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水利水电工程泥沙设计规范精选(九篇)

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水利水电工程泥沙设计规范

第1篇:水利水电工程泥沙设计规范范文

关键词:生产建设项目;截排水设施;排水标准; 径流量计算;过流能力

一、引言

水土流失防治措施设计是生产建设项目水土保持方案的重点与核心,合理可行的措施设计可使工程防治责任范围内的水土流失得到有效控制,减少水土流失对项目区及周边环境的影响,改善生态环境,确保项目区生态、经济、社会的全面、协调发展,并为水行政主管部门的监督、检查和管理提供可靠的依据。即措施设计合理与否直接影响生产建设项目水土流失控制,并影响水土保持投资计算和效益分析的准确性。 本文经查阅截排水设施设计规范、设计手册、设计标准等,并结合实际工作经验,对生产建设项目水土保持方案中截排水设施的设计流程、排水标准确定、过流能力计算等进行分析,并通过一个案例说明截排水设施的设计流程和参数选择。

二、截排水设施设计流程

截排水设施设计流程一般包括5个步骤:

(1)在一定比例尺的地形图上量测汇水面积;

(2)根据生产建设项目所属行业的规定和要求,并考虑防护对象重要性等因素,确定排水标准,确定降雨历时,计算降雨强度;

(3)根据不同行业的要求,计算设计径流量;

(4)结合同类工程经验,初步确定截排水设施断面材质、尺寸,计算过流能力;

(5)判断过流能力是否满足设计径流量要求,若不满足,则需重新选择断面尺寸,直至过流能力满足径流量,并确保工程量最小。

三、截排水设施排水标准分析

1. 降雨重现期的确定。笔者参与过的水土保持方案涉及行业有水电、水利、公路、城市轨道交通、风电、输变电、园区类项目(如学校、工厂、开发区等),主要针对这些行业的截排水设施排水标准进行分析。

目前水土保持方案截排水设施设计依据的规范主要有《开发建设项目水土保持技术规范》(GB 50433-2008)\《水电建设项目水土保持方案技术规范》(DL/T5419-2009)、《水利水电工程水土保持技术规范》(SL575-2012),《公路排水设计规范》(JTG/T D33-2012),《室外排水设计规范》(GB50014-2006)等,这些规范对永久截排水设施的排水标准,即设计降雨重现期取值一般有明确规定,但对于临时排水设施的设计却较少提及,导致不同设计人员在选择降雨重现期时标准不统一,以个人主观判断为主,使得项目现场内临时汇水不能有效排导,发生水土流失问题,即水土保持方案设计的临时排水设施不能有效为项目现场服务。

笔者根据多年水土保持方案设计经验,并在对已开工项目现场调查的基础上,对不同行业的临时排水设施设计进行分析:

(1) 由于水电水利类项目建设工期长,其枢纽、交通道路及施工临时设施场地周边临时排水设施的设计降雨重现期宜按5年一遇计算,若规模较大、占地较大的项目,宜按10年一遇计算;

(2) 公路项目因线路长度、等级不同而工期有1年、2年……不等,其路基两侧临时排水设施的降雨重现期宜按大于工期一年进行确定;

(3) 城市轨道交通项目建设工期较长,通常为5年左右,相应地其车站施工作业区等施工场地的临时排水设施的降雨重现期宜按5年一遇计算;

(4) 园区类项目即点型项目,建设工期通常为1~2年,其场地周边临时排水设施的设计降雨重现期宜按3年一遇计算;

(5) 风电、光伏、输变电等项目建设工期一般为1年,其临时排水设施的设计降雨重现期宜按2年一遇计算。

经初步分析,笔者认为生产建设项目临时排水设施设计的降雨重现期宜大于自身建设工期,但不可太大,否则确定的临时排水设施断面尺寸偏大,工程量大,不利于工程造价。

2.降雨历时的确定。截排水设施排水标准确定时,除需确定降雨重现期,还需要明确降雨历时取值,根据《公路排水设计规范》(JTJ 018-97),降雨历时即设计控制点的汇流时间,包括汇水区最远点到排水设施处的坡面汇流历时t1与排水沟管内的汇流历时t2之和,计算见公式1:

计算排水沟(管)内汇流历时t2时,先在断面尺寸变化点、坡度变化点或者有支沟(支管)汇入处分段,分别计算各段的汇流历时后再叠加而得,按公式2计算:

笔者试算时初步选择的参数为:粗度系数m1按针叶树林取大值(0.8),坡降is取小值(0.2),流速取小值(按浆砌石矩形断面计算,净宽×净深=0.3m×0.3m,糙率取0.025,坡降取0.3%,相应流速 =0.47 m/s)。

根据公式1,在坡面长度Ls一定的条件下,当m1取大值,is取小值,vi取小值的情况下,求得汇流历时t1相应较大。即当粗度系数减小,坡降增加,流速增加,汇流时间将相应减小。

3.径流量计算分析。目前在确定某一范围的径流量时,设计人员一般都根据《开发建设项目水土保持技术规范》中的公式计算,但经笔者分析,该公式中i为平均1小时平均降雨强度,单位为mm/h;F为山坡集水面积,单位为km2,即该公式适用于汇水范围较大的流域性径流量计算。对于占地面积较小的具体项目,其适用性有限。笔者在查阅《水电建设项目水土保持方案技术规范》、《水利水电工程水土保持技术规范》、《公路排水设计规范》、《室外排水设计规范》等技术规范基础上,总结了不同行业适用的径流量计算公式。

4. 径流量计算分析。目前在确定某一范围的径流量时,设计人员一般都根据《开发建设项目水土保持技术规范》中的公式计算,但经笔者分析,该公式中i为平均1小时平均降雨强度,单位为mm/h;F为山坡集水面积,单位为km2,即该公式适用于汇水范围较大的流域性径流量计算。对于占地面积较小的具体项目,其适用性有限。笔者在查阅《水电建设项目水土保持方案技术规范》、《水利水电工程水土保持技术规范》、《公路排水设计规范》、《室外排水设计规范》等技术规范基础上,总结了不同行业适用的径流量计算公式,见表2。

四、截排水设施设计分析

1.材质选择。水土保持截排水设施常用的材质有:土质、浆砌片石、现浇混凝土、预制混凝土、砖砌、沟壁铺植草皮以及排水管,不同的材质在施工工艺、造价等方面各有优缺,笔者结合实际调查,对截排水设施常用材质的特点及适用条件进行了总结。

2.比降。截排水设施过流能力计算中,沟道比降i的取值缺乏统一性,相对较随意。比降的定义为沟(管)道水流沿水流方向的高程差与相应沟(管)道长度的比值,以千分率或万分率表示。比降可在带等高线的平面布置图上量取。

在水土保持截排水设施设计中,为避免沟道内泥沙淤积,排水沟内比降最小取值一般不小于5.0‰,另考虑防冲问题,比降最大取值不应大于5%,经总结,常用比降值有: 3‰、5‰、2%和3%,部分截水沟的比降可取5%,但需考虑跌水消能措施。

3.截排水设施过流能力计算

在满足过流量要求情况下,截排水设施断面设计采用最优断面法,即衬砌材料就近取材,易于施工,投资省,具体计算一般采用谢才公式计算,即公式3、公式4。

五、案例计算

前文介绍了截排水设施排水标准确定及具体设计方法,笔者以曾参与过的杭州市闲林水库石龙山弃渣场的截排水设施设计进行方法应用。

石龙山弃渣场位于杭州市转塘镇石龙山内,现状为废弃的石矿场,占地面积4.92hm2。堆渣设计坡比为1:2.0,渣场底高程为65.0m,设置一级马道(高程75.0m),渣顶高程为85.0m,最大堆渣高度约20m,容渣量约42.46万m3,设计堆渣量约29.30万m3。

1. 防护标准。弃渣场防洪标准主要与渣场规模、渣场位置、渣场失事环境风险程度、渣场对主体工程影响等方面有关,本弃渣场为中型渣场,根据《水利水电工程水土保持技术规范》防洪标准取20年一遇,结合现场调查,沟道较小,不设置挡水坝等设施进行排洪,沟水汇入截水沟再引排至下游。弃渣场马道排水沟排水标准按5年一遇10min短历时暴雨设计。

2. 截排水设施设计。弃渣场截排水设施主要包括截水沟和马道排水沟。

(1) 截水沟过流能力分析:

① 径流量计算,根据公式计算

a. 径流系数,按起伏的山地取值,=0.7;

b. 降雨强度,由地形图量测最大汇水坡长为300m,根据表2,降雨历时取30min,依据杭州市降雨强度公式,按TE=20年,t=30min计算,i=1.76mm/min;

c. 汇水面积,在工程平面布置图上量测渣场上游最大汇水面积F=0.065km2;

d. 径流量=16.67×0.7×1.75×0.065=1.33m3/s,双向排水。

② 过流量计算

a. 断面设计,截水沟采用梯形断面,尺寸为0.5m(底宽)×0.5m(深),沟壁坡比1:0.5,浆砌片石衬砌厚0.3m;

b. 浆砌石糙率n=0.025;

c. 沟道比降,在工程平面布置图上量测并计算得,沟道比降i=3%;

d. 根据公式3,公式4计算,截水沟最大流速为2.60m/s,单侧过流量Q=0.99m3/s,径流为双向排导,截水沟总过流量为1.98m3/s>1.33m3/s满足上游径流量排导需求。

(2) 马道排水沟过流能力分析:

① 径流量计算,根据公式计算

a. 径流系数按软质岩石坡面取值,=0.6;

b. 降雨强度,根据杭州市降雨强度公式,按TE=5,t=10min计算,i=2.35mm/min;

c. 汇水面积,在工程平面布置图上量测得,马道上游渣体坡面最大汇水面积F=0.004km2;

d. 径流量 =16.67×0.6×2.35×0.004=0.09m3/s,双向排水。

② 过流量计算

a. 断面设计,排水沟采用梯形断面,尺寸为0.3m(底宽)×0.3m(深),沟壁坡比1:0.5,浆砌石衬砌厚0.3m;

b. 浆砌石糙率n=0.025

c. 沟道比降,在工程平面布置图上量测并计算得,沟道比降i=0.3%,

d. 根据公式3,公式4求得排水沟单侧过流量Q=0.08m3/s,径流为东西双向排导,排水沟总过流量为0.16 m3/s>0.09m3/s,满足坡面径流量排导需求。

六、结论

党的十确立了全面建成小康社会的目标,将生态文明列入“五位一体”的社会主义总体布局中,水土保持的目标是保护水土资源,改善生态环境。在水土保持实际设计工作中,由于不同的水土保持方案编制单位及不同设计人员对截排水设施的设计参数及计算方法较不统一,排水标准、降雨重现期、降雨历时、沟道比降等参数选择依靠经验,主观性较大,相对缺乏科学性。本文对生产建设项目水土流失防治措施体系中截排水设施的设计参数选取、排水标准确定、截排水设施材质选择、过流量计算方法等进行了分析总结,意在使截排水设施的设计更尊重自然规律,起到保护自然生态的作用,减少主观性,达到生态效益与经济效益均科学合理的双重目标。

参考文献:

第2篇:水利水电工程泥沙设计规范范文

Abstract: the feasibility study stage first work is to collect a lot of economic society is the current situation and development planning material, analysis of industry development section of the requirements of the water resources development and utilization, and puts forward the development of the basin task, demonstrates the necessity of this project engineering construction.

