额定转速应结合水轮发电机的改造方式确定，最终应使水轮机在较高效率区运行。这样既加大了单机容量又提高了水轮机的运行效率，电站年发电量也有较大增加。
4．对于多泥沙水电站，应考虑泥沙磨损问题，应采用与抗磨措施相结合的改造方式。科技论文，小型水电站。技术改造措施：1)按枯水期和浑水期不同泥沙条件分别设计制造2个HL220改进型转轮；2)改进水轮机结构并采取多种抗磨措施(包括采用优质材料)；3)开发了尾水能量回收装置，回收利用2m尾水跌水落差。经改造后的1号机，出力由原不到1000kW增加到1150kW以上，大修周期延长到3年，经济效益十分显著。科技论文，小型水电站。
三、要重视输水系统的核算
在小型水电站增容改造中，有一个关键环节需要慎重对待，即水轮机输水系统。尤其是一管多机的引水式压力输水系统，应当从水力和调节保证参数两个方面进行核算。水力核算即是对水轮机输水系统的过流量和水头损失的数值关系进行核算，并绘制水头损失与流量关系曲线h=f(Q)，以分析选定最大允许的水轮机额定水头和设计引用流量。调节保证核算就是从机组运行特性和输水系统水力特性两方面来核算机组运行的过渡过程中可能发生的最大水压力和最大转速升高值，并检查前者是否在水轮机输水系统设计水压力的范围内，以研究和确定采取加固补强措施的合理性和可能性。总之，水轮机输水系统的最大过流量和水头损失及其所能承受的最大水压力，是制约水轮机增容的一个关键环节，不可忽视，否则会影响技术改造的经济效益和安全运行。
四、增容改造必须分清主次
由于水轮机处于原动机地位，故其运行效率高低对机组影响显著。水轮机选型技术难度较大，影响参数也多，在电站实际运行中出现的问题也较多，这是符合客观规律的。因此，在小水电站的增容改造中必须分清主次，要抓住水轮机改造来带动发电机和整个其它机电设备及水工金属结构的改造，这是应当遵循的原则。
五、一定要重视竣工验收为了检验机组增容改造成果，对单机容量5000kW及以上的水轮机，应作技改前后性能对比测试。一定要做机组起动验收，起动验收合格后才能进行试运行；只有经过试运行合格并且遗留问题都已处理完毕，才能进行竣工验收，确保长期高效安全运行。为了提高小型水电站改造后的技术水平和经济效益，技术改造时必须认真贯彻执行SL193-97《小型水电站技术改造规程》，在执行中遇到的问题应及时向水利部农村水电及电气化发展局反映，供修编时参考。
国每年新建的小水电星罗棋布，数不胜数。然而这种飞速的发展也给我们带来了新的挑战，我们清楚的看到，由于中小水电大多地处偏远，工作人员文化素质和技术水平相对低下，其管理水平更是普遍不高，严重影响和制约着中小水电的发展道路，做好中小水电的安全运行管理，提高其安全生产水平和综合利用率，对中小水电站和地区电力系统的安全稳定运行、工农业生产、生活可靠供电具有重要意义。
【关键词】中小水电；安全运行；管理
近年来，随着国家能源政策的调整，电力体制的改革和电力投资的多元化，水电建设，特别是中小型水电站的建设已经在全国掀起一股热潮，我国每年新建的小水电星罗棋布，数不胜数。然而这种飞速的发展也给我们带来了新的挑战，我们清楚的看到，由于中小水电大多地处偏远，工作人员文化素质和技术水平相对低下，其管理水平更是普遍不高，严重影响和制约着中小水电的发展道路。
1 安全运行管理中存在问题（1）未严格执行相关制度（管理能力不足）。在中小水电站的建设中大部分的企业只求节省、不要资质；只求尽快的投产发电，对于国家标准所规定的重要取证、投产验收以及关键项目的实验等程序，根本没有按照正规的程序执行。其次，在生产的过程当中由于公司管理水平不足等原因，导致在生产中不按照指定的生产章程办事，忽略了规章制度的重要性，尤其是安全生产规章制度的忽视，导致中小水电站安全运行管理问题严重。（2）人才流失严重，人员素质低（人员能力不足）。