中國水壩的歷史及未來的發(fā)展

1、中國水壩的歷史及未來的發(fā)展,水工1535班8421全體,主要內容：,1.對中國水壩歷史的回顧。2.中國水壩未來的發(fā)展趨勢。,世界最早水壩,,2016年3月16日考古學家宣布，浙江省杭州市西北郊發(fā)現(xiàn)了中國已知最古老的大型水利工程，距今已有約5000年歷史。這處水利工程位于余杭區(qū)瓶窯鎮(zhèn)境內。80年前，在當?shù)氐牧间?，考古學者發(fā)現(xiàn)新石器文化遺存良渚文化。浙江杭州城郊的良渚遺址不斷地帶給世人驚喜，大量玉禮器被發(fā)掘、巨型建筑基址被發(fā)現(xiàn)，再到后

2、來的良渚古城，水壩遺址出土。經(jīng)專家實地考察確證：杭州良渚古城外圍發(fā)現(xiàn)的水利系統(tǒng)，是迄今所知中國最早的大型水利工程，也是世界最早的水壩，距今已經(jīng)有4700至5100年，比傳說中的“大禹治水”還要早1000年。良渚古城，位于浙江省杭州市余杭區(qū)瓶窯鎮(zhèn)內，早在上世紀90年代，考古人員就曾發(fā)現(xiàn)其中最長的一條水壩遺址——塘山遺址。2009年開始，10條水壩遺址陸續(xù)出土，它們與古城北面的塘山遺址共同構成了一個完整的水利系統(tǒng)。2015年7月至2016

3、年1月，浙江省文物考古研究所組織對遺址范圍內的老虎嶺、鯉魚山、獅子山等水壩進行正式發(fā)掘。同時，省考古所還與山東大學、南京大學聯(lián)合對壩體和庫區(qū)進行了勘探調查。此次確證的良渚古城外圍水利系統(tǒng)，位于古城的北面和西面，共由11條堤壩組成，這些堤壩根據(jù)形態(tài)和位置的不同可分為長堤和連接兩山的短壩，其中短壩又可分為建于山谷的高壩和連接平原孤丘的低壩。7條壩體的樣本送去北京大學實驗室里進行碳14檢測，結果顯示，時間都在距今4700-5100年之間，

4、屬于良渚文化早中期。這一考古界的重大發(fā)現(xiàn)，將改寫都江堰“世界迄今僅存的嘆為觀止的生態(tài)工程”之說，同時也開啟了史前水利考古研究的新領域。,千年水壩沿用至今,,都江堰位于四川省成都市都江堰市城西，坐落在成都平原西部的岷江上，始建于秦昭王末年(約公元前256～前251)[1] ，是蜀郡太守李冰父子在前人鱉靈開鑿的基礎上組織修建的大型水利工程，由分水魚嘴、飛沙堰、寶瓶口等部分組成，兩千多年來一直發(fā)揮著防洪灌溉的作用，使成都平原成為水旱從人、沃

5、野千里的"天府之國"，至今灌區(qū)已達30余縣市、面積近千萬畝，是全世界迄今為止，年代最久、唯一留存、仍在一直使用、以無壩引水為特征的宏大水利工程，凝聚著中國古代漢族勞動人民勤勞、勇敢、智慧的結晶。都江堰是由渠首樞紐、灌區(qū)各級引水渠道，各類工程建筑物和大中小型水庫和塘堰等所構成的一個龐大的工程系統(tǒng)，擔負著四川盆地中西部地區(qū)7市（地）36縣（市、區(qū)）1003萬余畝農(nóng)田的灌溉、成都市50多家重點企業(yè)和城市生活供水，以及防洪

6、、發(fā)電、漂水、水產(chǎn)、養(yǎng)殖、林果、旅游、環(huán)保等多項目標綜合服務，是四川省國民經(jīng)濟發(fā)展不可替代的水利基礎設施，其灌區(qū)規(guī)模居全國之冠,新中國成立后水壩工程的發(fā)展,新中國成立后，隨著水壩建設事業(yè)的發(fā)展，水壩工程地質學也應運而生，并日益發(fā)展壯大，大致經(jīng)歷了三個時期：,第一時期,50年代至60年代中期。這一時期中國建設了許多的水壩，主要集中在中國東部和中部地區(qū)。最著名的如淮河流域的梯級水壩，板橋、石漫灘、響洪甸、梅山、佛子嶺等，黃河上的三門峽，浙江

7、的新安江，資水的柘溪，廣東新豐江，江西上猶江等。這一時期所建大壩的主要特點：（1）壩高不大，絕大多數(shù)都在100m以下；（2）壩型以砼重力壩和當?shù)夭牧蠅螢橹?，對基礎要求相對較低；（3）地質條件相對較簡單，火成巖、變質巖壩基占多數(shù)，很少遇到諸如巖溶壩基，緩傾角含軟弱夾層壩基，斷裂構造復雜的壩基，高地震烈度區(qū)，以及人工高邊坡和大跨度地下洞室等可能遇到的復雜地質問題。這一時期也有少數(shù)大壩因地質勘察工作深度不夠或缺乏經(jīng)驗，開工后因地質條件復雜而被