Key words: the feasibility of hydropower development work on design stage.

中图分类号: TV212 文献标识码:A 文章编号:

预可研阶段的首要工作即是收集大量的经济社会现状以及发展规划资料,分析各行业发展对河段水资源开发利用的要求,提出流域的开发任务,论证本枢纽工程建设的必要性。以发电为主的枢纽工程,特征水位的确定主要满足电站的发电效益最大,同时兼顾库区淹没影响之间的关系。

在制定开发方案及水能资源利用方案时,要高度重视并处理好水电开发与环境保护的关系,使水电开发与生态环境友好、和谐、协调的发展,要尽可能避开或减小对重要环境敏感区的淹没影响。于枢纽有关工程规划指标计算分析要充分考虑上游梯级的运行调度规则及其影响。根据规划河流的来水特性,汛期洪水流量大,沙量集中,枯季流量相对较小,沙量较少,故可依据库区泥沙淤积计算成果,优化水库的运行调度方式,提高工程综合利用效益。主要工作含以下内容:

1)基本资料收集与分析

收集供电范围以及防洪保护范围的经济社会现状及发展规划资料(包括人口、土地、能源等各类资源以及自然灾害、环境保护等,以及工农业、交通运输业等)。

收集与规划河流相关的省、县、乡电力系统现状资料(含年用电量、发电量、最高负荷、电源结构、各电站装机容量、水电站典型年平均出力、电量及电力盈缺情况、输变电情况等,分析现状存在的问题);收集地方电网及电力系统规划(包括负荷预测、电网与电源规划等);电网负荷特性(包括现状与规划水平年的典型日、年负荷曲线)。

收集县产业发展规划及其能源需求相关资料,分析本工程电站给相关产业直供电的可行性及相关效益。

收集火电替代指标(包括火电单位kW投资、火电标准煤耗、火电标准煤价、火电年运行费);收集当地上网电价资料(包括现状综合上网电价、高峰电价、低谷电价等);收集电力市场发展预测有关资料等。

收集库区1/10000地形图,根据本阶段施测的河道沿线1/2000断面资料,进行库容曲线量算。

2)论证程建设的必要性与提出开发任务

设计水平年:俄日水电站规模适中,开发任务单一,工程难度不大,综合分析,确定电站规划水平年。

设计保证率:根据动能设计规范,较大规模水电站设计保证率采用90%以上。

(3)工程建设的必要性

在规划工作基础上,通过收集到的区域经济社会及发展规划资料,分析各行业发展规划对规划河流开发的要求,结合水电站工程的实际情况,分析研究当地电力发展需求对本工程的要求,分析工程建设的必要性。

(4)明确工程开发任务

规划阶段提出河段开发任务为以发电为主,兼顾下游生态环境用水。本阶段工作内容以复核上一阶段成果为主。

水库特征水位:在对库区主要淹没对象等调查工作基础上,按2m的间隔初拟3个左右的正常蓄水位方案,从工程效益、工程枢纽布置、淹没指标、环境影响、水文与地质条件、工程枢纽布置、施工布置与进度计划、工程投资、经济指标等几方面进行综合比较,重点考虑工程效益、工程枢纽布置、淹没指标要求等因素,进行正常蓄水位的综合比较,初选正常蓄水位方案。

装机容量选择:论证供电范围;进行供电范围内的负荷预测及电力系统的电力电量平衡。在初选的正常蓄水位基础上,一般初拟3个装机容量方案,经过技术经济比较后初选装机容量。初步比较拟定装机台数,初拟额定水头。

选择方案水能指标:根据初选和拟定的工程规模,并根据资料收集情况,由于需考虑上游规划梯级水库的径流调节作用,故拟采用长系列历年逐月平均流量进行径流调节计算,并选择P=10%、50%、90%三个典型年,进行逐日流量调节计算,分析逐日与逐月径流调节计算的差异,修正长系列逐月径流调节计算成果。

回水计算:对各正常蓄水位方案进行回水计算以确定库区人口、土地征用范围。其中人口迁安设计洪水标准为20年一遇、土地淹没补偿设计洪水标准为5年一遇。各级流量的回水终点在同级流量回水曲线不高于天然水面线0.3m处,采取水平延伸至与天然水面线相交止。回水计算中各河段糙率建库前后均采用天然值,拟采用由闸址水位流量关系以及实测和调查洪水水面线进行验糙计算;各支流、各河段回水计算流量采用同频组合;断面资料采用实测的库区河段横断面资料。

泥沙淤积分析计算:泥沙冲於分析计算可采用数学模型结合半经验法进行综合计算分析,首先利用经验公式判别水库淤积形态以及水库是否产生翘尾巴淤积问题,利用沙莫夫法计算水库极限淤积量、利用拉普善可夫法计算淤过程;同时再利用一维数模法计算水库淤积及过程。通过合理性分析、取舍后,提出水库淤积形态,坝前淤积高程,水库淤积过程线,水库初期、10年、20年、50年以及最终淤积库容曲线等成果。

报告编写:编写“工程建设必要性”与“工程规划”两个章节报告和预可研编制规程要求的附图、附表(附图:梯级开发示意图;供电范围电力系统地理接线图;水库库容曲线图;出力保证率和电量累积曲线;泥沙淤积计算图;水库回水计算图。附表:各正常蓄水位方案技术经济指标比较表;各装机容量方案技术经济比较表;电力系统电力电量平衡表;水库回水计算成果表。)

参考文献:

《水利工程水利计算规范》(SL104-95);

《水电工程水利计算规范》(DL/T5105-1999);

《水利水电工程动能设计规范》(DL/T5015-1996);

《水电水利工程泥沙设计规范》DL/T5089-1999;

《水电建设项目经济评价暂行规定(试行)》;

第3篇:水利水电工程泥沙设计规范范文

[关键词]河道治理;河堤设计;宾格石笼;抗滑

1 工程概况

某河道全长15.1km,其中部分段河道内淤积严重,边坡为土质边坡,水土流失严重,河道不满足行洪要求。为进一步加大水土流失严重地区生态综合治理力度,保护生态环境,拟对该河道进行生态综合治理[1 ]。该河道生态综合治理主要包含河道清淤防渗,河道两岸防洪水位以下采用宾格石笼边坡护砌,防洪水位以上采用草皮护坡。宾格石笼边坡护砌1260m、草皮护坡5670m2 、栽植绿化树木500 株;新建拦水坝5 座,20 年一遇的河道防洪设计标准,工程抗震设防烈度为Ⅶ度。

2 河堤设计

河道治理长度630m,河道断面形式为梯形断面,边坡比1 ∶3 ,河道两岸防洪水位以下采用宾格石笼边坡护砌,防洪水位以上采用草皮护坡,河道上河口种植垂柳绿化,垂柳种植株距3m,拟种植垂柳500 株,垂柳胸径7cm。

2.1 河道参数计算

式中:Rp为累计频率为p的波浪爬高;KΔ为斜坡的糙率及渗透性系数,砌石护面取0.8 ,草皮护面取0.9;Kv为经验系数,根据风速v、堤前水深d及重力加速度g来确定;Kp为爬高累积频率换算系数;m为边坡系数;H-为平均波高;L为波长。将各值代入式(1),计算结果见表1 。河道设计底宽16m,边坡高3m,设计水深2m,设计边坡采用1 ∶3 土质边坡。

2.2 宾格石笼边坡护砌

格宾笼又叫格宾网,是由低碳镀锌覆塑钢丝使用机械编织而成的六角形网箱结构。网箱钢丝主要由边端和网面钢丝组成,其类型和要求见表2 。所用钢丝要求重镀锌覆塑,镀锌量要大于245g/m2 ,覆塑的厚度也应大于0.5mm,其抗拉强度要求在350 ~500MPa之间,延伸率应高于10%[4 ];格宾石笼内填料重度应满足18 ~19kN/m3 ,填石为大于MU30 的卵石或者硬质岩质块石,粒径在100 ~250mm较为合适。为确保回填的砂砾不会流失,应在其格宾挡墙后设置无纺土工布,克重250 ~300g/m2 ,施工折边大于0.3m[5 ]。见图1 。组装格宾的原则:形状应规则,绞合相对牢固,所有竖直面板上边缘要在同一水平面上,且确保面板上端水平边缘与盖板边缘能够绞合。石料填充务必均匀地向同一层各箱格内放入填充料,单格网箱不能一次性投满。填料施工时,应将每层的投料厚度控制在33cm上下,正常情况下1m高网箱应分3 到4 层投料。可根据土壤和气候以及景观的要求,选择植被灌木或草种,网箱封盖后,应将壤土在空隙处填满,顶部填满高约5cm壤土[6 ]。

3 边坡稳定与河道冲刷分析

边坡稳定分析包括施工完建期迎水面边坡稳定、稳定渗流期形成稳定渗流时的迎水面边坡稳定、水位降落期迎水面边坡稳定。采用《北京理正边坡稳定分析软件5.11 版》瑞典圆弧法计算,对边坡稳定进行分析。根据《水工建筑抗震设计规范》(SL203 -1997),工程抗震设防类别为丙级,稳定分析时地震烈度为7 度,地震动峰值加速度为0.10g。边坡抗滑稳定计算选用两种典型断面进行边坡稳定分析,需要的堤体土料物理力学指标按地质报告提供数据[5 ]。

3.1 抗滑稳定计算

采用理正边坡稳定分析软件,对边坡的抗滑稳定性进行计算。在计算过程中,根据不同的条件,可分别采用有效应力法或总应力法:总应力法应用于施工期是上游死水位工况;有效应力法和总应力法同时用于水位降落期;有效应力法均用于稳定渗流期。由表3 稳定计算成果可知,河道边坡满足稳定要求[5 ]。

3.2 河道冲刷深度

冲刷深度:(4)式中:n为与防护岸坡在平面上的形状有关系数,n=14;vH为河道允许的不冲流速;vp为河道平均流速;hp为冲刷后水深。其中:hp=ph(5)式中:h为冲刷前水深;p为系数。

4 拦河坝设计

为拦截泥沙,增加河道景观,形成景观水面,在该河道新建拦水坝5 座。拦河坝坝体采用M10 浆砌石驼峰堰,坝高1.5m,坝体采用1 ∶3 水泥砂浆砌筑毛石基础,坝体基础采用厚100mm的C15 混凝土垫层。

