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六个问题搞懂河流的梯级开发

 羊羊的地理教室 2024-05-23 发布于浙江



什么叫做河流的梯级开发?梯级开发和普通的水能开发方式有什么区别?我国有哪些著名的梯级开发案例?今天我们就一起来看这些问题。

图:河流的梯级开发

 Q1 

  什么是河流的梯级开发?

梯级开发,是根据国民经济的需要和自然条件的可能,沿河选定若干适宜的坝址,修建一系列的水利枢纽。也就是说把河流分为若干段,逐段地利用该河流的水利资源。由于这些水利枢纽自上游至下游排列好像阶梯,故称梯级开发。

图:以大渡河干流为例看河流水电梯级开发方案


 Q2 

  为什么要连续修这么多座水电站?

① 资源最大化利用,提高发电效率

进行梯级水电开发时,不是只在一个地方建大坝,而是在河流沿线的合适位置建造多个小到大的水坝和水电站。这样,河水在流经每个水坝时都会被用来发电,可以通过多次利用,实现增加总发电量,提高发电效率的目的。

图:1933年以来美国在田纳西干流支流

共71座大小水坝35座水库


② 提升经济与社会效益

促进地区经济发展,增强电力供应安全性,带动当地社会经济发展和就业。

图:红水河水电站梯级开发示意图

以红水河为例,其流经多个贫困地区,后经水电站梯级开发后,充足的能源及水电站建设带来的各种就业机会,大幅提高了当地的经济水平,改善了民生和促进了地区发展。


 Q3 
  和单个大型水电站相比,
  梯级开发的优势?

左图:埃及尼罗河上的阿斯旺水坝是典型的单个大型水电站

右图:金沙江下游梯级水电站纵剖面图


其实,这两种开发方式各有优缺点,需要在规划时,根据当地的实际条件和需求因地制宜地进行选择。

现在,我们重点看看相比单个大型水电站,梯级开发的优势有哪些。

① 水资源优化利用

梯级水电站可以在河流的不同位置建立多个小型或中型水电站,更好地调节上下游水量,提高水能利用率,减少水资源的浪费。

② 发电灵活性

每个梯级电站可以独立运行,根据电力需求和水文条件灵活调整发电量,有利于电网的稳定运行和电力供需平衡。

③ 洪水控制

多个水库可以协同工作,增强洪水调控能力,减轻下游地区的洪涝灾害风险。

④ 综合效益

梯级开发可以在流域内较长的河段中,实现灌溉、供水、旅游、养殖等多种功能,实现水资源的综合开发利用。在同一河流中,如果采用单一大型水电站,其实也会具有类似的综合效益,但难顾及全流域,影响的范围可能较小。

⑤ 地质安全

单一大坝可能导致较大的地质压力,而梯级开发则可以分散这种压力,降低地质灾害风险。

⑥ 减小环境影响

相比于单一的大坝,梯级开发每个电站由于蓄水量不大,蓄水淹没面积较小,对生物多样性和生态系统的影响相对较小。

⑦ 建设成本和周期

虽然总体投资可能较大,但梯级水电站可以分期建设,降低一次性投入,减少移民规模,同时建设周期可以灵活安排,便于资金管理和风险管理。

以上的对比分析,是基于在同一空间内的前提下,采用两种不同水能开发方式可能带来的影响差异。在做题时,我们的分析过程还需结合题干要求和材料提示,具体问题具体分析。


 Q4 
  什么地方适合发展梯级开发?

① 地形落差大

河流流经地区必须有足够的海拔差,这样能确保有足够的水力势能可以转化为电能。

图:白鹤滩水电站上下游的巨大落差

(极目新闻谢雷摄)


② 水源充足

河流流量充沛,全年流量相对较稳定,保证了水电站的持续发电能力。

③ 地质条件良好

流域内的地质结构稳定,适合建设大坝和地下厂房,减少地质灾害的风险。

④ 生态适宜性

考虑到生态和环境因素,梯级开发应尽量选择对生态环境影响较小的区域,或者避开生态保护区、重要生物栖息地这类地区。


 Q5 

  梯级开发中需要注意的问题有哪些?

