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伊泰普水电站是怎么建设而成的?为何是世界七大工程奇迹之一?

2021-03-04 17:00

  作为世界七大工程奇迹之一的伊泰普水电站建设过程是什么样的?伊泰普水电站有哪些功能和历史影响?下面趣历史小编就为大家带来详细的介绍,一起来看看吧!

  伊泰普水电站简介:

  伊泰普水电站(Itaipu Binacional,Itaipu Dam),位于巴拉那河流(世界第五大河,年径流量7250亿立方米)经巴西与巴拉圭两国边境的河段。由巴西与巴拉圭共建,发电机组和发电量由两国均分。目前共有20台发电机组(每台70万千瓦),总装机容量1400万千瓦,年发电量900亿度,其中2008年发电948.6亿度。是当今世界装机容量第二大,发电量第二大水电站,仅次于我国三峡电站。

  1991年5月建成举世界瞩目的伊泰普水电站,坝址控制流域面积82万平方公里,大坝全长7744米,196米,拦腰截断巴拉那河,形成面积1350平方千米、库容290亿立方米的人工湖。多年平均流量8500立方米/s。坝址处常水位时河宽约400m,枯水河槽宽250m,基岩主要为坚硬完整玄武岩。电站总库容290亿立方米,有效库容190亿立方米。

  伊泰普水电站建设过程介绍:

  伊泰普水电站(Itaipu Binacional,Itaipu Dam),位于巴拉那河流经巴西与巴拉圭两国边境的河段。巴拉那河全长5290公里,总流域面积280万平方公里,平均年径流量7250亿立方米。伊泰普坝址以上的流域面积82万平方公里,平均年径流量2860亿立方米,分别占全流域的28%和39%。

  伊泰普以上流域均在巴西境内,水量充沛、落差也较大。伊泰普水库总库容290亿立方米,有效库容190亿立方米,相当于年径流量的6.6%。在上游还建成23座水库,与伊泰普水库合计总库容2169亿立方米,其中有效库容1265亿立方米,相当于年径流量的44%,所以调节性能很好。伊泰普水电站

  1973年巴西、巴拉圭两国政府签订协议,共同开发界河长200km一段水力资源,历时16年,耗资170多亿美元,1991年5月建成举世界瞩目的伊泰普水电站,坝址控制流域面积82万平方公里,大坝全长7744米,196米,拦腰截断巴拉那河,形成面积1350平方千米、库容290亿立方米的人工湖。多年平均流量8500立方米/s。坝址处常水位时河宽约400m,枯水河槽宽250m,基岩主要为坚硬完整玄武岩。电站总库容290亿立方米,有效库容190亿立方米。

  电站主坝长1064米,为混凝土双支墩空心重力坝,混凝土量526万立方米,最大坝高196米,是现在世界上同类型坝中最高的。主坝段设14个进水口,底槛高程175米。右岸翼坝呈弧线型,长986米,为单支墩大头坝,最大坝高64.5米。左侧导流控制坝段长170米,为重力坝,最大坝高162米。左岸堆石坝1984米,最大坝高70米。左岸土坝长2294米,最大坝高30米。包括岸边溢洪道等建筑,整个枢纽的挡水前沿总长度达7760米。

  发电厂厂房长968米、宽99米、高112米。厂房内安装18台水轮发电机组,每台机组中心间距34米。设两个安装间和两个控制室。厂房中心线与坝轴线的距离为111.5米。水轮机的转轮直径8.647米,蜗壳进口直径9.64米。转轮重315吨。水轮机总重3300吨。设计水头118.4米,额定流量645立方米/秒。机组额定出力71.5万千瓦。最高水头124米时,最大出力可达74万千瓦,是世界上最大的机组,由西门子公司生产。

  由于巴西和巴拉圭所用电力周波分别为60赫和50赫,因此各用9台发电机。其转速分别为每分钟92.3转和90.9转,功率分别为73.7和82.36万千伏安。功率因数分别为0.95和0.85。每台发电机转子重量分别为1564吨和1706吨,发电机总重量分别为3745吨和3520吨。每台机组直接连接一组18/500千伏的变压器,每组由3台25万千伏安的单相变压器组成,另有2台备用的单相变压器。每台变压器重250吨。