4.1 拦河坝宽

根据《溢洪道设计规范》(SL253 -2000)和《水力计算手册》,拦河坝宽[6 ]:(6)式中:Q为流量,m3/s,Q=135m3/s;H0 为计入总流速水头的堰上水头,H0=2.6m;ε为闸墩侧收缩系数,ε=1;m为流量系数。P1/H0 >0.34 ,m=0.452(P1/H0)-0.032 经计算,拦河坝宽B=10m。

4.2 坝体稳定分析

采用《浆砌石坝设计规范》(SL25 -1991)中所提供计算公式:新砌M10 浆砌石,f1 取0.6 ,C1 取50 ×104Pa。应用《水利水电工程PC―1500 程序集》计算:在正常情况下:K=1.81 >[1.15 ];在非常情况下:K=1.55 >[1.00 ],表明坝体抗滑稳定安全系数均满足规范要求。5 结论1)河道设计底宽16m,边坡高3m,设计水深2m,断面形式为梯形,采用1 ∶3 土质边坡。河道两岸防洪水位以下采用宾格石笼边坡护砌,防洪水位以上采用草皮护坡,河道上河口种植垂柳绿化,垂柳种植株距3m,拟种植垂柳500 株,垂柳胸径7cm。2)施工完工期、水位降落期、稳定渗流期的计算边坡滑动安全系数均满足河道边坡的稳定性要求,河道冲刷深度总深度0.63m3)河坝坝高1.5m,坝宽10m,坝体采用1 ∶3 水泥砂浆砌筑毛石基础,坝体基础采用厚100mm的C15 混凝土垫层。在正常情况与非常情况下,坝体抗滑稳定安全系数均满足要求。

参考文献

[1 ]廖平安.北京市中小河流治理技术探讨[J].中国水土保持,2014(1):11 -13.

[2 ]孙飞云,林鲁生,董紫君,等.龙岗河干流综合治理工程生态修复设计与应用[J].水利水电技术,2012 ,43(8):103 -106.

[3 ]赖永辉.龙潭河陂下段河道生态整治水力计算[J].水利水运工程学报,2011(1):92 -96.

[4 ]刘向荣,彭艺艺,余润生,等.柳州竹鹅溪河道综合整治工程设计[J].中国给水排水,2010 ,26(4):38 -41.

第4篇:水利水电工程泥沙设计规范范文

关键词:水利工程;生态环境;研究分析

在水利工程生态环境效益中,其确定内涵首要任务的是实施环境效应评价的其作用主要是通过评价内容的建成的指标体系、覆盖范围、是否合理的选取的指标等,对最终评价效益的结果可靠性存在直接影响[1]。要重视水利工程生态环境效应持续的时间,还要统筹考虑工程建设的所有过程;包括设计规划、建设实施以及工程建成后的生态环境整体效应。

1水利工程生态环境现状分析

生态环境恶化是现今全球面临的重大的全球性问题,现代社会发展社会对自然资源开发程度日益提高,使得我们进行反思,如何在改变原有的生态环境的情况下由不平衡再到新的平衡,采取适宜措施,来解决问题。21世纪以来,我国虽在污染治理、水土保持、江河治理、植树造林等方面取得了令人瞩目的成就。但随之一系列问题如:水资源危机加剧,水资源污染加重,植被破坏、草原退化、森林剧减,造成大面积水土流失,水库、湖泊淤塞,土地沙化,土壤退化、重大自然灾害频繁,生态环境面临着逐渐恶化趋势。现在变工程水利为资源水利是水利行业发展大方向,生态环境稳定又是社会、经济稳定发展的基石。社会经济的高速发展,导致水资源的开发利用强度和开发速度加快,从我国水利发展历程看来,有几个趋势是比较明显:水资源从单向用途走向综合利用。现代水利工程除了灌溉、发电之外,还与城市供水、防洪、船运、调水、生态与环境等多目标相辅相成。一水多用,建设水利工程为多目标服务已成为的决策、论证基本原则。单项水利工程建设逐步发展为所在流域综合开发一部分,形成所在流域水利整体稳定系统,例如新疆多年来陆续设置了三个流域开发管理局(伊犁河、塔里木河、额尔齐斯河),其中主要的塔河治理主要解决了生态环境问题,以变工程水利成为资源水利的发展思路。现代水利建设实施的加快,造成对环境的影响日益严峻。因此,水利工程建设、水资源利用所引起的生态环境效应问题已越来越受到人们的重视。

2水利工程的生态环境效应问题调查分析

兴建水利工程以更少的水浇灌更多的地、带来更多经济利益是目标,但水利工程建设主要是以某些社会、自然环境和占用土地为相应代价;规划建设时的我们要考虑水利工程建设项目对生态、环境影响的问题[2]。

2.1工程建设有利影响分析

水利工程建设可以解决旱涝灾害。对于我国而言,不同气候因素的影响导致水资源分布极其不均匀,南方雨季强降雨频发造成洪涝灾害,而北方水资源相对不足,常见干旱少雨影响了总作物生长、影响产量,影响着农民的生产和生活。对于合理水利工程的建设,可以解决我国水资源分布不均,解决旱涝严重灾害,促进当地经济健康的持续发展,如南水北调、都江堰的修建,就是其中的改善生态环境代表性工程。改善局部生态环境。现今人口不断增加,对于资源和能源的需求也在不断提高,现有的水资源越来越无法满足正常的居民的生活、生产需求。而通过相关水利工程的兴建,可以解决改善建设影响区域生态环境,能增加空气湿度,可以促进植被生长,能为当地为经济的发展提供良好生态环境。合理规划修建的水利工程能够优化水文环境,能够对水污染情况及时有效治理,对区域河流的水质状况进行优化。以黄河上规划修建的水利工程为例为例,通过兴修水利工程,利用蓄水、排水等操作,可以有效增加下游的水流速度,对泥沙进行有效排泄,保证黄河河道的畅通。解决由于上游土地沙化等现象,解决产生泥沙的淤积和拥堵现象。

2.2工程建设不良生态环境影响

生态环境效应在自然环境方面,工程兴建水文气象的改变,对水域河床底部冲淤变化,对区域动植物、对影响水域中细菌藻类、及水生生物的变化效应,对区域土壤和地下水的影响,水利工程建设在社会环境效应方面,对地域人群的健康,对文物古迹淹没,对防洪区域规划,对人口迁移问题考虑,灌溉、发电、旅游等产生的环境效益变化等。故在建设水利工程在规划设计阶段,须全面勘察,确保对环境影响的方面和影响的大小进行准确计算,做出不同比较方案进行比较考量,对不良影响提出防治相关措施。对水利工程生态环境空间效应上须加大力度重视规划及具体措施防治,对整体自然界影响效应进行公正评估,其中人们生活环境、陆地、河流等生态环境对人类环境变化息息相关。

3合理建设降低不良生态环境效应

建设水利工程项目以改善不良人类居住生态环境为本来的出发点,为人类以及区域动植物的生存带来可以实现的方便,但水利工程的施工建设过程中难免会有些消极的影响,为了使水利工程建设生态环境效应能够向健康的方向发展,我笔者勘察研究提出以下对策。

3.1施工前的规划

规划前先进行详细地质勘测。不同的地质地区能否修建并且修建什么类型、规模的水利工程设计规范都有明确规定,在施工之前必须要把当地的水文资料和地质条件的进行细致调查计算,充分考虑之下再进行项目建设,然后根据正确依据来编制水利工程建设项目的可行性报告,以保证建设实施项目防洪能力、岸坡稳定性,规避地震因素的能力[3]。

3.2水利建设项目合理设计构造减小不良影响

在水利工程构造设计阶段,设计人员须进行详细地质的勘查研究,在具体施工计划上报前进行工程构造的具体设计,其中包括对于建设项目原流域、区域内动物的生活环境的变化进行论证,对项目实施影响区域内动植物的生存条件的变化详细分析,调查研究具体了解其生活习性,有效减少水库范围内被淹没的范围。

3.3明确水利施工阶段的生态环境要求

水利建设项目在初步设计阶段,应对环保措施方法确立并制定相关流程。应切实对修建水利工程观察和总结,结合当地区域地质进行合理施工,在施工施工企业应严格按照设计中对于施工的工艺流程,不得自作主张修改施工计划流程,还要进行企业、项目班组环境生态保护培训教育。具体的方式就是实名化扩散所有污染物中有关施工现场人员,将施工保护所应该负的责任落实到每个人,将其归结布置在合同中,使施工人员在具体施工过程有法可依,有规章可以遵守,有具体相关环境保护措施计划可以依靠。

3.4实施环境勘测确保生态环境保护

所谓水利建设项目中对环境的勘测,就是在水利建设项目在施工前按照设计要求建立必要的环保监测设施,与相关有资质的环境监测企业签订合同,然后在施工期间对影响区域地区的大气、水质等相关影响指标进行测定分析,然后通过与建设项目施工前和施工不同阶段时期的监测数据结果进行对比分析,及时处理数据并应用相关合理方法改善施工中不合理程序,或对环境造成严重危害的施工手段方法进行排除,确保项目实施对环境影响不良效应降低到最小。

3.5施工企业卫生免疫减小生态环境伤害

在水利项目施工阶段要对于施工场地、区域的卫生条件进行合理设计并严格实施,还要进行相关监测任务,同环境勘测计划流程相同,先要建立施工企业卫生专门防疫机构,设置项目中卫生免疫相关管理负责人,施工企业在施工区域设置卫生管理机构在具体施工人员进入施工场所、生活场所之后,能够避免因施工众多的来自各区域、各生活习惯的人员聚集一起,而一定程度上避免流行病的传播或扩散,这样在保证施工人员人身安全的同时有效地顾及了工程所处的生态环境良好运行。

3.6落实施工后期任务保障生态环境

在水利工程建设施工完成后,对生态环境的改善并不能停止,施工完成后要继续做的是,须将在施工过程破坏植或等景观安装相关要求及时的恢复,同时还要对施工区域的进行规划修复,从而能够更好的保护施工区域原有生态平衡状态。这其中有众多、广泛的内容,如要顾及附近居民的发展、原区域生物资源的合理开发利用,同时还要使施工影响区域动植物的数量、种群、栖息场所等相关因素尽量达到原来水平且能够长期稳定发展要求。

4结束语

总而言之,水利工程建设总是会给项目建设区域生态环境带来这样那样影响,但其中有利也有弊,实施水利工程能够改善人类生活和促进经济增长的同时,就会一定程度上破坏原来生态环境。这就需要我们争取让实施的水利工程项目长期稳定运行,生态环境向健康良好的方向发展。

参考文献:

[1]林先勇.水利水电工程规划设计对生态环境的研究分析[J].建筑工程技术与设计,2015(10):1628-1628.

[2]王孟实.河道治理与生态建设相结合全面提升水利工程建设水平[J].吉林农业,2016(19):93.

