水库大坝的作用与选址

水库大坝的作用与选址经济与管理学院吕晓玥2012302620006在资源日益珍稀的今天，水能资源作为可再生能源之一广泛被人们利用。水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能和海洋热能资源。在自然状态下，水能资源的能量消耗于克服水流的阻力，冲刷河床、海岸、运送泥沙与漂浮物等。采取一定的工程技术措施后，可将水能转变为机械能或电能，为人类服务。水库大坝是能把谁能转变为人们可以利用的能源的建筑之一，水库大坝的建设在国民经济中起重要作用。一．水库大坝的作用1.防洪我国大部地区位于东部季风区，降水的季节变化较大，容易造成洪水等自然灾害。水库大坝的重要作用就是防范洪水的发生，避免洪水及洪水带来的次生灾害。三峡大坝便是最好的例子之一。三峡大坝位于中国湖北省宜昌市境内，距下游葛洲坝水利枢纽工程38公里；是当今世界最大的水利发电工程——三峡水电站的主体工程、三峡大坝旅游区的核心景观、三峡水库的东端。三峡工程是迄今世界上综合效益最大的水利枢纽，在发挥巨大的防洪效益和航运效益。三峡大坝建成后，形成长达600公里的水库，采取分期蓄水，成为世界罕见的新景观。三峡水库运行时预留的防洪库容为221.5亿立方米，水库调洪可削减洪峰流量达27000-33000立方米/秒，属世界水利工程之最。2.灌溉水库大坝的储水功能使得其发挥灌溉的作用，灌溉作用在旱灾的时候尤其显著，会大大减轻旱灾带来的破坏。同时，水库的储水功能可以更好的配置水资源，灌溉作用对国民经济的作用尤其重要。美国的胡佛大坝的灌溉作用尤为显著。胡佛大坝被誉为20世纪最壮观的工程之一。外表的装饰派艺术设计宏伟、威严，坝顶上的进水塔如同高大的哨兵。胡佛水坝(HooverDam)是美国综合开发科罗拉多河(Colorado)水资源的一项关键性工程，位于内华达州和亚利桑那州交界之处的黑峡(BlackCanyon)，具有防洪、灌溉、发电、航运、供水等综合效益。比它的外表更为重要的是它所发挥的作用。胡佛大坝真正“使沙漠变成了良田”，永远改变了西部的命运。在大坝建成之前，科罗拉多河定期改变河道，引起大面积的洪涝灾害，河底是厚厚的淤泥，根本无法利用。如今，由大坝提供的水和电力灌溉了附近的橙园，又给城市带来了动力。3.发电在近代，水库大坝的建立往往伴随水电站的建立。水库大坝的选址往往选择落差较大的地区，自然地势的落差形成巨大的水能，水电站的功能则是将水能转化成电能。在资源日益减少、社会经济快速发展的今天，能源的需求量越来越大，水能是最值得利用的能源之一。相比于火力发电，水力发电清洁、无污染，可再生，更环保，更符合生态保护环境，更符合可持续发展方针。水力发电的大坝是建筑在溪流、河流和河口的屏障，用来防止洪水泛滥，水力发电，或储水作饮食或灌溉之用。世界上没有哪一条河流没有构筑大坝，而且许多河流采用梯级式大坝，增加水力发电量，世界大坝库区已经相当于法国面积那么大。全球发电量最大的水电站是我国的三峡水电站，年发电985亿千瓦小时。4.供水水库的储水功能在发挥农业灌溉作用的同时，也为当地居民的用水发挥供水的作用。例如，北京的密云水库供给北京的一千多万居民的用水。密云水库，位于北京市密云县城北13公里处，位于燕山群山丘陵之中，建成于1960年9月份。面积180平方公里，环密云水库有200公里。密云水库库容40亿立方米，平均水深30米，是首都北京最大的也是唯一的饮用水源供应地。5.其他综合效益除上述作用外，水库大坝还具有航运、养殖、旅游等综合效益。中国的三峡大坝、美国的胡佛大坝都是著名的旅游景点。二．水库大坝的选址水库大坝的选址至关重要，水库大坝的选址应综合考虑水库大坝的作用和当地自然地理的特点。水库应选择在防洪效果强、水能丰富的地区，即水量大、落差大的地区。坝址应建在等高线密集的河流峡谷处，使坝身较短，蓄水区域广，工程量小，节省建筑投资。避开断层、喀斯特地貌等地质地形复杂地段，尽量少淹没农田，无泥石流、滑坡等危险地质灾害的地方，以保证工程的安全。理论上应选择向斜，因地表岩层坚实，不易被侵蚀。