中小水电站和大型水电站相比，在工作环境，地理位置等多方面来说都存在有很大的差距，因此在人才的选择和使用力面存在有很大的距离，大部分新投产的中小水电厂在运行管理过程中具有专业技术的人员数目不多且维护人员的素质普遍偏低，绝大部分人未取证上岗且在工作之中没有相关的技能，也没有进行过生产人员教育与制度培训，也不具备本行业的相关技术证书和教育背景。且发电企业的调度人员中没有参加过调度机构培训的人员就己经占到了 50％以上，大部分的培训调度记录十分棍乱，造假嫌疑很大。（3）中小水电站设施缺乏，处理能力低。绝大部分的中小水电站硬件设施缺乏，没有水情检测系统，测量调度系统，水库监视等设备，这些严重的影响了中小水电站的运行管理，尤其是近几年以来，中国的洪涝，干旱等灾害的频繁发生对中小水电站的设施也提出了更高的要求，因此在中小水电站的运行过程中设施的缺乏对于水电站的运行管理带来了巨大的麻烦。同时，在中小水电站中运行规程等没有得到及时的更新，配置不完备等原因，使得事故应急处理的能力低。（4）领导欠重视，导致运行专业管理上出现了脱节。现在运行专业都普遍存在没有归口管理的专业技术领导，虽一些电站在生产技术部门设置有运行专职，但是该岗位人员因专业技术欠缺和管理素质不高或者部门内部业务过多等种种原因；难以完成对一线运行专业技术的各方面指导和管理。此管理现象轻则使运行人员口碑变差，调动不起运行人员工作积极性，重则因管理疏忽不到位产生恶性误操作或发生严重设备事故等沘漏。如：事故分析能力变差、事故处理不及时甚至有意延长、日常值守运行
生产中不主动去发现设备隐患、机组出力不按最佳负荷分配调整等。（5）运行班组建设流于形式，有待加强进行科学的班组管理。运行班组建设流于形式，有待加强进行科学的班组管理，特别是班组技术培训学习工作需加强。使其达到实际效果为安全生产打下基础，为深层次的运行管理工作服务。杜绝以点代面、时松时紧的工作思路和各种搞形式、搞突击的弄虚作假行为，真正使运行班组建设深入每个职工的心里，并使人人都成为身体力行的标兵。
2 中小型水电站安全运行管理的改进思路2.1 完善中小水电站技术管理提高员工业务技能
目前随着各种先进科学技术及设备在中小水电站中的应用，电力企业对技术管理的依赖也越来越强。因此在电力企业用人方面我们应该紧跟时代的步伐，可以选聘一批具有相关专业和职业技能的学生充实员工队伍，提高水电站人员的科学素质和专业技能。同时也可以对己有的水电站的员工进行在岗培训，根据员工的学历，工龄，对该技术的掌握程度等不同而采取有针对性的培训或是一对一的培训，并且邀请一批国内知名的专家和技术人员开展经验交流与学习探讨活动，或是派送一批优秀的员工去别的单位学习和培训，学习别的单位的优秀经验和技术，使之培养出一批具有综合技术和管理的优秀人才。
2.2 加强巡视维护检修保证设施设备利用率
电站设备能够不间断地安全可靠运行对于实现发电量的最大化，具有重要的意义。但是绝大部分的中小水电站都位于地方电网区域内，因此负荷变化幅度很人，导致机组调整负荷和启停比较频繁。因此只有提高设备的利用率才能解决这个问题。中小型电站主要从以下五个方面来提高设各的利用率：①通过缺陷检查记录、设备维护检修管理。②加强技术检验和检测的监督管理。③定期切换设备试验管理，按调度和来水要求保证设备及时快速的并入电网。④加强设备的日常维护管理。⑤加强水工设施的管理和维护。
2.3 避免人才外流
企业人才外流是企业的一大损失，中小型水电站需要的是具有相当工作经验的从事与本行业相关的专业技术人员，而水电站的技术要求高，对于人才的培养周期长，因此避免人才外流对于企业的运行管理非常重要。具体来说可以采取加强人文关怀，改善职工的生活和工作环境，适当的加薪等政策来留住人才，避免人才外流。
2.4 突出责任抓安全
加强安全生产，首先应强化运行专业安全第一责任人负责制，把安全生产的责任落实到每个环节、每个岗位、每个人。坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，认真贯彻安全工作目标，健全安全生产长效机制，强化责任落实和制度执行。其次应搞好舆论宣传和引导，开展各种形式的安全生产活动，动员全站员工共同关心和支持安全生产工作，形成齐抓共管的强大合力。