第5篇:水利水电工程泥沙设计规范范文

【关键词】水电站;取水坝;水文;地质;设计

1.工程项目概况

勐外坝河二级水电站位于于保山市龙陵县龙江乡勐外坝村境内,地理坐标在东径98°39′55″~98°45′22″,北纬24°41′29″~24°44′24″之间。

勐外坝河二级水电站工程概算总投资2132.17万元,项目建成后,水电站装机为2000+1600kw时,多年平均电能为1647.30万KW・h,装机年利用小时数为4576h。按上网电价0.20元/kw・h计算,年收益为329.46万元,经济效益较为显著。工程建成后,合理利用了当地丰富的水资源,将极大地缓解当地的用电困难。

2.工程水文地质条件

2.1含(透)水层及相对隔水层

第四系洪冲积层(Qpal)、残坡积(Qedl)及崩坡积(Qcol+dl),结构松散,属中等~强含(透)水层;片麻岩、板岩、变质砂岩等的全强风化带透水性中等~强,属中等~强含(透)水层;片麻岩、板岩、变质砂岩等的弱微风化带透水性微弱,可视为本区的相对隔水层,均属变质岩裂隙水。

2.2地下水的补给、径流、排泄

工程区内地下水埋藏形式以潜水为主,局部沿构造带(向斜核部及区域性断裂带)形成构造水。主要接受大气降水补给,沿孔隙、裂隙向河床径流,集中地段以泉点形式排泄,地下水补给河水。孔隙水及潜水水位变化受季节及河水位控制较明显。泉流量一般0.1~3升/秒,地下径流模数1~3升/秒・km2,富水性中等。

工程区水文地质条件简单,具典型山区峡谷河流地下水动力条件,主要接受大气降水补给,向勐外坝河排泄。地下水类型主要为裂隙潜水。

3.取水坝工程地质条件

勐外坝河二级电站取水坝位于该河中游段,在一级电站厂房尾水下游约100m处的河道建坝;坝长34m,采用浆砌石重力坝。河床地形较狭窄,呈“V”形河谷。地层岩性:河床表层分布为第四系全新统(Q4ap1)冲积洪积层,由砂砾石及漂石组成,无分选性,堆积中密~密实;亚磨园度;推测层厚约3~5m。坝基及岸坡岩石均为下古生界(PZ1)变质岩系,主要由片麻岩,间夹少量变质砂岩组成,岩层产状1330∠500,岩石受流水的冲蚀作用,两岸为基岩,岩质较新鲜完整,均属弱风化状岩体,工程地质条件较好,坝基整体承载力及抗滑稳定问题不大。

建议:①如第四系冲洪积层不厚,即应把松散层全部清除至基岩层;如冲洪层较厚(大于5m)时,可在坝轴线河道内作适当(不少于3.5m)的清基处理;②地基土承载力标准值(fk)取350KPa,变形模量(E0)取26MPa;③进水口上边坡设挡墙护砌;坝址上下游可适当作护坦的抗冲刷防护措施。

4.水电站取水坝的设计

4.1取水口位置选定

勐外坝河二级水电站为引水式径流电站,电站引水系统采用无压方式。取水坝位于勐外坝河干流上,坝址处河谷狭窄,坝址海拔1468m。河道宽8m,河谷成V字型,左右两岸较陡。取水坝轴线上下游50m河道均转了近90°弯,坝址处轴线较短,具有良好的建坝条件。坝址以上地形较为开阔,取水坝建成以后,可有约1000方左右库容,考虑将取水坝以上库区作为沉沙池。

4.2取水坝

4.2.1坝体尺寸的拟定

根据取水口地形条件以及当地建筑材料情况,取水坝采用浆砌石溢流坝。取水坝河床高程为1468m,引水渠道进口底板高程为1472m,进水口采用折线型实用堰,堰宽δ=6.0m。闸室底板宽为1.2m。正常取水时,闸门全开,根据水力学计算公式条件,水流的出流为闸孔出流,取水闸闸孔尺寸为1.2×1.2m,取水口取水流量为渠道设计流量时,闸孔开度为0.97m,为了保证电站取水,考虑闸室进口及闸室水头损失,选定溢流坝顶高于取水闸门顶0.23m,为1473.20m。

拟定冲沙闸底板高程为河床高程即1470.00m,闸孔尺寸为0.8×0.8m。

4.2.2坝顶高程、宽度确定

①坝顶高程。

取水坝溢流段采用曲线型实用堰,溢流口宽为10m,溢流段坝顶高程1473.20m。根据水文分析计算,坝址处设计(p=10%)洪峰流量Qmax=38.40m3/s;校核(p=2%)洪峰流量Qmax=53.80m3/s,坝面溢流采用公式Q=mB3/2 计算求得:

设计堰上水头: H设=1.44m, Qmax=38.4m3/s。

校核堰上水头: H校=1.61m, Qmax=53.80m3/s。

坝顶高程为校核洪水位加坝体超高,坝体超高根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)规定,二级站取水坝为5等建筑物超高应大于0.2m,取0.39m,故坝顶高程取为1475.20m。

②坝顶宽度。

根据规范规定并结合当地实际情况,拟定溢流段坝顶宽度为2.0m,非溢流段坝顶宽度为2.5m。

4.2.3取水坝特征水位的确定

冲沙闸底板高程:1470.00m

进水闸底板高程:1472.00m

溢流段坝顶高程:1473.20m

设计洪水位:1474.64m

校核洪水位:1474.81m

4.2.4坝体体型尺寸拟定

取水坝为浆砌石溢流坝,非溢流段坝顶高程1475.20m。溢流段坝顶高程1473.20m。最大坝高6.2m,坝顶长22.87m。坝体上游坡比为铅直,溢流段下游坡比为1:0.7。坝顶进口以出口采用半径为1.0m及1.5m的圆弧段连接,溢流口末端采用一半径为1.5m的反弧段连接。溢流段出口为原河床,出口采用挑流消能。

4.3取水闸

取水闸位于取水坝右岸,闸体采用C20钢筋砼,底板高程为1472.00m。取水闸孔口尺寸为1.2m×1.2m(宽×高)。闸前设一拦污栅,闸体与渠道设相连接(详见结构图)。闸顶平台高程为1475.20m,闸门启闭采用手动加电动带10TLG启闭机启闭。

水力计算:

根据结构布置,取水闸过闸水流按闸孔出流计算,设计取水流量为1.90m3/s。按《水闸设计规范》(SL265-2001)进行泄流能力复核。取水闸过水流量与闸门开启度见表1。

4.4冲沙闸

冲砂闸位于取水坝右岸,与取水坝紧相连。冲砂闸闸体采用C20钢筋砼,底板高程为1470.00m。闸孔尺寸:宽×高=0.8m×0.8m。闸门启闭采用手动加电动15TLG启闭机启闭,启闭机平台位于坝顶。根据电站取水坝坝址处水文报告对泥沙分析计算,多年平均来沙量为23.11万T,需定时对泥沙进行冲沙,闸门开启度与冲沙流量见闸门开度与流量关系表1。

表1勐外坝河二级站闸门开度与流量关系表

在冲沙期间建议采用冲沙流量为2.5~3.0m3/s。

4.5坝体稳定计算

4.5.1荷载计算与荷载组合

荷载计算:

①水压力。

②坝体自重。

③淤沙压力。

④动水压力。

⑤扬压力。

⑥地震荷。

荷载组合见表2。

表2 荷 载 组 合 表

4.5.2稳定计算

根据拦河坝设计剖面,对溢流坝段、挡水坝段,按抗剪强度公式,沿建基面进行了抗滑稳定计算,其抗滑稳定安全系数见表3。

表3 抗滑稳定安全系数计算表

由表可见,各坝段的抗滑稳定安全系数均满足规范规定的安全值。

5.结束语

第6篇:水利水电工程泥沙设计规范范文

关键词:东风水库 ;除险加固;工程措施

Abstract: Yinan County Dongfeng reservoir is a small (1) reservoir, the reservoir because of low standard of construction engineering construction, backward technology, coupled with the ageing disrepair serious, there are many safe hidden trouble,2007 has been identified as three types of reservoir. Through the analysis of the status quo existing problems, puts forward corresponding measures for reinforcing, good effect, in order to provide the reference for other reservoir reinforcement.

Key words: Dongfeng reservoir; reinforcement; engineering measures

东风水库位于沂南县张庄镇西3km处的沂河三级支流张庄河中游,控制流域面积17.60km2,总库容346万m3,兴利库容95万m3,是以防洪、灌溉、水产养殖等综合效益于一体的小(1)型水库。该水库枢纽工程由大坝、溢洪道、放水洞三部分组成。

该水库建成于1966年5月。大坝南北向,结构型式为均质坝,大坝全长278m,坝顶平均宽度4m,坝顶高程123.0m,最大坝高12m,防浪墙顶高程123.83 m。溢洪道位于大坝南端,为开敞式溢洪道,堰顶高程为118.81m,堰长36m(垂直水流向)。放水洞位于大坝桩号0+105m处,洞身为砼圆管,管径0.4m,洞长40m,进口底高程为113.6m,出口底高程113.4m,闸门为斜拉圆盘式。坝址区基本地震裂度为7度。

1水库存在的问题及除险加固的必要性

由于受当时条件的制约,工程建设标准低,施工技术落后,加上长期以来工程运行与维修养护经费不到位,管理粗放,老化失修严重,水库存在较多安全隐患,不能正常发挥效益,已成为一座病险水库。大坝、溢洪道、放水洞均存在较严重的安全隐患,主要问题如下:

a.大坝: 大坝上游护坡石砌筑质量较差,护坡石下垫层不符合反滤要求,局部护坡石直接放在坝体壤土上;坝顶宽度较窄不满足规范要求,坝顶防浪墙基础砌筑质量较差,砂浆不饱满,块石间有架空现象;上游坡、下游坡坡比均为1:2.0,未达到设计要求;大坝下游坡无排水设施,冲刷严重,坡脚排水体无反滤。

b.溢洪道: 溢洪道左岸浆砌石导流墙坐落于中等风化石英纳长斑岩上,砂浆不饱满,强度较低;右岸属岩质块状结构低陡边坡,稳定性一般;溢洪道底部起伏较大,流态不稳定影响洪水下泄。

c.放水洞:闸门锈蚀损坏严重,钢丝绳损坏,闸门已经无法正常启闭,出口损坏严重。

2007年5月,该水库大坝已被鉴定为三类坝,当地群众迫切希望通过水库除险加固工程的实施,彻底解决枢纽工程存在的防洪安全问题。为确保水库和下游人民生命财产的安全,充分发挥该库的社会和经济效益,水库除险加固势在必行。

2设计标准

东风水库总库容346万m3,根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)的规定,确定本工程规模为小(1)型,水库工程等别为Ⅳ等,主要建筑物大坝、溢洪道、放水洞级别为4级,设计洪水标准为30年一遇,校核洪水标准为300年一遇,溢洪道消能防冲设计洪水标准为20年一遇。

