第22卷　第5期2006年12月西北水力发电JOURNAL OF NORTH W EST HYD R OEL ECTR I C POW ERV o l.22　N o.5D ec.2006文章编号:167124768(2006)0520097203中国水电工程的发展与展望马文亮,边慧霞,刘东常,刘琰玲(华北水利水电学院土木与交通学院,郑州450011)摘　要:近年来中国的水电建设得到了迅速发展,水力资源在我国的能源构成中将占有越来越重要的地位。

本文阐述了我国的水电建设的发展现状及发展目标,展望了21世纪中国水电技术的发展前景。

这些将对我国水电建设事业的进一步发展起到积极的推动作用。

关键词:水力资源;水电工程;水电技术;装机容量中图分类号:TV752文献标识码:B1　中国水力资源概况中国水能资源十分丰富,理论蕴藏量为6.94亿k W,年发电量为60829k W・h;技术可开发装机容量为5.42亿k W,相应年发电量为2.47亿k W・h。

并且根据最新的水力资源复查结果[1],我国大陆水力资源理论蕴藏量在10MW及以上的河流共3886条,居世界第一位。

我国常规能源资源以煤炭和水能为主,水能资源仅次于煤炭,居十分重要的地位。

如果按水力资源使用200年计算其资源储量,我国水能剩余可开采总量在常规能源构成中则超过60%。

另外,可持续发展的战略要求节约能源、保护环境、保持社会经济与资源、环境的协调发展。

优先发展水电,能够有效地减少对煤炭、石油、天然气等资源的消耗,不仅节约了宝贵的化石能源资源,还减少了环境污染。

由此可见水能在我国能源资源中的地位和作用。

2　我国水电开发现状我国的水电建设由于历史、资金及体制等因素,曾出现过起伏,但自从建国以来的50多年时间里,水电事业获得了可喜的发展。

建国以前,我国大型水电站几乎没有,其中具有代表性的是位于第二松花江上的丰满水电站,丰满水电站建于1937年,1943年第一台机组发电,后经几次扩建,现装机容量已经达到了100.4万k W。

我国各个时期的主要水电工程统计参见表1。

20世纪五六十年代,我国水电事业得到了较快的发展,但大型水电站仍然不多。

本文统计了这一时期具有代表性的装机容量在20万k W以上的水电站17座[2],这些水电站中坝形主要采用混凝土重力坝,在17座水电站中,采用混凝土重力坝的12座、土石坝3座、支墩坝2座。

例如建于1958年的刘家峡水电站,采用混凝土重力坝,其装机容量已经达到122.5万k W,成为这一时期装机容量较大的水电站之一。

20世纪七八十年代,我国水电事业得到了更快发展,建设了一批大型水电工程。

此处统计了这一时期具有代表性的装机容量在20万k W以上的水电站22座,其中混凝土重力坝的13座、土石坝2座、重力拱坝3座、双曲拱坝4座。

可见,这些水电站中坝形仍然以混凝土重力坝为主,但已出现了一些混凝土双曲拱坝。

20世纪90年代,我国的水电建设的规模进一步加大,建设的一些水利工程其规模和技术已收稿日期:2006207214作者简介:马文亮(19792),男,黑龙江宾县人,华北水利水电学院助教,硕士,主要从事水工结构的计算与分析工作。

表1　我国各时期主要水电工程统计水电工程名称河流坝形坝址装机容量(万k W)建设周期丰满松花江混凝土重力坝吉林100.41937～1943刘家峡黄河混凝土重力坝甘肃122.51958～1974龙羊峡黄河混凝土重力拱坝青海1281978～1992白山松花江混凝土重力拱坝吉林1501975～1994葛洲坝长江混凝土重力坝湖北271.51970～1988李家峡黄河混凝土双曲拱坝青海2001988～1999漫溪澜沧江混凝土重力坝云南1501986～1995天生桥 级南盘江混凝土重力坝贵州1321980～1997五强溪沅江混凝土重力坝湖南1201988～1996岩滩红水河混凝土重力坝广西1211985～1995三峡长江混凝土重力坝湖北18201994～2009二滩雅砻江混凝土双曲拱坝四川3301991～2000小浪底黄河斜心墙堆石坝河南1801994～2001奚洛渡金沙江混凝土双曲拱坝四川12602002～2018糯扎渡澜沧江砾质土心墙堆石坝云南5852005～2017龙滩红水河混凝土重力坝广西4202001～2009拉西瓦黄河混凝土双曲拱坝青海4202003～2011小湾澜沧江混凝土双曲拱坝云南4202002～2011向家坝金沙江混凝土重力坝四川6002005～2015锦屏二级锦屏大河拦河闸四川4402007-2015经进入了世界领先的行列。