8、迫停工；也出現(xiàn)了諸如梅山水庫右壩肩巖體過量位移，新豐江水庫誘發(fā)地震，柘溪水庫塘巖光滑坡等事故。這一時期是中國水壩工程地質鍛煉隊伍、累積經(jīng)驗、培養(yǎng)人才，為今后的發(fā)展奠定基礎的重要階段。60年代初，由中國科學院和水電部水電建設總局聯(lián)合組織從事水壩工程地質勘察，并有一定經(jīng)驗的專業(yè)人員，以地質力學、巖體結構等理論為指導，對120多個水壩的工程地質勘察成果進行了整理分析，對其中30多個大、中型工程進行了現(xiàn)場調查，在此基礎上系統(tǒng)地總結了建國以來水壩

9、建設工程地質的實踐經(jīng)驗，并分專題從理論上做了概括和提高，編寫出版了《水利水電工程地質》一書。,,第二時期,60年代后期到80年代中期。這一時期，中國在一些地質條件復雜的地區(qū)，興建了一批有代表性且規(guī)模很大的大壩，如在巖溶十分發(fā)育且構造復雜的烏江渡，興建了我國第一座高達165m的巖溶壩基高壩；在各種地質條件均很復雜的青海龍羊峽建設了我國當時最高的重力拱壩——龍羊峽大壩；在白山水電站興建了我國第一座大跨度地下廠房；在長江干流白堊紀紅層上興建了

10、長江第一壩——葛洲壩水電站。上述工程建設及相應的工程地質勘察，全方位地為提高中國大壩建設的工程地質勘察與研究水平提供了條件。如烏江渡水電站的成功建設，從根本上克服了在巖溶地區(qū)興建高壩的恐懼心理；葛洲壩大壩的建設，全面積累了研究壩基軟弱夾層的經(jīng)驗；龍羊峽大壩在拱壩壩基穩(wěn)定性分析及地質缺陷處理、近壩庫岸滑坡危害性評價及監(jiān)測技術、泄洪雨霧對下游岸坡穩(wěn)定的影響等多方面，為大壩工程地質勘察提出了新問題，提供了新經(jīng)驗。為適應這些復雜地基地質勘察工作

11、的需要，勘察新技術、新方法的研究在這一時期也取得了明顯的進步。,,第三時期,80年代后期至90年代，中國政府為進一步綜合利用水資源和防治水害，相繼決定興建當今最引人矚目的三個巨型水利水電工程，即雅礱江二灘工程、黃河小浪底工程和長江三峽工程。這三大工程具有以下共同點：1）無論從工程規(guī)模、綜合效益和建筑物的復雜性都處于當今世界的前列；2）三個工程都有各自獨特的復雜的工程地質問題，如二灘工程的區(qū)域構造穩(wěn)定性，壩址區(qū)高地應力及大跨度地下廠房；小

12、浪底工程近水平含軟弱夾層地層中，大跨度、高密度地下洞室群開挖；三峽工程永久船閘深開挖高邊坡及水庫移民環(huán)境地質問題等。3）三個工程都經(jīng)歷了數(shù)十年的工程地質勘察與研究，有龐大的勘察工作量和豐富的勘察研究成果。二灘工程和小浪底工程已分別于1998年和1999年建成發(fā)電，三峽工程的施工，已跨過了受地質條件控制的關鍵階段，前期勘測所做的主要結論都已得到檢驗。這三大工程的成功建設，標志著中國工程地質的實踐經(jīng)驗和學術水平，已登上世界水壩建設工程地質研

13、究的前沿。自1985年至1995年，國家在“七·五”、“八·五”、“九·五”重點科技攻關中，針對這三大工程的重大地質問題都列有專題進行研究。包括：區(qū)域構造穩(wěn)定性評價和地震危險性分析；地震遙測臺網(wǎng)建設及水庫誘發(fā)地震研究；庫岸滑坡的調查、穩(wěn)定性分析計算、失穩(wěn)判據(jù)研究、監(jiān)測和預警系統(tǒng)；復雜地質條件下高重力壩及高拱壩壩基壩肩穩(wěn)定性分析、地質概化模型及巖體力學參數(shù)取值原則與方法；人工開挖高邊坡的穩(wěn)定性評價、各種本構模

14、型條件下的二維、三維計算、巖體時效變形效應；裂隙巖體滲流場及巖體水動力學；復雜地質條件下，如高地應力區(qū)、水平地層含軟弱夾層地區(qū)大跨度地下洞室圍巖穩(wěn)定；大型不穩(wěn)定塊體的支護措施等。由于筑壩地區(qū)的迅速擴大，天然建筑材料愈來愈受到客觀條件的限制，推動了各種新型天然建筑材料的研究。這一時期，為適應上述三大工程地質勘察與研究工作的需要，勘測新技術、新方法的引進、開發(fā)和推廣工作也得到飛速的發(fā)展。如遙感技術、彈性波CT技術的廣泛應用，大型地質力學模型