3水库除险加固工程措施

水库枢纽工程主要由大坝、溢洪道、放水洞组成,本次除险加固在原枢纽布置的基础上进行维修加固。

3.1大坝加固

根据水库洪水调算成果,按照《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)有关公式复核计算,取各种工况下坝顶高程的最大值,经计算所需坝顶高程为123.60m(坝顶设防浪墙时为墙顶高程)。结合现状坝顶高程、上下游坝坡加固措施等,经综合分析确定,大坝加固后坝顶高程为123.00m,防浪墙顶高程为123.90m。

a.大坝上游坡加固:拆除原护坡石,清表后按坡比1∶2.75加固,采用干砌方块石护坡厚0.2m,方块石最小边长不小于0.3 m。护坡下部设反滤层,反滤层底层为粗砂层厚0.15m,中间铺设300g/m2反滤土工布一层,上层为20~40mm碎石层厚0.15m。上游坝脚填筑一级压重平台,压重范围为大坝桩号0+200~0+250,压重平台顶高程113.70m(高于死水位0.1m),平台顶宽5.0m,临水边坡为1∶1.5,压重采用工程弃渣弃石料填筑压实。

b.坝顶加固:坝顶设计总宽5.5m。改建防浪墙,墙总高度为1.9m,其中坝顶以上高0.9m,下部与坝体紧密结合,墙体厚0.5m,采用M10浆砌石、水泥沙浆抹面,压顶帽石为细料石厚0.15m。路面宽度4.85m,坝顶路面底层手摆乱石铺底厚0.16m,上部现浇C30砼路面厚0.16m,路面设1.5%横坡坡向下游,下游侧设C20砼路缘石,单块尺寸长、高、厚分别为0.8 m×0.5 m×0.15m。

c.大坝下游坡加固:下游坝坡清表后按坡比1:2.5加固,坡面植草皮护坡,每50m设一道竖向C20预制钢筋砼“U”形排水沟。坝体排水0+050~0+200段采用干砌石贴坡式,砌石厚度为0.3m,砌石下部设置反滤层,反滤层底层为中粗砂厚0.15m,中间铺设300g/m2反滤土工布一层,上层为5~20mm碎石厚0.15m;0+200~0+278段采用锥型排水体,下部设置反滤层。坝脚排水沟采用干砌块石结构厚0.3m,梯形断面,底宽0.5m,深0.5m,沟两侧边坡为1:1.5,浆砌块石压顶,排水沟下部设反滤层。

3.2溢洪道加固

溢洪道加固措施为对进水渠段渠底按高程118.10m进行开挖整平;控制段新建砼堰,采用C25块石砼,堰顶高程118.81m(平兴利水位),堰顶宽1m(顺水流向),堰长36m(垂直水流向);泄槽底宽由36m向下游渐缩至26m,底坡结合现状按3%比降开挖整治。溢洪道左岸(靠近坝肩)改建浆砌石导流墙,右岸现状为岩质块状结构低陡边坡,进行削坡处理,坡比为1:1。

3.3放水洞加固

放水洞主要对进出口、闸门、机房和启闭设备进行维修加固。加固工程措施为维修进口,更换闸门,更新套管钢丝绳,在坝顶上游侧新建启闭机房,建筑面积12.5m2,设手电两用启闭机(5t)一台,改建出口消力池,消力池长6.3m,宽1.2m,两侧为重力式M10浆砌石挡土墙,池底为C20砼护底。消力池下游为现状灌溉渠道。

第7篇:水利水电工程泥沙设计规范范文

关键词:泵站,施工控制要点

Abstract:The Yangtze River embankment breach in 1998 which bring significant losses to Jiujiang, making Jiujiang shocked the world. After 98 floods, Jiujiang water conservancy projects got more state financial support than before on the territory of dam reinforcement nd the transformation of the existing flood control works. Construction quality of pumping station is one of main topics of pumping station project, and this paper takes Bali Lake pumping station demolition and reconstruction project construction as an example, to explore the pumping station construction for the relevant reference.

Keyword: Pump Station,Construction Control Point

中图分类号:TU74文献标识码:A

引言

随着国家水管体制的不断改革,泵站建筑施工技术不断发展,如何又快又好的搞好泵站建设,已经成为水利人关注的焦点之一。九江市地理位置特殊,尤其在发生98特大洪水后,国家和地方对防洪治理工程更加重视,防洪治理财政投入逐年加大,加强施工控制对泵站工程的质量、进度、工期起着关键性的作用,只要保证了泵站工程的施工技术和方法适宜,泵站的施工质量也就可以得到保障。

一、工程概况

本工程为九江市城市防洪治理工程八里湖泵站拆除重建工程。排涝集雨面积273km2,设计排涝流量82.15m3/s,九江市城市防洪治理工程八里湖泵站工程安装五台机组抽排,在设计扬程工作下,单机排涝流量17.00m3/s,单台机组装机为1100kW,总装机5500kW,机组采用一列式布置,中控室和检修间布置在主厂房两侧。

二、八里湖泵房施工特点

模板形状复杂,工作量大,制作及安装精度要求高,对施工进度有较大的影响;地基开挖较深,施工道路布置及基坑排水困难;结构形状复杂。泵房为钢筋混凝土结构,分为上部结构和下部结构两部分。上部结构多屑于梁、板、柱结构,下部结构底板层、水泵层等钢筋较密,孔洞及预埋件多;施工场地一般比较狭窄,工程量集中,场地布置及交通运输组织均较为困难;施工干扰大。一期混凝土中的埋件较多,仓面准备与埋件安装往往采取平行作业;二期混凝土部位钢筋较密、场地狭窄,土建与设备安装平行交叉进行,干扰性大,必须注意施工安全。

三、八里湖泵房施工控制要点

八里湖泵站工程主要建筑物有:引水渠、拦污栅、进水前池、水泵检修闸室、泵房、压力水箱、消力池、泄洪渠等。

(一)施工前的准备工作

(1)施工前做好三通一平工作,清除杂物,对每个桩位进行探桩工作,有关地下管网,线路要妥善处理迁移,对四周建筑物在打桩前应作全面检查,确保施工安全,并做好排水工作。

(2)放线精确控制,建立自己的轴线网,对轴线、红线进行有效控制复核,采用测量控制网络以保证轴线定位准确。施工前放好每个桩位,在桩位中心打一根短钢筋,涂上红漆使标志明显,在桩基础施工前要重新测定桩位。

(二)引水渠施工要点

引水渠施工应严格按照施工设计图纸进行。引水渠渠底和边坡下部均采用M10浆砌石护坡,护坡厚度为40cm,边坡上部采用干砌石护坡,护坡厚度为30cm,渠底及边坡铺设10cm厚的砂石混合料垫层。渠线应尽量顺直,弯段半径不小于渠道水面宽的5倍,转弯半径取90m。

(三)拦污栅施工要点

拦污栅设于引水渠末端,共10孔,即10台。单孔宽度设定为2.425m,隔墩厚为0.85m,拦污栅倾斜角为75度,采用HQ型回转式清污机。拦污栅栅条设计水头差1.5m,垂直安装高度为9.68m。拦污栅边、中墩及顶板均采用C25砼现浇,底板及边、中墩采用整体式结构。

(四)泵房施工要点

作为主要结构之一,泵房施工更应该注重质量。泵房进口设检修闸门,每台水泵进水流道采用隔墩隔开。进口设检修闸门,采用平板钢闸门,共六扇,单孔口净尺寸为4.0×2.5m,单吊点启闭,单台启闭机为15t,选用KDW/10KN电手动启闭机;出口设闸门控制。

泵房吊车梁砼强度等级为C30,除标明外其它结构砼强度等级均取C25。泵房基础开挖后泵室周边墙后采用壤土填筑,确保填筑土后土料摩擦角大于25°。

泵房地基承载力不得低于15T/m2。地基采用水泥土搅拌桩处理提高其承载力,水泥土搅拌桩桩径拟为0.6m,桩长以深入地基细砂层内1.2m为界,以细砂层作为桩端持力层,材料采用32.5Mpa普通硅酸盐水泥,设计水泥掺入比为16%,水灰比选用0.45~0.5,水泥土90天的抗压强度fcu≥1500kpa,根据实际地基含水量合理采用浆喷或粉喷水泥搅拌。深层搅拌桩桩位偏差不大于50mm,垂直度偏差不大于0.5%。

泵室内设10吨电机及水泵检修用吊车。吊车选用QBD型16/3.2-50/10吨吊钩桥式起重机,根据轨道的安装要求在相应的结构部位预留或预埋构件。

墙体为机制Mu7.5粘土砖,M5混合沙浆砌筑,墙厚240mm,在墙体16.5m高程处设0.8m高,20mm厚水泥沙浆防潮层(掺3%防水剂)。参照规范赣90J701-6-2,沿建筑物四周设600mm宽混凝土散水。

变压器室地面设2%的坡度倾向室外。内墙及天棚为混合沙浆抹灰,外罩2mm厚纸筋石灰浆,外涂仿瓷涂料,外墙粉饰外墙面刷1:3水泥沙浆二遍,外刷彩色墙面漆。屋面做法:泵房平屋面施工参见赣88J201-4-6a中具体要求,防水层改二毡三油,坡屋顶采用轻钢结构现场制作。窗户为塑钢窗,门窗洞口尺寸及使用材料需施工设计要求。生活用水由附近给水管道接入,生活废水就近排入城市排污管道。宽度小于200cm的门及平开窗采用钢筋砼过梁,过梁厚10cm、配筋4φ12、钢筋保护层厚度1.5cm。大于200cm的门窗及过梁见专设钢筋砼梁。

除此之外,在土建施工时注意同水、电等各工程密切配合,做好各种管线洞口的预留及穿过楼面的管道防水处理。

(五)金属结构施工要点

本项目中设计金属结构主要内容为进口拦污栅,增设回转式清污机;检修闸门、拍门及快速闸门维修,对其进行除锈、防腐处理,更换止水,修补预埋件;维修主厂房桥式起重机。

施工中应保证所用钢材必须按有关规定进行除锈处理,去掉氧化层、锈及异物,以保证焊缝和油漆质量;设备油漆为无机漆。油漆共分三层(不包括预处理底漆),底漆一层,中间漆一层,面漆一层。底漆选用环氧云铁防锈漆,中间漆采用环氧云铁中间漆,面漆选用环氧面漆,油漆涂装防腐保证期为10年。干燥后油漆膜总厚度不小于220μm;金属结构件的焊接应符合GB985,GB986的有关规定。焊缝不得出现烧穿、裂纹及未熔合等缺陷。焊接形式及尺寸应符合GB324—88《焊缝代号》和GB986-88《手工电弧焊焊接头的基本形式与尺寸》的规定。需要现场焊接的部件,由投标现场实施焊接,并提供焊接检查方法;设备的钢结构应具有足够的刚度、强度和稳定性;金属结构预埋件按照设备厂家提供的预埋件图纸进行埋设。

(六)机电设备施工要点

(1)电动机

泵站电机为5台TL1100-28/2150型高压同步电机,单台功率1100KW,额定电压6KV。

(2)水泵

水泵为5台2000ZLQ17-4.7型立式全调节轴流泵,叶片由铸铁材质更换为不锈钢材质,调节机构为上置式,调节方式有油压和电动两种形式,本项目中要求为电动机械调节方式,要求调节控制有现场及远端控制:①调节机构要有叶片指示;②调节机构信号由模拟信号转化为电子信号,其接口必须符合电气图纸要求。

(3)变电站

进线断路器和变压器断路器为RW-4-50/50跌落式熔断器;变电站用变压器:为SC9-500/10型变压器;隔离开关:为GW-10-10/200型隔离开关;避雷器为FS4-10型避雷器; 6KV高压开关柜为KYN28B-12型金属铠装中置柜五面;低压开关柜为GGD3抽屉式五面和一面电容式GGJ型无功补偿柜;电力电缆为YJV22-10KV型。

四、结束语

泵站工程的施工质量与居民生活息息相关,在进行施工的过程当中,必须进行层层把关,使工程质量尽可能的达到最好。于此同时,要注意提升施工技术人员的责任心和技术素质,从而为九江的发展提供更高质量的服务。

【参考文献】

[1]李云.低扬程潜水轴流泵站设计中的几点建议[J].今日科苑,2012(8).