  伊泰普水电站距离巴拉圭首都亚松森300公里,距巴西用电中心圣保罗900公里,距里约热内卢1200公里。巴拉圭一侧采用50赫230千伏高压交流输电线路。巴西一侧建3条60赫765千伏超高压交流输电线路,长889公里,将电能送至齐茹库普列杜变电所,输电容量630万千瓦。

  巴西一侧还另建两条±600千伏的直流输电线路至圣保罗,分别长785和806公里,每条线路输送功率为315万千瓦。直流线路是将巴拉圭方面用不完的电量由50赫交流变为直流输送到巴西,在圣保罗变电所再变为60赫的交流并降至345千伏。全部直流设备由瑞典ASEA公司提供。

  根据巴西和巴拉圭两国政府在1997年初的决定,在原电站厂房的预留机坑扩建2台机组,到2001年伊泰普电站由18台变为20台70万kW水轮发电机组,全电站总装机容量从1260万kW增加到1400万kW,可靠出力936万kW,多年平均发电量900亿kW/h,为当时世界单机容量最大机组,年发电量可达900亿度。枢纽左岸属巴西,右岸属巴拉圭。主要建筑物自左坝头起有左岸土坝,左岸堆石坝,导流明渠及其控制建筑物(混凝土重力坝及坝内泄水孔)、主坝、发电厂房、右岸翼坝(混凝土大头坝)、溢流坝、右岸土坝等,枢纽全长7744m。

  发电厂房设在主坝和控制建筑物下游侧,并在左岸堆石坝与导流明渠及其控制建筑物之间预留后期扩建新发电厂房位置。主坝为双支墩大头坝,最大坝高196m,长1064m,是世界最高的大头坝。混凝土重力式溢流坝长390m,安装14扇20m×20m弧形闸门,最大下泄流量62000立方米/秒。发电厂房长968m,包括两座装配场。

  18台机组中9台周波60Hz,经500kV和765kV高压线送电入左岸开关站,以三回765kV输电线向巴西供电;另9台周波50Hz升压500kV后送入右岸开关站,其中一部分直接送巴拉圭,另一部分转变为60Hz向巴西售电。主要工程量石方开挖3300万立方米,围堰填筑1000万立方米,混凝土浇筑1100万立方米。工程于1975年开工,1979年8月主坝混凝土浇筑,1983年中第一台机组发电,1991年全部建成。

  伊泰普水电站主要功能介绍:

  伊泰普是以发电为主的水电工程,水库水位消落只有1m,只有在溢洪道需要维修时才不得已将水库水位降低3m。下游水位随下泄流量改变,实际上也没有大的变化。电站水头变幅小,水库水位变化小,基本上是在恒定水头下满负荷运行,只要机组维护好不出毛病,机组都可满发。中国三峡工程是以防洪为主进行规划设计的,发电的条件完全是依附于既定的防洪规划,造成水轮机的设计难度远远超过伊泰普,其复杂的运行条件也可称常规机组之最。

  三峡共安装32台70万千瓦水轮发电机组,其中左岸14台,右岸12台,地下6台。另外还有2台5万千瓦的电源机组。年平均发电量达到847亿度,只是枯水期受来水量限制,汛期本可以多利用用之不完的滚滚江水多发电,却因为需要防洪,将水位从175米下降到145米,导致大量的水能被放弃,因而其发电量较伊泰普电站略少。

  伊泰普水电站历史影响介绍:

  伊泰普水库面积1350平方公里,其中43%在巴拉圭,57%在巴西。正常高水位220m时能蓄水290亿立方米,淹没面积与电力之比是0.107km/MW,涉及到的人口相关系数为3.64人/MW。大坝底部原河床水深一般为170m,水库平均深度21m。水库周围建立起的绿化区域用于环境保护。水库两岸绿化区域平均宽285m,包括100m宽的永久保护带。保护带占地约63376公顷。

  水库形成后出现66个小岛,其中巴西一侧有44个。总共设立了6个特区以保护生物多样性的延续,特区面积32670公顷。环境保护可行性研究:在伊泰普工程开工之前,就己提出了有关生态影响的可行性研究报告,并指出了可能存在的环境问题。

