浅谈引水式发电站的优缺点——以德谷沟为例

周忠万

【摘要】引水式水电站在凉山地区分布较为密集。凉山地区的水流量较为充足、河流量条数多，为引水式发电站的开发利用提供了有利条件。下面我将在这篇论文中以德谷沟水电站为例，浅谈一下引水式发电站的优缺点。

【关键词】引水式水电站、优缺点、生态环境。

1.水电站的概述

1.1德谷沟水电站的基本情况

德谷沟水电站坐落在金阳县城脚下的河沟旁。德谷沟水电站属于典型的引水式发电站，它只是引水式发电站集群之一。建设上技术要求较低、投资较小、占地面积少，对生态的影响较弱。

1.2德谷沟电站水利资源丰富，开发量大

由于德谷沟狭长，落差较大，坐落在德谷沟上的水电站就有德谷沟电站、芦稿一级电站和仓房水电站-呈阶梯式分布。阶梯式分布有效的利用了水资源，形成资源节约型发展战略。德谷沟水资源源头是地下水、源头水量较小但沿途得到了其他水系的汇流和雨水的补充，到达德谷沟取水口水量也然较大了，水量常年富足，即使春冬枯水季节也能满足发电要求。

2.德谷沟电站的优点

2.1占地面积及移民少

相对于三峡、溪洛渡等大型水电站占地面积少，对占地的补偿也就相应较少了，不及三峡电站的百分之一，三峡基地的占地面积广，总的建筑面积占有很大的比例。引水式发电站移民也较少基本上不影响居民的生活，移民资金比例也小。水电站运行不消耗燃料，不污染空气，不排废渣。由于水体吸收和释放太阳辐射的热量，所以水体会影响当地的气候，增加水体的热容量。对农业、林业有益影响。在库区打造美景发展旅游业，吸引游客，发展渔业和服务业（农家乐）使居民增收，促进当地经济发展，增加就业机会。

2.2对地质及施工技术要求低

引水式发电站一般采用无坝取水，可以用低格栏珊坝和溢流式小水坝，不需要过多的开挖，对地质的要求不是很高。取水口的位置可以相应的改变（遇到地质特别差和不满足其他要求时）。相对大型水坝来说引水式发电站对地质的要求远远不及。工程建设当中引水式发电站对技术的要求也是较低的，修建的水工建筑物结构较为简单 ，乙级和丙级资质的水电工程局就可以修建。所需的技术型人才技能也没那么高的要求。施工组织设计、施工工艺、施工图简单，施工机械较轻便。施工导流不必要打导流洞，围堰也不需要太坚固，爆破量较小有时可以用机械代替，爆破的技术要求也不高，地基处理施工简便，需要灌浆的地方较少，混凝土的用量相对较少，坑槽土方量相对较少，地下洞室较少，施工程序简单。

2.3可以形成微型电站群

引水式发电站大都修建在山区小河流上，由于山区的特殊地势，一般河流落差大、狭长。所以在同一条河流上可以修建多个阶梯型水电站，充分利用水能资源，大大提高了资源的利用率。随着引水式发电站的发展成熟，引水式发电站越来越多，将每个电站都联合起来，总的装机容量是非常可观的，形成一个个电站集群。当形成集群时提高了电力的稳定性。即使一两个电站出问题，都对集群的影响不太大，这就是微型电站群的优化效应。

3.德谷沟电站的缺点：

3.1装机容量小

装机容量的大小的决定因素是水量大小，一般引水式发电站的水量相对于比较小，相对于坝式水电站来说水量不及百分之一。引水式发电站主要是以提高水头来获得能量，装机容量一般就五百瓦到十千瓦以下。水电站的装机容量由工作、重复、备用容量组成。可用公式表示如下：