第8篇:水利水电工程泥沙设计规范范文

1.1概况及其特征。居龙滩水利枢纽工程是以发电为主,兼顾防洪和灌溉、供水、航运以及水库养殖等任务的综合利用工程。其工程规模为:水库总库容为7.76×107m3;电站总装机容量60MW。

该工程位于贡水左岸支流桃江下游赣县大田乡夏湖村境内,距赣县县城约28Km。桃江流域属副热带季风气候区,流域内各地多年平均气温19.4℃,极端最高气温41.2℃,极端最低气温-6℃,多年平均蒸发量1576.2mm。

工程是由挡水坝、溢流坝、河床式发电厂房、船筏道及升压开关站等建筑物组成。

本工程的主要消防对象是水电站建筑物及其机电设备。其中水电站建筑物的消防设计含主厂房、副厂房、主变压器场(开关站)、高压开关室、厂用屏配电室、油库、机修车间和坝区等。除检修期外,水电站及其机电设备一般都处于生产运行状态。

1.2消防设计依据和设计原则。

本工程消防设计依据国家、行业颁布的下列现行规程规范进行:

(1)水利水电工程设计防火规范(SDJ278-90)

(2)火灾自动报警系统设计规范(GB50116-98)

(3)建筑设计防火规范(GB50016-2006)

(4)自动喷水灭火系统设计规范(GB50084-2005)

(5)建筑灭火器配置设计规范(GB50140-2005)

(6)二氧化碳灭火系统设计规范(GB50193-93)(99年版)

(7)电力系统设备典型消防规程(GB5027-93)

(8)采暖通风与空气调节设计规范(GB50019-2003)

(9)水力发电厂机电设计技术规范(DL/T5186-2004)

(10)中华人民共和国消防法(1998-04-29)

(11)火灾报警控制器通用技术条件(GB4717-93)

(12)水库工程管理设计规范(SL106-96)

为贯彻“预防为主,防消结合”和确保重点、兼顾一般、便于管理、经济实用的方针,并结合居龙滩水利枢纽工程的具体情况,确定了如下基本设计原则:

在消防区内,按规范要求统一规划畅通的安全通道,设置安全出口及其标志;

以生产重要性和火灾危险性设置消防设施和器材,特殊部位按防火规范采取其它消防措施;

在电站设置消防控制中心(计算机房旁)和火灾报警系统,消防电源采用双可靠独立电源;

采取消防车、消火栓、CO2灭火和干粉灭火器四种灭火方式,消防用水取自可靠而充足的水源;

设置通风排烟系统;

选用阻燃、难燃或非燃性材料为绝缘介质的电气设备或采取其它保护措施以防止或减少火灾发生;

有火灾危险性设备之间,采用耐火材料制成的墙或门隔离,孔洞用耐火材料封堵以防止火灾的漫延与扩散。

1.3消防总体设计方案。枢纽总体配备一辆消防水车,若遇重大火灾时,则由县消防部门支援扑救。工程消防系统按其生产及防火功能要求分为主厂房、副厂房、开关站、高压开关室、油库、机修间及大坝(含启闭机室、坝区用电变房)七个区,其中主厂房、副厂房采用自动灭火与灭火器具结合的灭火方式,开关站、高压开关室、油库、机修间、大坝则采用灭火器具灭火。

为确保消防区灭火要求,本工程消防水源及电源均按双水源、双电源设置,互为备用。当其中之一停止工作时,备用水源及备用电源均能自动切换投入。二台消防水泵从上游水库取水或下游取水,水泵扬程为52m,作为消火栓消防备用水源,两台消防水泵布置在技术供水设备室;另外,由两台深井泵从水井取水给高位水池(V=100m3)供水,作为消防水源及生活用水,为保证消防水源的可靠性,应经常检查消防水泵是否能正常运转。

在主、副厂房等建筑物设计中,防火设计要求:

(1)建筑物的耐火等级为二级。

(2)重点火警防护区,按消防要求设置防火隔墙、防火门或防爆门。

(3)建筑物层间不少于两座楼梯(含爬梯)。每片消防分区不少于两个安全疏散出口通道。

(4)开关站及绝缘油库设车道,供消防车通行的消防车道宽度为5m。

2.工程消防设计

2.1生产厂房火灾危险性分类及耐火等级。厂房各主要生产场所火灾危险性分类及耐火等级要求见表1。

2.2主要场所和主要机电设备的消防设计

2.2.1主、副厂房消防。居龙滩水利枢纽工程采用灯泡贯流式机组,厂区主要由主厂房和安装间、电气副厂房、中控室、机修间和室外绝缘油库等部分组成,厂区机修门外、绝缘油库门外设室外SS100-1.6型消火栓2个、开关站设SS100-1.6型室外消火栓2个。

电站主厂房长66.70m,宽19m,高约50.0m,共分运行层(高程112.20m)、中间层(高程103.20m)、水轮机层(高程84.70m)。

运行层主要布置有调速器和油压装置等设备,在每个机组段(运行层、中间层)上游侧各设1个SN65(带报警)型消火栓箱和2个MT3型手提式CO2灭火器。

考虑发电机水喷雾灭火装置的要求,在运行层每个机组段上游侧各设一个发电机消火栓箱为发电机内部消火提供水源,手动报警装置1个,发电机内部灭火及火警装置由制造厂家设计提供。

建筑物危险性分类及耐火等级表生产场所名称火灾危险性类别耐火等级类别主厂房丁类二级透平油库丙类二级绝缘油库丙类二级户外开关站丙类二级中央控制室、微机房丙类二级坝区用电变室、厂用变室丁类二级高压开关室丁类二级电缆、电缆道丙类二级发电机设备小间、资料室丙类二级空压机及贮气罐室丁类二级水清测报站丁类二级载波通信室丁类二级大坝监测室丁类二级高压试验室丁类三级机修车间丁类三级其它戊类三级水轮廊道层主要布置有轴承回油箱,调速系统漏油箱等,每机组段拟设MT3型CO2灭火器2个,另在与该层相通的渗漏排水泵房设MT3型CO2灭火器2个,手动报警装置1个。

为扑灭厂内桥机电器设备引起的火灾,在桥机上设置MT3型CO2型灭火器2个。

电站安装间位于厂房右侧(从上游往下游看),长28m,宽19m,安装间上、下游侧各设SN65型消火栓1个和MT3型CO2灭火器4个。

空压机室设在安装间的下层,在该室油处理室上游侧设SN65消火栓1个及MT3型CO2灭火器4个,空压机室布置两个灭火器设置点。布置两个离子型感烟探测器,手动报警装置1个。

在副厂房的电缆层(高程107.70m)入口处设MT3型CO2灭火器4个,即每个进人门布置一个灭火器安置点(各2个MT3型CO2灭火器);每个入口门设自动控制防火门,手动报警装置1个;此外还配置若干个防毒面具、呼吸器,电缆穿过楼板或进入各屏柜的孔洞均须用耐火材料封堵以防止火灾漫延,耐火极限不小于1小时。结合设备与电缆布置情况,每隔一定距离集中布置MT3型CO2灭火器2个,在电缆桥架每层均敷设缆式线型感温探测器。

技术供水层位于副厂房的100.40m高程处。其门外布置MT3型CO2灭火器4个。

在高程112.20的微机房及中控室拟设置固定CO2灭火系统,采用固定管网消防,即组合分配系统,共用一套CO2储藏装置,保护这两个防护区的消防灭火系统,其设计用量按其中最大的中控室需要量设置,不考虑备用,经计算选用20个70L储存钢瓶,同时在每个地方均设置有烟温复合探测器,当感温感烟探测器同时报警时,控制器将立即停断该区风机与空调,声光报警器鸣响,提醒人员迅速撤离,延时30秒(可调)后,关闭防火门,启动灭火装置灭火,30秒全部喷完,另外门口设手动报警装置1个,进人门口设气体放气信号灯,声光报警器,布置MT3型CO2灭火器4个。

固定CO2自动灭火系统,既可在现地手动操作,也可与火灾自动报警系统相连。

2.2.2水轮发电机组消防。水轮发电机组安装在密闭的灯泡体内,其消防措施由制造厂解决,电站提供水源,相应在机组段布置发电机消火栓箱,采用固定式水喷雾灭火装置。灯泡体内同时设置感温、感烟探测装置及其控制装置,发电机内部管路设备均有机组制造商按规程规范配套供应。

2.2.3油库和机修间消防

2.2.3.1油库消防。居龙滩水利枢纽油库分为厂内透平油库和厂外绝缘油库,油库采用防火墙与其他房间分隔,油罐室设有两扇门与外界相通,出口门为向外开启的甲级防火门,油库内设有可靠的防雷接地装置和挡油槛,室内立式油罐之间间距大于2.0m。油罐与墙之间的距离大于油罐半径,油处理室与油罐室相接部位用防火墙隔开,烘箱电源开关和插座设在小间外,油库内灯具和电器设备均采用防爆的灯具和电器设备。透平油库设在安装间下面(高程103.20m),内有20m3的立式油罐2个,并设油处理室等,采用消火栓灭火,设置感烟探测器,油处理室设置手动报警装置1个。

绝缘油库布置在室外,靠近厂房公路边,发生火灾时,消防车能顺利抵达现场救火。绝缘油库内布置有15m3立式油罐2个,30m3立式油罐1个,油库设有油处理室、滤纸烘箱室。