15、試驗，計算機技術和各種工程勘測軟件的迅速開發(fā)，新一代鉆孔彩色電視，高邊坡快速編錄技術，巖體質量分級及檢測，GPS和GIS的廣泛應用等。上述大量的專題研究和新技術新方法的推廣應用，不僅滿足了二灘、小浪底、三峽三大工程復雜地質問題研究的需要，而且迅速將我國大壩工程地質勘察技術推進到了世界領先的前沿水平。,,中國水電未來的發(fā)展,1.水力資源豐富，雅魯藏布江、金沙江、怒江開發(fā)潛力巨大根據(jù)中國2003年水力資源復查成果，大陸水力資源理論蘊藏量

16、在1萬千瓦及以上的河流共3886條，水力資源技術可開發(fā)裝機容量為6.61億千瓦，年發(fā)電量2.99萬億千瓦時，水能資源技術可開發(fā)量居世界首位。中國水力資源分布西多東少，相對集中于西南地區(qū)(包括四川、重慶、云南、貴州、西藏)。經(jīng)濟相對落后的西部地區(qū)水力資源量占全國總量的比重高達81.7%，西南地區(qū)就占了66.7%;其次是中部地區(qū)，占比為13.0%，而用電負荷集中的東部地區(qū)，水力資源量占比僅為5.3%。中國水力資源主要集中在大江大河干流，

17、如金沙江、雅魯藏布江、瀾滄江和怒江等河流干流，便于集中開發(fā)。長江、金沙江、雅礱江、大渡河、烏江、瀾滄江、黃河、怒江、紅水河和雅魯藏布江等十大流域的總裝機容量為3.7億千瓦，占全國技術可開發(fā)裝機容量的55.5%。截至2013年底，十大流域(河流)已建裝機容量11803萬千瓦，占全國已建裝機比例46.3%;在建裝機容量約為3500萬千瓦;待建裝機容量21360萬千瓦，占全國待建裝機容量的58.3%、其中，雅魯藏布江、金沙江、怒江等3條河流是

18、中國未來水電開發(fā)的重點河流，其待建裝機容量超過1.5億千瓦，占十大河流待建總規(guī)模的70%以上，開發(fā)潛力巨大。,,2.水電布局將更加合理，西部地區(qū)將取得長足發(fā)展根據(jù)中國水力資源的區(qū)域分布特點和開發(fā)現(xiàn)狀，預計未來中國西部地區(qū)大型水電基地建設將取得長足發(fā)展。具體項目包括烏江、南盤江紅水河水電能源基地;金沙江、瀾滄江、雅礱江、大渡河大型水電能源基地;黃河上游、雅魯藏布江中游水電能源基地以及怒江中下游大型水電能源基地和藏東南"西電東

19、送"接續(xù)能源基地的建設等。本展望期內，西部水電開發(fā)利用中還應當注重加強大流域梯級水電站群聯(lián)合調度運行管理。未來對東中部地區(qū)的水電開發(fā)利用則應當根據(jù)其水力資源情況，適度加快抽水蓄能電站的建設，建設長江水電能源基地，合理開發(fā)剩余水能資源。同時，未來對東中部地區(qū)的水電在開發(fā)利用中要逐漸從"重開發(fā)"向"開發(fā)、保護與管理并重"轉變。,,從世界范圍看到2013年底，全球常規(guī)水電站裝機容量超過1

20、0億千瓦，中國、巴西、美國、加拿大和俄羅斯是全球已建常規(guī)水電站裝機容量排名前5位的國家，五國已建常規(guī)水電站裝機容量約占全球的55%。其中，中國水電裝機容量2.6億千瓦，是全球水電裝機第一大國。目前中國水電裝機開發(fā)利用率約為45%，本展望期內仍有一定增長空間。預計到2020年中國常規(guī)水電裝機規(guī)模達到3.4億千瓦，抽水蓄能電站裝機容量達到4500萬千瓦，水電總裝機容量達到3.8億千瓦左右，2015～2020年間年均增長1300萬千瓦左右

21、，由于其余新能源裝機快速發(fā)展，2020年水電裝機容量占比較2014年(22.2%)小幅下降，為19%;2020年水力發(fā)電量達到1.3萬億千瓦時左右，較2014年增長24.8%，年均增長3.8%，占發(fā)電量的比重較2014年小幅提升，為19.6%?？紤]到剩余待開發(fā)水電資源集中在西南和西北地區(qū)，2020年后，通過創(chuàng)新移民機制，加強水電開發(fā)的生態(tài)環(huán)境保護，每年可新增裝機800～1000萬千瓦，2030年水電裝機規(guī)模達4.5億千瓦，發(fā)電量約1.4