不选背斜，是因背斜顶部受张力作用，表层不坚实。亦不选断层，以免引发较强地震，使工程遭到破坏。实际中，选址主要考虑岩性、坚固性、渗水率，且所在地地质无破坏性地震历史，位于稳定地块而非活动带，岩性坚硬，周围无明显山体移动、无大的应力释放及岩崩等。在现实中背斜、向斜均有建坝者，一般不选断层，因其具有断层活动性。以国内三峡大坝为例。三峡坝址建在背斜上。水库大坝选址要考虑多方面的因素，如水库汇水的面积、坝宽、坝高、基岩状况等。三峡大坝主要考虑的因素之一是基岩。三峡大坝下面是花岗岩，较坚硬，坝基较好，当然，也考虑了水位落差、工程量的大小等因素。对于大坝的建设，必须要对于自然地理条件的勘察引起足够的重视，要根据水文地质勘察的结果，科学设计，合理施工，在选址上一定要确保坝基稳固，同时还要考虑到溢洪、引水、电厂、航闸等建筑物建筑位置的地质情况，统筹兼顾，结合勘察数据，合理规划、设计和施工。大坝地址的选择应做一定的前期勘查：1、区域稳定性勘察坝体所在区域的稳定性对于大坝的安全运行有很得要的影响，在勘察时，要充分深入的研究工程区域的地壳稳定性和区域场地稳定性，要做为一项战略任务执行，特别是一些地震带上的河段，在这样的地方进行施工建设，对于地震的危险性及安全性分析评价是必不可少的一个环节，对于大型水电工程，在可行性研究阶段，应组织专门力量解决区域稳定性评价。2、地形地貌勘察各种坝形对于地形地貌的要求是不相同的，所以在施工前勘察阶段，一定要对地形地貌进行充分了解，根据地形地貌条件的不同，设计不同类型的坝，比如拱坝一般适宜建在狭窄、完整的基岩“Ｖ”型谷上，而重力坝一般适于建在宽高比大于2的“Ｕ”型基岩河谷区，而土坝适宜建在宽敞河谷地区岩石风化较深或有较厚的松散沉积层上，地形地貌条件是确定坝型的主要依据之一。3、水文地质条件勘察大坝在选择时，对于水文地质的考察也不可忽视，水文地质条件的变化，对于坝基的稳定及坝体是否能平稳安全运行影响巨大，要作为主要因素进行考虑。特别是在一些岩溶区和深厚河床覆盖层上选坝址，重点要考察渗漏问题，在一些岩溶区选坝址时，最佳的建坝位置应是有隔水层的横谷、且陡倾岩层倾向上游河段。库区宜在强透水层底部有隔水岩层且两岸地下分水岭较高的纵谷，当岩溶区无隔水层可以利用的情况下，坝址应尽可能选在弱岩溶化地段。三．水库大坝选址中的社会冲突在水库大坝的整体建设中，我们不仅要注重自然地理条件等，而且要关注大坝所在地的居民对大坝的看法。由于大坝的建设需要占据较大面积的土地，有时候会占据当地居民的耕地，甚至会淹没某些城市，我国的三峡大坝在建设过程中社会冲突层出不穷。据报导，三峡大坝工程淹没了周边十三个城市，一百四十个乡镇和一千三百多个村庄。一九九二年公布将移民一百一十三万。但零七年底，三峡工程总移民数已达一百三十万人。首批移民中，绝大多数是按照“就地后移”的原则往山上搬迁。原来肥沃的河谷地带被淹没，高处山坡土壤贫瘠，耕地面积严重不足。长期调查三峡危害的王维洛接受《新》采访时说，这上百万移民，大多处于无田种、无工作、无前途的“三无”境地，每月靠一百多元的最低保度日。零七年，重庆市政府公布惊人计划：到二零二零年，将从三峡库区再转移二百三十万人，迁移到重庆主城区和万州区。这是第一次移民人数的两倍。地质学家认为，随着水位上升及山泥倾泻等地质灾害持续发展，江边居民也将不断地迁移。二零零九年，当局又表示，为了在今后十至十五年保护三峡库区的“生态安全”，重庆市将把约四百万人转移到都市区附近居住。这种迁移，老百姓怎么受得了？移民城奉节十余年来为躲避逐渐升高的水位已三度易址，如今的新奉节被称为“滑坡体上的城市”，在城镇二十三平方公里内有五十四处滑坡、三百多处高边坡，据调查灾害点已超过八百处。所以不得不弃新城另选新址。移民们知道，原址才是祖祖辈辈做出的最佳选择，但此时无奈也无助。三峡大坝的建立带来的一系列社会问题日渐凸显，但是我们不能因噎废食，不能因为社会问题的出现而停止建立大坝。在日后的大坝工程中，我们应该将大坝对当地居民的影响纳入关键因素考虑，以人为本，才能人与自然更和谐地生存！