根据有关规范,在绝缘油罐和透平油罐室各设置2台MFT35型推车式磷酸铵盐干粉灭火器和1个100×100×60cm3砂箱,每个砂箱配2把铁锹;两个油处理室各设3个MF3型磷酸铵盐干粉灭火器,同时在透平油处理室与空压机室联接处设SN65型消火栓1个,在绝缘油库室外设SS100-1.6型地面消火栓1个。

油库内防火门自动关闭,风机停止排风并可自动启动消防泵,为了预防和控制火灾,火灾报警后,并确认火灾位置后,在中控室手动关闭厂房内相应部位的排风机,此时防火阀连动关闭。火灾结束后,重新开启排风机进行排烟,然后通风系统恢复正常。

2.2.3.2机修间消防。机修间靠近安装场布置,面积为15×20m2,内设小型机修设备,机修间除设置1个SN65型消火栓外,另配MF3型磷酸铵盐干粉灭火器8个,分二个设置点,每个设置点配置4个。在机修间外设SS100-1.6型地面消火栓1个。

设置感温、感烟探测装置及手动报警装置1个,自动向消防控制中心报警。

2.2.4高压开关柜室和厂用电变消防,坝用电变消防。两个高压开关柜室共设置开关柜16面,低压开关柜室设置低压柜10面,以上两个高压开关柜室内均设置1台MTT35型推车式CO2灭火器和4只MT3型CO2灭火器并设置向外开启的防火门。

坝用电配电室、厂用变室、柴油发电机房,布置在独立的小间内,小间配置3只MT3型CO2灭火器,并配置1台MFT35推车式磷酸铵盐干粉灭火器。

同时在每个地方均设置有烟温复合探测器,另外口门设手动报警装置1个,进人门口设气体放气信号灯,声光报警器。

2.2.5主变和户外开关站消防。主变露天布置,2台主变间距离大于10米,与建筑物距离大于12米以满足防火要求,每台主变均设置可储存一台变压器油量和20min消防水量之和的事故储存坑,坑内装设金属栅格(其净距不大于40mm)并铺设粒径50~80mm,厚度为250mm的卵石层。事故时,变压器油可迅速由排油管排至设置在厂房右侧的事故集油池内。另外,每台主变附近均设置2台MFT35推车式磷酸铵盐干粉灭火器和2个砂箱(100×100×100cm3)。另设置专门房间放置灭火器具。户外开关站附近设SS100-1.6型地面消火栓2个。户外110kV开关站,设置4只MT3型CO2灭火器。

2.2.6坝区消防。坝区内溢洪道8座液压泵房,每座配置2个MF3型磷酸铵盐干粉灭火器,坝顶每50米设置SS100-1.6型地面消火栓1个,计3个。每座液压泵房设置1个感烟探测装置。

2.3消防给水设计。居龙滩水利枢纽水库水质清晰、泥沙含量较少,可以作为消防水源。设四个消防取水口,为防止取水口堵塞可以用吹扫气管供气对水泵取水口进行吹扫;根据电站所配置的消防设备供水压力及消防用水量的要求,选用二台XBD5.2/30-125-200型水泵,扬程为52m,流量为108m3/h,两台水泵互为备用;消防水泵可与火灾自动报警系统相连,以便及时发现并经确认后能尽快消灭火灾。消防水泵及附属设施均布置在技术供水设备室(高程100.40m)。另外,由两台深井泵从水井取水给高位水池(底部高程160.00米,V=100m3)供水,作为消防主水源及生活用水,消防水泵供水作为备用水源。

2.4消防电气和监测报警系统

2.4.1消防电气。本电站设专用消防动力盘,并标有明显消防标志,由双电源供电,以保证消防设备由2个可靠的电源。消防用电设备采用单独的供电回路并穿管敷设,当发生火灾时,仍能保证消防用电。

厂房内主要疏散通道、楼梯间及安全出口处,均设置火灾事故照明及疏散指示标志。正常时,事故照明由交流电源供电,交流电源失去时,通过交直流切换装置自动切换为蓄电池直流供电。疏散用的事故照明其最低照度不低于0.5lx,疏散指示灯正常时由交流电源供电,交流电源失去时,通过其自配的备用电源供电,其连续供电时间不少于20分钟。

事故照明灯和疏散指示标志灯,均设置非燃烧材料制作的保护罩。

2.4.2火灾自动报警及灭火控制系统。本电站的火灾自动报警及灭火控制系统采用控制中心报警系统的形式,电站的消防控制中心设于消防控制房。

消防控制中心内设有火灾自动报警及联动控制屏,对厂内的火灾报警设备及消防灭火设备进行集中控制,并对发电机组设备火灾报警及联动控制器进行重复显示及控制。火灾自动报警控制系统选用总线编码智能型。火灾自动报警控制屏接收来自设备火灾报警控制器、厂内各部位安装的点式感烟、感温探测器、缆式定温探测器、手动报警按钮及输入模块传送来的信号,自动或手动发出灭火指令;向控制模块发出控制信号,控制风机、防火阀、固定式CO2灭火系统等消防灭火设备的运行;同时经通信接口自动启动工业电视监控系统进行跟踪及录像,并显示、记录、打印产生报警或故障信号的时间、地点及有关火灾信息,发出声光报警。并将所有火警或故障信息经通信接口送给全厂计算机监控系统。

主要设备布置区如中控室、计算机室、1G10.5kV开关柜室、2G10.5kV开关柜室、400V厂用配电屏室、透平油库、油处理室、空压机室、高压试验室、柴油发电机房、400V大坝用电配电室、电缆层、技术、消防供水泵层等地均设置有点式感烟探测器;在主厂房运行层及安装场和中间层设置有红外光束感烟探测器;在安装有固定式CO2灭火系统的设备区(即中控室、计算机室),电缆层及电缆廊道均另外设置有点式感温探测器或缆式定温探测器。在厂内各重要通道、走廊均安装手动报警按钮及声光报警器。

上述区域,按其重要性和所配置的消防灭火设备的要求选择报警、报警及手动灭火、报警及自动灭火等不同的处理方式。

一旦发生火灾,任何一个探测器探测到火警信号,控制器发出火灾报警声光信号,通知运行值班人员,值班人员根据火灾自动报警控制屏显示的报警地址到现场证实或经工业电视监控系统证实后,即可采用干粉灭火器或手动启动消火栓、固定式CO2系统,指挥救火。固定式CO2系统的远方手动操作在火灾自动报警控制屏上进行。火灾自动报警控制屏也可以设定为自动灭火方式,如果CO2灭火保护区域内同时有感温、感烟两种类型的探测器报警或手动报警按钮按下后,经控制器分析判断后自动停断对应区域内的风机、关闭对应区域内的防火阀、投入灭火装置。无论是在手动方式还是在自动方式下,控制器在发出火警信号的同时都自动启动工业电视监控系统对相关部位进行跟踪、显示及录像,以备日后事故分析。

根据规范及电站的实际布置进行探测器、手动报警按钮的配置;根据灭火设备的自动控制要求配置联动模块。

火灾自动报警控制系统的所有线路均采用屏蔽型电缆,以防电厂的磁场引起干扰;所有线路均穿管暗敷。

第9篇:水利水电工程泥沙设计规范范文

一、关注能源就是关注未来

能源是人类生活中最重要的资源,能源问题一再牵动社会的神经,是关于我们现实和未来生存发展的最为基本,同时也是最为核心的动力问题,人类近代史上几次大的飞跃都得益于对能源的开发,而几次大的全球危机也都因能源危机而起。在经济全球化、世界政治格局多极化的今天,保障能源持续供应,建立能源安全供应体系已成为当今世界各国能源战略的出发点和核心内容。目前,我国正处于国民经济快速发展时期,中国经济高速增长的必要支撑条件之一是能源需求的巨幅增长,并且在今后相当长一段时期内能源需求仍将持续增长,如何保障我国能源持续有效供给,满足日益增长的能源需求,确保经济发展、能源使用、环境保护相互关联,互为矛盾的三元体系形成综合平衡的发展态势,建立我国能源安全保障体系,实现国民经济和社会的可持续发展,将是一项长期而艰巨的战略任务。

我们所利用的能源主要包括石油、煤、天然气、水电、风能、核能、太阳能等,其中绝大多数矿物能源属于不可再生的自然资源,是人类经济可持续发展的重要制约条件。对于当前我国能源问题,我们是乐忧参半,忧大于乐。之所以乐观,是因为我国矿物能源资源可采储量居世界第三位,矿物能源资源丰富。之所以忧患:一是因为我国矿物能源资源结构不良,优质能源所占比重少,石油进口依存度高;二是因为煤炭开发利用的生态环境制约强,难以大幅增加产能;三是天然气、煤层气上下游不配套,管网等基础设施建设严重滞后,价格形成机制尚未完全理顺,大幅增加天然气在能源消费结构中的比重受到限制;四是找矿难度越来越大,勘查成本越来越高,对科技进步和创新的依赖性越来越强。虽然我国能源资源丰富,但结构不良,优质能源少。2005年底我国矿物能源资源总储量的95%以上是煤炭,石油和天然气分别只占2.45%和2.25%左右。另一方面,由于我国结构性矛盾突出,能源消耗总量持续增长以及节能和环保工作效果显现的滞后性等原因,2006年单位GDP能耗虽出现了至2003年以来的首次下降,但距离完成指标还有较大的差距。2006年,全国化学需氧量(COD)排放总量同比增长1.9%,二氧化硫排放总量更是不降反升同比增长2.4%,在开展酸雨监测的696个城市中,降水pH值年均范围在3.87-8.35,有362个城市出现酸雨,占统计城市的51.6%。今年一季度全国国内生产总值增长11.1%,同比加快0.7个百分点。化学需氧量(COD)与去年同期相比增加了0.3%,二氧化硫虽与去年同期相比下降0.4%,但距离原定减排目标仍有很大距离。节能减排形势仍然十分严峻,这种状况如不及时扭转,不仅今年节能减排任务不能完成,“十一五”节能减排总体目标也难以实现。

二、掀开能源问题的面纱-能源不仅仅是发展动力问题

“天予不取,反受其殃;时至不迎,反遭其累”,对能源问题必须知其现状,熟其脉胳,清其走势。目前,我国能源问题呈现两大特点:

