苏联的坝工建设与水力发电[苏联]S．I．萨多夫斯基+提要：本文介绍苏联目前正在施工和新近完建的各类水坝工程；叙述了苏联在特殊气候和地质条件下的筑坝经验；扼要列举了苏联拟建或在建的水电建设项目。最后，文章概述了苏联的动力开发计划；着重谈了传统水电站和抽水蓄能电站的建设目标。1．软基混合坝苏联欧洲部分的一些大型河流，大都流经平原地区，河槽土质松软，易于冲刷，沿岸分布有宽阔的漫滩台地。现在，这些河流已普遍建起了水电站。这些水电工程的标准设计是：中央为中、低水头的重力式混凝土溢流坝段，两岸为长土坝，电站厂房则作为整个挡水建筑物的一部分。苏联欧洲部分在软基河流上兴建的最大混凝土坝有：齐姆良斯克，伏尔加格勒，下卡马和切博克萨雷，其最高水头分别为26、27、i8．8和18．9m。2．岩基混凝土坝苏联西伯利亚和中亚细亚地区一些大型河流开发水资源的办法，通常是在岩基上修建混凝土高坝。乌斯特——卡敏诺哥尔斯、克拉斯诺雅尔斯克、布尔塔尔明斯克等大坝，其所采用的结构形式都是传统的三角形断面，堰顶为弧形(Ogee型)溢洪道，上游坝面呈直立状。布拉茨克、马马康和卡拉斯诺雅尔斯克等重力坝均系空心结构。布拉茨克水电站的混凝土坝，高125m，总长度为】420m，其中厂房坝段长440m，溢流坝段长242m，非溢流坝段长738m。大-本文作者为苏联大坝委员会主席。坝为宽缝重力坝，宽缝由坝顶一直延伸至坝基。由于采用了宽缝，混凝土总方量要比常规重力坝减少10％。安加拉河上的乌斯特——伊利姆水电站，其结构特点是大坝断面很窄，呈三角形，上、下游坝坡均为1．0．7。混凝土采取分区填筑，十分致密，密实度高达2．43t／m3。克拉斯诺雅尔斯克水电站大坝为混凝土重力坝，长1065m，最大坝高】24m。大坝靠近基础部分采用宽缝，缝宽d．6m。纳伦河托克托古尔水电站的重力坝，高215m，分为一个中央坝段和两个岸墩坝段。大坝设有收缩缝，缝面作了局部灌浆处理，使中央坝段的应力可以传至岸墩坝段及两岸岸坡。大坝下部的键形接缝经过灌浆处理，可用来传递剪切应力。为了适应严寒气候条件下施工，苏联专门采取了以下几项特殊措旌：①所有围堰和永久性建筑物尽可能采用混凝土结构}②排水管道一律设在坝体内部；③伸缩缝采用宽缝结构，以减少大坝混凝土方量，降低基础扬压力，并加速混凝土冷却过程l④设置垂直接缝，使各分部结构在极端气温变化下可以自由胀缩。·53·1990年8月S．I．萨多夫斯基：苏联的坝工建设与水力发电August．拱坝苏联最高的拱坝是英古里坝，该坝也是世界最高的拱坝，坝高27im；其次是奇尔盖伊拱坝，坝高240m。奇尔盖伊拱坝是对称的双曲拱结构，坝拱向两岸拓宽，其中心角为96。～115。不等，拱背线半径为114．5m～181．5m。英古里坝建于不对称的V型河谷。该坝坝型为双曲三心拱坝，坝内设有周边接缝，坝顶设有开敝式溢洪道，坝下部开有淹没式泄水底孔。萨彦——舒申斯克坝所在河谷为一梯形断面。该坝坝型为重力拱坝，星弹性固结于基础，坝内设有泄水底孔和进水口。大坝顶郝80m，由一系列单心圆拱组成，拱背线半径不变，全长600m。坝下部由同心三心拱组成，中心角为37。，拱半径600m。坝肩部分，拱半径略小，拱厚度恒定不变。拱坝设计断面系根据大坝承受的总静水荷载与大坝体积的比率确定。由此得出的断面系数分别为：奇尔盖伊4．5，萨彦——舒申斯克2．5；英古里2．1。4．土石坝近几年来．苏联兴建的土石坝数量在不断增加。从苏联在建筑土石坝中累积经验看，在苏联任何土基上兴建土石坝几乎都是可能的。随着现场旌工机械的不断改进和夯填设备效率的日益提高，现在的发展趋势是：土石坝施工已普遍采取分层填筑，因此断面设计相当经济。近年来，苏联有不少高坝采用的坝型都是堆石坝或土石坝。苏联兴建的土坝和堆石坝，一般都设有团粒状粘土材料心墙和厚过渡层。这种布置有利于大坝下游坝壳排水，从而可以大大提高坝壳的抗剪强度，并可防止在恶劣气候条·54·件下，坝壳发生冻结或在坝内形成透镜状冰晶体。苏联塔吉克地区300m高的努列克坝，是迄今为止世界上业已完建的最高的土坝。