  为了查清其消极影响,找出克服的办法,进行了认真的环境保护研究。随后又进行了社会的、生物的和自然方面的细致调查,建立了详尽的资料档案,包括考古、森林、动物、水生环境(水质和鱼类生态学),沉积作用、气候和土地征用等。社会环境方面的工作:建立了按年代和文化划分的考古勘测点273个,包括遗址、艺术品、遗迹17万多处。最古老的可追溯到公元前6100年。

  在巴西共征用了6900份乡村的财产和1600份城镇的财产,涉及约4万人,其中1324人迁到巴拉圭一侧。而巴西人则移至巴拉那(86%),马托格拉斯(8.89%),圣特卡尼亚等州。为了满足社会、经济和文化方面的需求,在与环境保护相协调的原则下,建设了一些公共或私营的工程项目。这些项目可以是用于休息、娱乐、旅游、航运、城乡工业储水和供水、以及渔业的项目。

  建立动植物保护区:通过对当地植物种类的详细调查,提出了在岛上,在保护带和保护地重新造林的计划。1979年开始在巴西一侧种植防护林,种了49种不同的树种,约100万棵。在巴拉圭沿岸,一般是保护原来的植物群。巴西正在实施营造28000公顷森林的计划,拟种86种不同的当地树种140万棵。

  伊泰普保护区包括巴拉圭的利穆和伊坦两个生态保留地,面积分别为15.702、13.807公顷。还有巴西的贝拉维斯塔、圣埃伦娜和巴拉圭的塔蒂尤皮3个生态安全区,面积分别为1780、2254公顷和2269公顷。这些保护区己显示出新生林的迹象,巩固了恢复动物总数的成果。

  巴拉圭对当地动物群的建档工作很重视。在那里由于森林未被砍伐,保护了更多数量的动物。对野生动物进行试验性捕捉,为将来的动物拯救工作打下了基础。伊泰普动物园的建立说明对频危动物保护得很好。对其它野生动物的保护工作也是如此。

  水环境研究:早在1972年就进行了水环境的研究。对沉积物进行定量检测,有20个取样站进行水质监测,测量60多个参数。由于非季节沉积物的研究受到影响,将每年的沉积物从27×10t调整到45×10t。考虑浓度和泄洪量的非线性关系及其它未知因素,估计淤积至197m大约需要340年。

  蓄水后的捕捞表明,目前有174种鱼类,其中83种生活在水库里,64种生活在七瀑布下游,72种受到影响。为了减少大坝下游的不利影响,伊泰普当局完成了一项产卵渠道工程,通过回游训练,可减少环境对鱼类的影响,促进了大坝下游渔业生产的增加。

  产卵渠道与水产养殖站的工作相结合,促进了当地鱼类天然和人工再生产的研究。1986年在伊泰普水库开始圈养鱼类,圈养技术引起学术机构的注意。对某些鱼种的圈养己收到明显效果。1987年开始救出卷入水轮机中的鱼类,共救出近25000条。

  局部气候分析:在最初一个时期收集和分析了伊泰普水文站的监测数据,以便确定局部小气候的标准、影响它们的因素,并检测由于水库形成产生的变化。气候变化研究用于解释得到的数据。在研究中考虑了水库形成之前4年的数据,并与水库形成后的年份进行了比较。据统计,在水库周围的县内,温度和空气相对湿度都增加很少。在水库满蓄后记录的1983年,记录到的温度显著下降,这种下降稳定了几个月。

  土地保护:小流域的管理就是控制水资源的污染,淤积和绿化区域的恶化。根据政府和伊泰普水库当局的协议,通过技术指导和采取实际步骤来预防、改进和防范。土地保护方案涉及面积35000公顷,使7300家土地拥有者受益,对高速和一般公路的铺设都有好处。

  卫生与健康计划包括抵御病虫感染和控制居民区疾病的流行,在水库进行水质监测,并在学校重建了32口井,使7600多人受益。支流的水对有毒物质的转移和营养物质进入水库十分重要。为保护堤岸,给1270户家庭提供了120万株种苗。为了避免河流和水库本身的污染,在水库周围安装了160套公共供水设施,蓄水以供水给农业机械。坝址处在平均流量时河床宽400m,平均水深35m,河底高程为50m,底宽250m,洪水期河床宽度可达1000m。

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