并且水利工程的坝形也趋于多样化,由主要以混凝土重力坝为主,发展到混凝土双曲拱坝、混凝土面板堆石坝、斜心墙堆石坝等多种坝形。

特别是1994年开工建设的长江三峡水利枢纽工程,其混凝土重力坝坝高181m,水电站装机容量达到1820万k W。

进入21世纪,我国又建设和规划了一大批大型水利水电工程,并且混凝土双曲拱坝在一些大型的水电工程中得到了应用。

在这批大型水电工程中比较有代表性的有奚洛渡、糯扎渡、龙滩、拉西瓦、小湾、白鹤滩、向家坝、锦屏二级、虎跳峡、观音岩、白鹤滩等水电工程。

特别是2002年开工建设的奚洛渡水电工程,坝址位于金沙江干流上,装机容量1260万k W,坝形采用混凝土双曲拱坝,其坝高达到278m,名列世界高拱坝之列。

而且工程所在地区为高烈度地震区,基本地震烈度8度,设防地震水平峰值加速度0.321g。

这些复杂的工程实际问题将会给我国的水电建设带来许多新的课题需要攻关解决。

3　我国水电技术的发展从20世纪80年代开始至21世纪初,我国水电科学技术成果丰硕可观,创新程度高。

特别是新坝型成果的创新已为国内外同行业人士所借鉴,其成果所能覆盖的限度大约是200m的高坝,这已经是一个令世人瞩目的高指标。

因此,概括起来我国水电技术的发展主要由以下几方面。

3.1　高坝筑坝技术的发展在300m级高拱坝结构问题方面,以已建高拱坝原型观测资料为基础进行反馈分析,开展高拱坝结构稳定性及抗震安全性,抗滑稳定分析方法及安全系数取值问题研究,提出了高拱坝应力控制标准,在保证坝体应力、变形、安全的条件下,进一步优化体形结构。

在高土石坝筑坝技术方面,重点研究200m 以上级高土石坝技术,主要研究:①堆石料变形和渗透特性;②力学参数的选取及坝体应力应变计算方法的研究,提出适合超高堆石坝计算分析的方法;③研究和完善超高面板坝上游防渗结构;④开展趾板建基面标准研究,提出深厚覆盖层上建趾板技术方法和措施。

对于200m级碾压混凝土重力坝,重点研究成层体系混凝土坝的稳定和应力分析方法、层面抗剪和应力应变特性、坝体防渗、排水技术和相应的处理方案,优化混凝土配合比,完善大仓面连续89西北水力发电第22卷浇筑的温控计算方法和措施。

概括来说,对于高坝筑坝技术的研究,形成了300m 级高拱坝、200m ～300m 级高堆石坝、200m 级碾压混凝土重力坝等配套技术。

3.2　高水头、大流量的泄洪消能技术优化枢纽布置,研究不同坝形泄水建筑物合理的布置形式及高水头、大单宽流量的泄水建筑物体形,提出过流面平整度控制标准和掺气减蚀措施,解决好消能防冲问题,提高消能效果,控制雾化范围,开发新型抗磨损、抗空蚀材料,开展导流建筑物与永久建筑的结合问题的研究,降低工程造价。

3.3　高边坡稳定技术开展对复杂地质条件下边坡的失稳机理研究,开发和完善适用于不同失稳模式的边坡稳定分析配套软件,尤其是在复杂边界条件下的三维分析软件系统,为分析评价和处理提供依据。

进一步研究和探讨了边坡加固处理技术,尤其是各种加固处理措施的作用机理和效果,使现有的加固处理方案建立在更为经济合理的基础上。

建立边坡安全监测预警预报系统。

除上述几点以外,对于水电勘察技术,形成了资料采集、分析整理、成图一体化的工程地质综合分析配套技术。

开展了深覆盖层处理技术的研究,开展了大型地下洞室的稳定技术的研究,开展了地下厂房的布置和振动特性的研究,开展了预应力高压管道及埋藏式钢岔管结构受力分析研究,开展了新材料、新工艺应用以及大坝安全监测技术的研究等。

4　我国水电技术的展望虽然我国的水电建设事业已经取得了举世瞩目的成绩,但仍然还存在着许多难题有待于我们的水电技术人员攻关解决。

研究新型混凝土及掺和料,包括纤维混凝土、掺和料、新型外加剂的开发等。

开展新型防渗止水材料,特别是适合超高面板堆石坝的填缝止水材料和高碾压混凝土上游面防渗材料。

研制适用于大孔隙、高地下水流速、细裂隙等特殊地层情况的灌浆材料及相应的施工工艺。

开展转轮叶片水下动态特性、疲劳计算分析及寿命预估、叶道涡及压力脉冲、轴系稳定和振动、整机动力特性和振动分析等大型水电机组的关键技术研究。

另外,水电建设对环境影响的评价理论与方法、有效地环境保护措施,水库移民的政策与战略性研究和实践,也是极具挑战性和开创性的工作。

由此可见,随着这些研究的开展,我国的水电建设,无论是从技术,还是从环境、社会等各个方面,都将面临着前所未有的挑战,同时也将引领着我国的水电建设步入世界领先水平。

参考文献:[1]　彭程.21世纪中国水电工程[M ].北京:中国水利水电出版社,2006.[2]　赵纯厚,朱振宏,周端庄.世界江河与大坝[M ].北京:中国水利水电出版社,2000.[3]　朱伯芳,高季章,陈祖煜,厉易生.拱坝设计与研究[M ].北京:中国水利水电出版社,2002.D evelop m en t and Expecta tion of Ch i na ’s Hydropower Eng i neer i ngM A W en 2liang ,B I AN H u i 2x ia ,L I U Dong 2chang ,L I U Yan 2ling(Schoo l O f C ivil Engineering A nd Comm un icati on ,N o rth Ch ina U n iversity O f W ater Con servancyA nd E lectric Pow er ,Zhengzhou 450011,Ch ina )Abstract :In recen t years ,the hydropow er con structi on has ob tained rap id developm en t ,and the w aterpow er resou rce w ill ho ld m o re and m o re i m po rtan t statu s in energy con stitu ti on in Ch ina .T h is article elabo rates the develop ing actuality and goal of ou r coun try πs hydropow er con structi on ,and fo recasts the develop ing fo reground of Ch ina πs hydropow er techno logy in the 21st cen tu ry .T hat w ill have po sitive i m petu s functi on on the fu rther developm en t of ou r coun try πs hydropow er con structi on .Key words :w aterpow er resou rce ;hydropow er engineering ;hydropow er techno logy ;in stalledm ach ine cap acity99第5期马文亮,等　中国水电工程的发展与展望。