① 生态环境

在开发过程中要严格执行环境保护法规,进行环境影响评估,尽量减少对生态系统的破坏。比如,建大坝可能对洄游鱼类等生物会产生一定的影响,所以部分水库区域采用修建鱼类专用洄游通道,人工转移洄游鱼类,甚至用空气炮将洄游鱼类传送到上游的方法来帮助鱼类完成洄游过程。

【洄游鱼类】指为繁殖、觅食或其他生态需求而在河流上下游进行周期性迁移的鱼类。


图:两种给洄游鱼类设计的鱼梯

图:通过空气炮来传送洄游鱼类

② 合理规划

需要科学规划水电站的数量、位置和容量,以达到经济、社会和环境效益的最佳平衡。

③ 社会协调

库区可能存在移民搬迁的情况;需要处理好与地方政府和社区的关系,妥善解决搬迁、赔偿等社会问题。

图:云南罗平阿岗水库的移民安置房

④ 经济效益

投资是否能够得到正向回报;要全面考虑投资回报,确保项目的经济可行性。


 Q6 

  我国有哪些著名的梯级开发案例?

我国对于河流的梯级开发已经有数十年历史,取得了巨大的成果,如金沙江/长江流域的梯级开发,黄河上游、珠江上游的梯级开发等,为我国的国民经济建设带来了巨大的帮助。

雅砻(lóng)(金沙江支流之一,也称泸水)为例,河源至河口天然落差3830米(一说3192米),全流域水能理论蕴藏量3840万千瓦,占长江流域总量的13.8%,技术可开发量达3466万千瓦。干流规划3242万千瓦,分21级开发,装机容量1470万千瓦。

通过梯级开发,不仅将接近40%的理论蓄能转化为了电能,还通过梯级水库的统一管理和科学调度,解决了河流水量丰枯不均的现象,提高了当地人民的生活水平。

图:雅砻江梯级水电开发规划图


 07 

  做完题再走~

调节水库”除了能发挥供水、发电等一般性水库功能,还承担调蓄作用,使下泄水量较为稳定。龙羊峡水库和刘家峡水库是黄河上游梯级开发中重要的“调节水库”,其中龙羊峡水库控制的水量占黄河入海水量的42%。图为“黄河上游干流梯级开发示意图”。据此完成下面小题。



 参考答案与解析 
(上下滑动查看)

1. C
【解析】根据材料“调节水库”除了发挥供水、发电等一般性水库功能,还承担着是调蓄河流流量,使下泄水量较为稳定的作用;龙羊峡水库和刘家峡水库是黄河上游梯级开发中重要的“调节水库”,其中龙羊峡水库控制的水量占黄河入海水量的42%。可知,水库蓄水量越大,调蓄作用越大。由此判断,“调节水库”选址的最重要条件是库容量要大,C正确。

2. D
【解析】读图可以看出,龙羊峡水库上游位于青藏高原,青藏高原海拔高,气温低,冰川广布,降水较少,主要集中在夏季。青藏高原地区的河流水源补给主要依靠高山冰雪融水和山地降水,高山冰川融水量主要受气温影响,夏季气温高,冰川融水量大,河流流量大;其次,“调节水库”的主要作用是使下泄水量稳定,为了增大枯水期水库的泄水量,水库应在雨季结束之前蓄满水,对枯水期的径流调节作用最大,10月份,黄河流域雨季结束,进入枯水期。因此,经过一个夏季一直到10月左右,龙羊峡水量一直增加,水位升高,在1月、4月、7月、10月四个月份中,龙羊峡水位最高的月份应该是10月份。故D正确。

3. B
【解析】刘家峡水库的水源主要依靠高山冰川融水和山地降水,补给水量最大的是夏秋季节,冬季至初春补给水量很少,因此每年冬季至初春,刘家峡水库减少下泄水量,其主要目的不是为了蓄积发电用水,A错误;冬季至初春季节,刘家峡以下河段容易发生凌汛现象,河冰阻塞河道,发生洪水泛滥,该季节减少刘家峡下泄水量,可以降低凌汛水位,减缓凌汛的危害,B正确;刘家峡以上河段河流含沙量较小,河水清澈,泥沙下泄量较少,C错误;刘家峡以上河段河流落差大,山高谷深,多急流险滩,不适宜内河航运,D错误。所以该题选B。

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