2.5 完善运行专业班组建设，健全日常管理各项措施
加强“两票三制”的执行力度。加强检查与督促现场运行规程和“两票三制”的执行情况，发挥运行人员的最大能动性，把被动接受转变为主动执行，严格遵守运行规程和“两票三制”的规定，精心操作和监护，以确保安全运行和生产秩序的正常。严格执行文明生产制度。运行班组应做好所划分的现场清洁卫生工作，预防和清除“跑冒滴漏”，清除设备缺陷和不安全因素，遵守劳动纪律，精心操作，建立文明生产秩序。建立健全运行规章制度，完善技术措施和一切防范措施，提高运行人员值班水平，加强监护、操作的标准化和规范化，进而保证发电主辅设备运行安全、经济、稳定、满发。管理制度包括运行管理制度和班组管理制度。
3 结论中小型水电站安全运行的管理由原来的粗放式管理必然走向规范化管理，一系列的管理模式、制度方法被建立起来，成为安全运行管理的一种手段；另一方面，安全风险控制评估也愈来愈被重视。我通过这次论文的研究，一是为单位安全生产管理模式的探索提供参考，二是从理论和实践两个方面提高本人的专业知识水平及管理能力。
论文摘要:电网经济运行又称电网经济调度,它是在保证安全、可靠运行和满足电能质量、用电需要的前提下,根据经济调度的基本原理,制定各厂(站)之间或机组之间的最优负荷分配方案,使整个电网的能耗或运行费用最少,从而获得最大的经济效益。
随着电力系统的发展,电力系统的安全经济运行已成为电网运行中的重大课题。电网经济运行又称电网经济调度,它是在保证安全、可靠运行和满足电能质量、用电需要的前提下,根据经济调度的基本原理,制定各厂(站)之间或机组之间的最优负荷分配方案,使整个电网的能耗或运行费用最少,从而获得最大的经济效益。调度部门在保证电网安全运行的情况下,进行经济调度、多供少损、降损节能、不断提高企业经济效益,工作十分重要。作为一名调度员,应该从以下几个方面来考虑:
1通过负荷预测,作到供需平衡
电力系统调度部门都有专门的负荷预测专职,对每一天的地区负荷进行预测,向各发电厂下发发电曲线,由此来控制电力的发供平衡。系统负荷预测的主要内容有:计划期内电量、电力、负荷曲线等。年负荷预测曲线是电网内机组检修安排和燃料订货的依据;日负荷预测曲线是确定机组起停水火电协调,电网调峰,联络线交换功率的重要依据,典型的负荷曲线则是发展计划中安排调峰电源建设和水电厂装机容量选择计算的重要依据。
国外对日负荷预测常用先做出参数负荷曲线(又称标准负荷曲线)再预测计划负荷与参数负荷间的剩余偏差,以此对参数负荷进行修正。
我局现已采用负荷预测软件,超短期预测软件,在实际运用中发展得到的数据还是比较准确的,取得很好的效果。
2加强小水电调度,提高经济效益
如何经济、合理调度小水电,对于象漳州局这样的电力企业至关重要。调度原则是最大限度挖掘潜力使小水电供电区内自用,多余上网,充分发挥每吨水的最大效益,采取调度手段和技术手段相结合。可以采用如下做法:
(1)坚持每周一次经济调度会,通报情况,让相关人员及时了解网络负荷大小、各站的库容、水位。
(2)要求调度人员具有强烈的事业心和责任心,牢固树立经济调度意识。
(3)与气象部门联系,请他们专门为小水电发电提供近、中期天气预报,以便掌握水情。
(4)要求并网的200kW以上的水电站发电采用网络或传真方式提前一天申报,并且每月考核兑现。
(5)100kW以上小水电站实行有功电能峰谷计量,并按物价部门核定的峰、谷电价执行,这样用经济和技术手段,督促各站按电网需求发电,同时自身也获得了效益。
(6)对九龙江流域梯级开发的水电站,为了各站不弃水,在有功复费率电能表的峰谷时段输入时进行错开,既满足了地方电网的需求,也增加了发电企业的收入。
3降低网损,提高电网经济性
降低网损的措施分为两类:技术措施和组织措施。