公式N装=N工+N备+N重

3.2发电稳定性差

由于引水式电站的水量不恒定，所以会影响发电的稳定性。在枯水期水量少发电不太稳定，下雨时和干旱时都会对发电的稳定性有较大影响。引起水力方面的振动有（水力失衡、流道共振、气蚀等），从而引起振动。机械方面的振动：由于引水式发电站的水头较高，水轮机组的振动更为剧烈，从而影响了发电的稳定性。冬季由于冷空气的影响高山上的水流表面结冰，水量减少。冬季的降雨量是一年当中相对最少的季节，河流中的水也会减少。会直接影响来水量从而间接影响发电量及稳定性。夏季是一年当中降水量相对来说最多的季节，水量丰富，发电性对稳定，但是降雨量大会带来大量的泥沙会影响发电的质量，对机械、管道等的磨损较大，影响其寿命。

3.3对环境的影响

大型电站建设的水库和水工建筑物对社会环境和自然环境造成巨大的影响，因素有（气候、水文情势、水温度、地质、泥沙量、水质等）。会对陆生、水生生物有较大影响。在社会环境影响方面：人口、交通、经济、人群健康、景观、文物等也有很大影响。工程施工会破坏环境，水库的边坡及上游生物的影响。因河水变道会对农业的灌溉有重大影响。由于水库水位的上调将会淹没大量的农田、森林等，动物不得不迁移到其他地方生活，从而会改变动物的生活习性。还有可能导致有些物种的灭绝。水库的建设会产生大量的人口迁移，居民的生活环境将发生改变。从生态环境的判定标准来看，水环境逐渐遭到人类的破坏，水环境还对农业和工业及生活用水影响较大。对航运、水产、水温影响。水库水温会影响鱼类的繁殖和生长，水稻的生长，产量降低。水质变差的因素：有害物质的积累，藻类大量繁殖，从而导致水体富营养化，氧气的浓度也因此降低将直接会影响生物的生存和发展。对降水也有影响，一般库区的降水量减少，库周降水量会增加，水库调容会对下游径流产生影响。电站水库的修建会产生大量的移民，移民需要安置和补偿，会改变居民原来的生活习惯。还会改变土壤的性质（土地侵蚀、沼泽化、盐碱化）会影响农作物的产量。引水式电站修建不会引起大量的移民，不会造成太大的民生问题。引水式发电站不会淤积大量的泥沙，所以不要担心有太多管道堵塞，并且有前池和沉砂池等。

4.对德谷沟电站的优化

4.1发电的稳定性优化

电力系统稳定性有静态和暂态两种。静态稳定性不会产生振动和规律失调，因为在较小的干扰下的发地到起始状态。在给定的运动状态下计算稳定值，在稳定进行线性化生成矩阵，同时对其产生的特征值判断其稳定性，保持优势，可以用数字解决，也可以用直接解决。电力稳定性优化有很多方案：保证来水量可以适当修筑壩体，在丰水期的时候可以将多余的水蓄起来，到枯水期的时候用来发电，就可以对来水量进行优化。引水式水电站可以形成电站集群，这可以使发电系统更加的稳定。还有人员的管理优化：加强领导的管理能力和从业人员的技术培训，对人员进行严格的管理，从上到下紧密的联系进行严格考察和录用。

4.2装机容量的优化

在引水式发电站发展较为成熟的今天，投入电网的运行，则要求规划设计对同一电力系统内工作的电站集群将形成一个虚的大电站来确定装机容量，以免除各个电站互相争夺高峰荷，从而导致水电站装机容量偏大，投资压力大，所以电站集群分配容量失调，要计算各电站与集群的保证出力，从而有效调节各电站发电量，从而有效优化。

4.3环境的优化

对电站环境进行严格的监测，对电站周围的不利因素进行处理。边坡的处理可以进行开挖，修建挡土墙等。在体质松软的地方栽树、栽草或者喷浆固化处理。在取水区域对水进行进化处理，使水较为清澈，也可以修建小型坝体进行水体进化，坝体不需要太高。对进水口进行优化处理，一方面进行进水口开挖，尽量使用隧洞。另一方面可以增加隧洞的平面面积，以满足丰水期发电要求。对溢洪道进行优化处理，一般发电站的水都比较急，因为丰水期都是雨水为主要来源所以对溢洪道的稳定和耐用有较高的要求，修建时要达到质量要求。