另外，瓦赫什河上335m高的罗贡土坝，目前亦在施工中。努列克大坝所采用的填筑材料是砂砾石和砾岩，大坝中央的心墙材料用的是砂壤土和岩屑，坝体填筑方量为56×106m3。苏联鸟兹别克奇尔奇河上高168m的恰尔互克坝，其心墙材料用的是黄土性壤土，过渡带为双层结构，两侧坝壳由细砾石筑成，反滤料为砂砾石。该坝的施工特点是：两侧壳体使用的细砾石，均未进行分选。罗贡大坝的心墙材料用的是经过筛选的岩屑与壤土混合料，过渡带和两侧坝壳由砾石及破碎筛分砾石集料填筑而成，坝体填筑方量为70×10em3。根据苏联地震区的水电站运行经验，证明土石坝的抗震安全度较高。因此，苏联在地震区筑坝，选用的坝型一般都是土石坝．如罗贡坝。另外，土石坝在永冻地区也是一种最为经济合理的坝型。例如，建在苏联最北边的维尔朱伊坝，其防渗铺盖系用壤土和岩屑筑成。该坝高74．5m，坝体体积兔4．8×10Sm3。5。苏联2000年的水电开发前景苏联的水电资源分布很不均匀，开发程度因地而异，因此，各地区的水电开发格局也互不相同。苏联欧洲部分(包括外高加索地区)具有经济开发价值的水电蕴藏量，估计约为2000TWh(可能为200TWh之误，编者注)占全国可资开发的水电蕴藏量的18％。如果下卡马、切博克萨雷、德涅斯特和胡多尼水电站以及许多其它水电工程完建之后，苏联欧洲部分的水电蕴藏的利用率将第2L卷第8期人民长江YANGTZERIVERVOL·21NO·8达45％。而苏联中部和南部以及伏尔加地区，其水电利用率则已超过65％。因此，苏联今后在欧洲部分兴建新水电站的位置，几乎全部只限于遥远的北方和南部地区。科拉半岛和卡累利阿，洛坎加和克姆河流域将是今后最有希望进行水电开发的地区。北高加索、捷连楚克河、捷列克河和苏拉克河流域、外高加索地区、以及英古里河、里奥尼河和库腊河流域，其进行水电开发的条件也十分有利。一俟欧洲部分一批新水电站投入运行之后。苏联的水电装机容量将可增加3．8GW，年平均发电量增加】0．4GWh。苏联欧洲部分一些地区，限于客观条件，无法新建大、中型水电站，但可利用现有的各种非发电水坝或渠道发展一批小水电。修建小型水电站，不仅可以节省矿物燃料，而且一旦电力系统发生故障，还可确保当地供电稳定。苏联欧洲部分的动能开发计划规定，今后准备修建若干抽水蓄能电站。之所以要修建抽水蓄能电站，是因为该地区电力需求极不均衡；热、核电站的适应性差，而且如果采用其它替代方案，则峰荷电价也太高。目前，苏联正在施工中的大型抽水蓄能电站有：①属于中央统一电力系统的札哥尔斯克抽水蓄能电站(装机容量1200MW)；②属于西北统一电力系统的凯什亚多里斯抽水蓄能电站(装机容量1600MW)；③属于南乌克兰电力系统的一些抽水蓄能电站(总装机约22MW)。南乌克兰电力系统是苏联南部统一电力系统的一个组成部分。苏联对西伯利亚和远东地区的水电开发也相当重视。西伯利亚和远东地区具有经济开发价值的水电蕴藏量有720TWh以上，相当于苏联全境可资开发的水电总蕴藏量的2／3。但是，即使萨彦——舒申斯克、博尤乌倡斯克、布列亚等水电站全部投入运行，西伯利亚和远东地区开发的电能也仅及当地可资开发的水电总蕴藏量的20％。西伯利亚和远东地区水电资源的特点是：河流水量丰沛，落差大，利于修建大型水电站。由于大型水电站的发电能力强，库容大'因此，非常适合于在周围地区发展耗电耗水量大的大型综合企业。西伯利亚土地广阔，但交通运输网不够发达，因此，在这一地区进行水电开发也要着眼于改善当地航运条件。目前，位于叶尼塞河上的萨彦——舒申斯克水电站，施工已接近尾声。该电站是全苏最大的水电工程，其装机容量达6400MW，年发电量约24TWh。萨彦——舒申斯克下游的马伊纳水电站，目前亦正处在施工阶段。兴建该电站的目的是为了对入库峰量进行反调节，以利航运，并满足地方供水需要。在西伯利亚准备兴建的另一座大型水电站是中叶尼塞水电站，其装机容量为6000MW，年发电量可达30TWh。中叶尼塞水电站一经建成，将可大大改善当地的航运条件，特别是木材运输。