1、资源约束下的能源问题暗蓄发展风险

从长远能源资源供给,社会经济发展战略和技术进步与新能源替代角度分析,能源供应虽然存在着周期性紧缺与过剩,但总体上是偏紧的。在考虑技术进步降低能耗、调整发展模式等因素条件后预测,相应的能源消费水平为翻一番,电力需求将持续保持较快增长。我国能源剩余可采总储量的构成为:原煤51.4%,水能 44.6% ,原油 2.9%,天然气 1.1%。我国常规能源资源以煤炭和水能为主,煤炭是中流砥柱,煤炭现在是、将来(直到2050年或更晚)仍是我国能源的主力,虽然煤炭在总能源中所占的比例会逐渐下降(从75%下降到60%),但总量仍会不断增加。水能资源仅次于煤炭,但是水电在大发展中有很突出的环境问题是需要认真对待和积极采取措施去解决的。50多年来,我国修建了8万多座水库,一些流域由于过度开发水资源,造成了突出的环境问题。长江、黄河、珠江、淮河、海河、松花江、辽河、澜沧江及西南诸河、塔里木河及西北内流河等全国各个流域内绝大多数河流上的干流和支流均建设了水坝,修建了一系列水利水电工程,发挥了供水、灌溉、发电、航运和防洪效益。但是由于在河流规划开发过程中没有将环境保护作为重要考虑因素,导致大河和小河、干流和支流到处建坝,无序开发,分隔了生态环境,导致生物生境片断化,这已成为河流水资源开发环境保护主要问题之一。

总体上,我们的能源依然立足于自给。2003年我们能源的生产量占到消费量的93.2%,即使在最依赖外部能源的2000年,生产量也占到消费量的82.1%。但从进出口的角度看,我们的能源出口大体稳定,而能源进口则从1980年的微不足道,发展到超过出口,我们已经从能源净出口国变为能源净进口国。虽然2003年能源的进口量不过占消费量的11.73%,净进口量只占能源消费的6.45%,却引起了几乎所有西方国家的高度警惕。自上个世纪80年代中期以后,在主要石油消费国中,我们的增速是最快的,2004年我们的石油消费量已经超过日本。1985年我国石油出口占消费的39.6%,而进口微不足道;到了2003年,48.62%的消费需要进口,出口则下降到消费量的9.37%。对西方国家而言,我们从一个廉价的能源供应者变为一个强有力的竞争性购买者。由此可以看到问题的症结:在工商文明的道路上,13亿人口要实现现代化,哪怕只达到相当低的水准,对能源提出的需求,也是先发工业化国家无法容忍的。因此,立足自给的能源随着供给矛盾尖锐必将日益严峻。

2、环境约束下的能源问题逼近发展极限

能源问题带来的不仅仅是发展动力和后劲问题,能源消费量的大幅度上升,同时引发了一系列环境和社会问题。具体表现在以下几个方面:

能源产量的大幅度增长,给大气环境带来了新的压力。能源生产过程中产生的大气污染一方面表现在煤炭的开采及加工过程之中,主要包括煤炭开采过程中的粉尘污染、煤矿瓦斯排放,以及煤矸石自燃产生的大气污染等。据2005年统计的中国2828个煤炭开采和洗选企业共排放废气1826亿立方米,其中SO2排放量为15.2万吨,烟尘为13.5万吨,粉尘为13.8万吨,去除率分别只有27%、88%和52%。据测算,中国每年因为煤炭自燃而排放到环境中的有害气体约为20-30万吨。矿井瓦斯不仅是重大的安全隐患,同时也是重要的大气污染源。中国的矿井瓦斯利用率低,85%以上被直接排到空气中,据估算,2005年中国矿井瓦斯的直接排放量约为120亿立方米,而西气东输工程的年天然气输送量也只不过120亿立方米。能源生产过程中产生的大气污染另一方面表现为火电生产带来的SO2、氮氧化物与烟尘排放。由于近几年中国火力发电行业煤炭消费量的大幅增长,而且燃烧的基本上是没有经过洗选的动力煤,煤质较差,导致电力行业成为中国SO2、NOx 、烟尘等大气污染物的主要排放源。

能源的超强度生产,引起废水污染加剧。煤矿开采过程中不仅对地下水资源产生了严重影响,同时也排放大量的矿井废水,而这些废水绝大部分是高悬浮、高矿化度、高酸性等有一定污染性质的废水,如果是含氟、重金属或放射性等物质的特种矿井废水,其危害性就更大。据估算,目前全国煤矿每年排出的矿井水约23亿立方米,得到利用的比例很低,国有重点煤矿的矿井水平均利用率还不到30%,更何况是地方与乡镇煤矿。大量的矿井废水被直接排放到环境中,不仅污染了地表与地下水体,在煤炭资源集中的干旱和半干早地区,还直接影响了工农业生产与居民生活用水的获得。煤炭加工过程中洗煤水的排放对环境的影响也很大。据测算,目前炼焦煤每洗选1吨原煤平均消耗 0.2 -0.4 立方米的水,动力煤每洗选1吨原煤平均消耗 0.02-0.05 立方米水,洗煤厂排放的泥煤水是主要的环境污染物。2005年统计的中国11%火力发电企业共排放废水23.4亿吨,占全国统计的70462家工业企业废水排放总量197.8亿吨的11.8%,而统计的企业数则只占全国的1.7%。2004 年,统计的中国石油和天然气开采业193家企业共排放工业废水约为1亿吨。石油开采过程所产生的钻井废水、洗井废水与采油废水,都含有大量的原油及其他污染物质,特别是随原油一起开采出来的采油废水以及从地层中带出各种悬浮固体与泥沙,如果不经过生化处理而排放出来,就会对周围的水环境产生明显的影响,而且这方面的污染事故相对频繁。

能源的超强度生产,造成固体废弃物排放快速增长。能源生产加工过程中的固体废弃物排放主要来源于煤炭行业。露天煤矿开采规模通常较大,产生的大量剥离物被堆放到排土场,其压占面积往往与采场所破坏的土地面积相当,并形成一系列污染效应。目前中国露天煤矿挖损土地总面积约为1.2万公顷,排土场占压土地面积为1.9万公顷左右。煤炭开采中有大量的煤矸石产生,全国平均每产1吨煤就要产生约0.13吨煤矸石,目前煤矸石的综合利用率仅为54%左右,截至2004年年底全国已有煤矸石山1600多座,累计存量近40亿吨,占用土地面积约1.6万公顷,并且以每年200-300公顷的速度在递增,部分煤矸石自燃和淋溶还造成了严重的大气与水体污染。

能源的超强度开发,对生态环境带来了巨大的危害。能源活动造成的生态环境破坏主要表现在以下几个方面:煤炭大量开采造成矿井采空区地表塌陷,威胁人类和其他生物的栖息环境,而煤炭开采过程中产生的酸性矿井废水和煤矸石堆放造成地表水和地下水污染;海上采油泄漏造成海洋和水体生态环境污染;水电建设改变河流水深、水温、流速及库区小气候,对库区水生和陆生生物产生不利影响,并可能引发地震;农村生物质能源的不合理利用造成农村生态环境的破坏;由于化石燃料引起的二氧化硫和酸雨污染以及全球气候变化,对生态环境产生一种叠加性的长期危害。据不完全统计,到目前为止,中国因煤炭开采引起的地表塌陷面积约为40万公顷。至2005年年底,中国共有海上油气田39个,虽然在开发过程中并没有发生对海洋生态环境产生严重影响的重大溢油事故,但含油污水年排海量约9036万吨,钻井泥浆年排海量约58763吨,钻屑年排海量约24658吨。据调查分析,在2005年中国20.2亿吨煤炭产量中,具有安全保障的生产能力为12亿吨,其余8.2亿吨均不同程度地缺乏安全保障。尽管为了减轻能源活动对生态环境造成的影响,国土资源部等部门开展了矿产资源勘察开发治理整顿工作,进一步打击了非法采矿,关闭了浪费资源、破坏环境和不具备生产条件的矿山,同时积极推进了矿山环境恢复保证金制度建设,组织开展矿山环境治理恢复示范工程,但矿山生态环境进一步恶化的趋势并没有得到有效的遏制。

三、调和能源矛盾寄望节能降耗、唯法为治

古人说:君子务本,本立而道生。又说,“徒法不足以自行”,“天下之事,不难于立法,而难于法之必行”。因此,调和能源矛盾不仅要节能降耗,多元发展,加强立法,更要让执法像钢铁一样坚硬。

1、效率为本,节能降耗。这是解决我国能源问题的根本途径。我们要从战略和全局的高度,充分认识节能工作的极端重要性和紧迫性,把节能摆在首要位置,采取综合的、更加有力的措施,进一步强化节能工作。一是调整结构。要努力提高低耗能的第三产业和高技术产业在国民经济中的比重,大力发展现代物流业,有序发展金融服务业,积极发展信息服务业,规范发展商务服务业,促进高技术产业从加工装配为主向自主研发制造延伸,推进工业结构优化升级,调整原材料工业结构和布局,降低消耗,减少污染,提高产品档次、技术含量和产业集中度。二是加强管理。建立节能目标责任和评价考核制度,把"十一五"规划确定的降低能耗的约束性指标分解落实到各省、自治区、直辖市,层层落实责任。加强重点耗能行业和企业的节能管理,完善能效标识管理和节能产品认证制度。三是创新技术。要加快节能减排技术研发,在国家重点基础研究发展计划、国家科技支撑计划和国家高技术发展计划等科技专项计划中,安排一批节能减排重大技术项目,攻克一批节能减排关键和共性技术,在钢铁、有色、煤炭、电力、石油石化、化工、建材、纺织、造纸、建筑等重点行业,推广一批潜力大、应用面广的重大节能减排技术。四是全民参与。增强公众的能源忧患意识和节约意识,发挥政府机关的带头作用,进一步加大宣传力度,从我做起,从现在做起,从身边点滴事情做起,使“节约光荣、浪费可耻”的社会氛围更加浓厚。

2、立足长远,加强立法。 “小智理事,大智用人,睿智立法”。立法是依法保护能源的根本。现在,我国已经有9部环保法律,50多项行政法规,200多件行政规章和规范性文件,500多项环境标准。近年来,相继出台了《电力法》、《煤炭法》、《节约能源法》和《可再生能源法》,制定和完善了《电力监管条例》、《煤矿安全监察条例》、《石油天然气管道保护条例》等一系列法规。但是从目前形势来看,还需要进一步建立健全能源法律法规、标准和经济政策,通过强化法治实现节能。要努力把实践中、改革中形成的节能措施和有益经验上升为法律,进一步完善节能法律法规体系和相关的标准体系。要重点抓好《节约能源法》的修订工作,严格执行强制性建筑节能标准,制定和完善主要工业耗能设备、家用电器、照明器具、机动车等能效标准,组织修订和完善主要耗能行业的节能设计规范。要更加重视环境污染和生态破坏的源头控制,更加重视污染防治、生态保护和核安全三大领域的协调发展,更加注重维护群众环境权益、国际环境履约。要加快《能源法》的研究起草,做好《煤炭法》、《电力法》、《节能法》等法律法规的修订工作。通过努力,形成覆盖环保工作各个方面,门类齐全、功能完备、措施有力的环境法规标准体系,从根本上解决“无法可依、有法不依、执法不严”的问题,切实把能源保护纳入法治化轨道。