技术措施又包括:建设性措施和运行性措施。
(1)建设性措施需增加投资费用,主要有:
①增建线路回路,更换大截面导线。
②增装必要的无功补偿设备,进行电网无功优化配置。
③规划改造电网结构,升高电网额定电压,简化电压等,既是增加传输容量的重大措施,又是降低网损的重大措施
(2)运行性措施主要是指在已运行的电网中,合理调整运行方式以降低网络的功率损耗和能量损耗。如改善潮流分布、调整运行参数、调整负荷、合理安排设备检修等
①提高用户的功率因数,减少线路输送的无功功率。根据输电线路经济运行方案,确定电网线路最经济的供电方式,作为正常运行方式,并严格执行。对于因负荷、潮流变化而需要经常变动的线路供电方式,必须根据预测负荷和实际负荷及时做好安排,采取措施尽量避免非正常方式,或者减少非正常方式的时间。
②加强无功管理,实行无功经济调度。由于无功功率在网络中传送则会产生有功功率损耗。调度员要认真做好电容投退和主变调档工作。电压调整基本原则:
一是优先保证10KV电压合格。
二是电压高时先调主变档位,后退电容器;电压低时先投电容器,后调主变档位。
三是当这些都满足不了要求时,与上级调度联系,调节系统电压,使电压保持在合格范围之内。
合理进行无功补偿,提高线路功率因数,可降低线损。无功功率应尽量做到就地平衡,但实际工作中往往会遇到无功补偿装置不匹配的问题。目前一些变电站无功优化管理工作中存在几个方面问题:
一是因用电负荷的增加变电站主变压器进行了增容,而电容器补偿容量没有随之增加。
二是有的变电站配备的电容器容量过大不能投入运行。
三是用电高峰可正常投入运行的电容器到低谷时则向系统反送无功。调度必须与生技部门相互配合,对各变电站电容器补偿容量进行合理计算调整,最好采用可调式密集型电容器。
(3)适当提高电网的运行电压水平。变压器铁芯损耗与电压的平方成正比,而线路导线和变压器绕组中的功率损耗电压的平方成反比。提高电压水平措施,主要是作好无功平衡工作,再是合理调整变压器分接头。
(4)加强变电站主变压器的经济运行管理。
变压器的经济运行,就是要确定对应于某一负荷,投入几组变压器,可使总的有功功率损耗最小。对于有两台及以上主变的变电站,由于变压器之间技术特性存在差别,以及变压器的有功损耗和无功损耗是随着负荷成非线性变化的,因此在变压器运行方式之间就存在选取技术参数好的变压器和最佳运行方式的问题。当变压器经济运行方式的临界运行区确定下来以后,要求调度员和变电站值班人员密切注意负荷变化,随时调整变压器的运行方式。这里需要注意的是要控制每日操作次数,减少频繁的操作。
(5)合理安排设备检修,提高供电可靠率。
各电业局都有运方检修专职,定期安排年度和月检修计划,通过与检修、变电、送电部门的协调,统筹兼顾,合理安排检修方式。尽量避免重复停电现象发生,尽可能缩短停电时间,以增加供电量。根据负荷变化情况和实际运行方式,尽量减少方式倒换的时间和需要倒换的负荷。对于申报的检修项目和检修时间做好审批工作,不符合安全和经济要求的检修一律不安排,严格控制临时检修;另一方面,在检修期间要做好监督工作,对于正在采用的不经济方式做到心中有数,督促检修单位严格按审批时间工作,不得随意延长;调度员应时刻关心检修进度,询问现场,大致掌握完工的时间。
在检修运行方式下,网络的功率损耗和能量损耗比正常运行方式时大。加强检修的计划性,配合工业用户的设备检修或节假日安排线路的检修,缩短检修时间,实行带电检修等,都可以降低检修运行方式下的网损。
4加强电网经济运行分析工作
调度应与生计部门配合,充分利用现有技术手段,加强电网运行的历史数据的收集整理、分析,做到每月对电网运行中设备检修情况、设备运行情况、供电电量、电容器投退、网损等进行综合分析、统计,找出管理中存在的问题,通过制定改进的措施,加强电网经济运行研究工作,使电网长期处于最经济方式下运行。实践证明,加强对电网的经济运行分析是管理好电网经济运行的有效手段之一。