奥西诺夫斯克水电枢纽是苏联计划兴建的又一座大型水电工程。该枢纽也有可能即将动工兴建。它包括两座电站，总装机容量为9000MW，年发电量约40TWh。按计划，奥西诺夫斯克水电枢纽将是发展奥西诺夫斯基工业综合企业的电力基地。一俟奥西诺夫斯基工业综合企业建成投产，安加拉石泉和通古斯河的大量天然资源就可得到开发利用，为发展苏联国民经济作出贡献。土鲁汉水电站是安加拉～一叶尼塞河流域计划兴建的最大的一座水电站。该地区的地质和地形条件对修建大型水库十分有利。从目前正在进行的设计研究结果看，土鲁汉·55·1990年8月S．I．萨多夫斯基：苏联的坝工建设与水力发电水电站的装机容量估计为10～20GW，其年发电量可达45TWh以上。今后，在土鲁汉水电站所在地区有可能建立一个大型工业综合企业。贝加尔湖——阿穆尔河(即黑龙江)地区水电资源十分丰富，目前，维季姆河正在计划修建莫克水电站和台尔曼水电站。兴建这两座电站的目的，除了为当地建设中的采矿工业提供电力之外，今后还准备与西伯利亚和远东电力网联网。亚库梯北部边远地区、楚科特半岛以及马加丹地区，尽管动力资源有限，且缺乏交通运输设旄，但开发这一地区的水电资源无疑仍十分重要。这些地区，由于已累积了在恶劣气候条件下修筑水电站的丰富经验，目前正在计划兴建阿德恰斯克、阿姆古埃姆和乌斯特——斯列德尼坎斯克等水电站。总之，通过开发利用西伯利亚和远东地区的水电资源，苏联的年发电总量将可增加183TWh，装机容量增加43GW。另外，中亚和哈萨克斯坦地区也有大量水电资源可资利用。这些地区的水利工程通常都是多目标工程。如前所述，塔吉克斯坦境内瓦赫什河上的罗贡水电站，现已开工。该电站的装机容量和年发电量分别为3．6GW和13．3TWh，水库库容有5kin3，灌溉面积可达ha(公顷)。在罗贡坝下游，还要兴建另一座水电站即休罗勃水电站。纳伦河目前正在兴建塔什——库梅尔水电站。纳伦河上游的坎姆巴腊汀斯克梯级水电站完成之后，可提供的总装机容量约达2．2GW，年发电量5．6TWh。这些水电站拟采用定向爆破法筑坝。这些工程形成的水库除用于发电之外，还可灌溉ha(公顷)以上的耕地，并可增加1300ha(公顷)现行耕地的灌溉用水。哈萨克斯坦境内额尔齐斯河上的舒尔宾·56’斯克水电站，目前正在施工中。该工程对确保哈萨克斯坦地区西北部的供电和额尔齐斯洪泛区的灌溉用水，具有重要意义。在舒尔宾斯克水电站下游，正在考虑兴建塞米——帕拉蒂斯克多目标水电枢纽。这两座电站的年发电量总计可达4TWh以上。中亚和哈萨克斯坦地区的水电开发计划一经实施，可资提供的年发电总量约为40TWh，总装机容量40GW。不仅兴建传统水电站可以节省矿物燃料，兴建抽水蓄能电站又可进一步节约矿物燃料。在非峰荷期间，核电站所生产的电力可用来为抽水蓄能电站进行抽水，抽水蓄能电站则可用来确保核电站所承担的负荷趋于均匀，并取代矿物燃料电站担任峰荷。按平均计算，抽水蓄能电站每增加1GW容量，每年约可节省12×10at矿物燃料。因此，水电的开发利用，对推动全苏电力开发计划的实施，具有重要作用。全苏主要水龟站列表如下：梯级水电站—一I．帕茨河：鲍里索格列布斯基亚电站；基沃斯科斯基电站．Ⅱ．土洛河：下土洛电站；上土洛电站。Ⅲ．尼瓦河：尼瓦I级；尼瓦Ⅱ级，尼瓦Ⅱ级。Ⅳ．帕里别尔卡河：上帕里别尔卡；下帕里别尔卡。V．伏尤芝河：谢列布良斯卡亚I级；谢列布良斯卡亚I级。Ⅵ．科夫达河：卡札茨古布斯卡亚电站’洛夫斯卡亚电站，库姆斯卡亚电站。Ⅶ．克姆河：莫尔斯卡亚电站}普特金斯卡亚电站；波杜热姆斯卡亚电站，克里沃帕罗斯卡亚电站；别洛波罗斯卡亚电站；尤斯科齐斯卡亚电站。Ⅶ．威格河：别洛莫尔斯卡亚电站，威戈斯特洛夫斯卡亚电站；马特科茨南斯卡亚电站；帕拉科格斯卡亚电站，昂德斯卡亚电站。Ⅸ．苏纳河：康多波茨斯卡亚电站；帕利杰沃泽格斯卡亚电站。 x．斯绝尔河：下斯维尔电站；上斯维尔电站。

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