詹姆斯湾调水发电工程：全面揭秘

2023-06-30 理论教育版权反馈

【摘要】：在拉布拉多半岛上，加拿大最大的水力发电系统位于“詹姆斯湾”。续表通过在伊斯特梅恩河和卡尼亚皮斯科河上建坝和筑堤拦截，使两条河流形成了两座巨大的蓄水库，即奥皮纳卡水库和卡尼亚皮斯科水库，这两座水库为拉格朗德梯级开发工程储蓄了50%的入库流量。“詹姆斯湾”调水发电工程是加拿大已建的最大调水工程之一。

在拉布拉多半岛上，加拿大最大的水力发电系统位于“詹姆斯湾”。詹姆斯湾集中了伊斯特梅恩河、拉格朗德河、卡尼亚皮斯科河、卡瑙普斯考河和科克索克河的径流。拉格朗德河是詹姆斯湾五大水系之一，蕴藏着丰富的水能资源，尤其是下游干流440km河段内有落差360m，水电资源集中，根据规划分四级开发。为了增加拉格朗德河的水能势能，设计师们不仅仅局限于开发拉格朗德河的水能，而且还包括了临近的两条河流，即：西南部的伊斯特梅恩河和东北部的卡尼亚皮斯科河。设计师们采取了两项引水改道措施，即在拉格朗德河东面，修建2座大坝和58座副坝，将卡尼亚皮斯科河流域27%的流量引入拉格朗德河，每年从卡尼亚皮斯科河的上游调水约250亿m3进入拉格朗德河上游；在拉格朗德河以南150km处，通过修建3座大坝和8座副坝，将伊斯特梅恩河87%的流量引入拉格朗德河，引水流量为840m3/s，以自流的形式流入拉格朗德河上游河段天然河道和湖泊内，每年从伊斯特梅恩河调水250亿m3，经过博伊德和萨卡米湖进入拉格朗德河2号水电站上游蓄水库。通过从上述两条河流引入部分径流到拉格朗德河后，使拉格朗德河河口的径流量增加500亿m3（从540亿m3增加到1040亿m3/a），几乎增加了一倍。

续表

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通过在伊斯特梅恩河和卡尼亚皮斯科河上建坝和筑堤拦截，使两条河流形成了两座巨大的蓄水库，即奥皮纳卡水库和卡尼亚皮斯科水库，这两座水库为拉格朗德梯级开发工程储蓄了50%的入库流量。使梯级水电站发电能力大增。卡尼亚皮斯科水库面积达4285km2，为魁北克地区最大水库，该水库有效库容为38亿m3，每年能为拉格朗德梯级电站工程提供780m3/s的平均流量。就这样使得拉格朗德河干流上的4大水电站装机容量共达13648MW，年发电量717亿kW·h，加上拉格朗德河支流所建的水电站，总装机容量达16036MW，年发电量838亿kW·h。各梯级工程的布置见图5-2，主要技术指标见表5-3。

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图5-2　拉格朗德河流域梯级水电站及跨流域调水工程位置示意图（图中序号与表5-3的序号相对应）

表5-3　拉格朗德河水电工程及跨流域调水工程主要参数

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拉格朗德河引水综合开发工程分两期建设。第一期工程于1973年开始施工，共兴建2座水库和3座水电站：即奥皮纳卡水库、卡尼亚皮斯科水库及拉格朗德2号、3号和4号水电站，以及伊斯特梅恩河和卡尼亚皮斯科河向拉格朗德河调水的河网改道工程，这些河网改造工程的总造价为120亿美元，它通过在拉格朗德河上所建的梯级水电站取得的大量廉价电能而很快得到补偿。这些工程于1985年全部竣工。一期工程总装机容量10282MW，年发电量620kW·h，年发电纯收入达13亿加元。

二期工程主要任务是对一期工程已开发完成的引水工程和已建水库进行优化调度，即开发利用一期工程尚未开发的水能资源。二期工程建了5座水电站：即布里萨伊、拉福奇1号、拉福奇2号、拉格朗德2A号和拉格朗德1号水电站，总装机容量为5220MW，设计年发电量为181亿kW·h。二期工程从1987年开始施工，至1996年底全部竣工投产发电。

“詹姆斯湾”调水发电工程是加拿大已建的最大调水工程之一。在进行该工程可行性研究时，就已考虑到工程可能给社会和环境带来的一些影响。为此，在工程设计阶段就对保护生态环境、合理利用和恢复自然资源进行了专项设计。而且这项设计就包含在总的技术文件中。这项设计的主要任务是要解决那些经济和社会意义的生态问题。在工程的施工阶段，制定了一系列内部的条例法规，并对工程进行了一定的调整，对移民采取了一些必要的保护措施。在工程完工后，对退水后两岸采用飞机播种，对新建工程周围进行绿化。由于工程之初就已考虑到了这些问题，并逐步采取了一些措施，使得拉格朗德这一大型水利工程很顺利地就通过了生态环保部门的审定。尤其是拉福奇2号电站，由于没有大面积的土地淹没，而且，施工范围也很小，对靠近溢洪道出口处的北岸稍做整治，便可使电站出流流速减缓，以保护北岸不受冲蚀。在Fontanges明渠南岸修建了一道防护堤，保护了电站下游河道中央的一个小岛。电站四周还种植了花草等，同时还进行了一些其他的绿化工程建设。

拉格朗德河水电资源开发具有以下特点［12］：

（1）经济效益显著。拉格朗德河尽管远离负荷中心，交通非常不便，所有材料设备和生活供应都需要远距离运输，而且当地气候严寒，施工条件极为艰苦。工程造价相当高，再加上1100km长距离超高压输电线，合计投资高达1422美元/kW。但是，由于不用燃料发电成本很便宜。建成后不仅能满足本国用电需求，而且还可通过长距离输电线路向美国东北部售电，经济效益显著。

（2）调节性能良好。加拿大在规划拉格朗德河时很重视水库调节径流，该河三座大水库共有库容1411亿m3，其中有效库容517亿m3，为该河年均径流量546亿m3的95%。再加上相邻河流上所建两座大水库及引水道上的水库、湖泊，共计总库容大于2100亿m3，有效库容990亿m3，为跨流域调水后总的年均径流量928亿m3的1倍，调节性能很好。装机容量的年利用小时数也高，总平均达5226h。

（3）跨流域集中开发。规划中从相邻河流进行跨流域调水，集中到一条河流上进行梯级开发，扩大其发电能力，比较经济。从两条河流跨流域调水的流量分别为780m3/s和807m3/s，其规模是很大的。

（4）利用当地材料筑坝。拉格朗德河上3座高坝和相邻河流上的两座大坝，均为土石坝。除5座主坝外，还有145座副坝，总填方量达1.57亿m3，在偏僻地区水泥等材料运输很困难的条件下，修建土石坝比较经济合理。

詹姆斯湾调水发电工程：全面揭秘

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