图库鲁伊水电站

基本介绍

20 世纪80年代初世界第四大水电站，巴西的第二大水电站。位于巴西北部的亚马孙地区、托坎廷斯(Tocantins)河下游，距港口贝伦(Belem)市320km。一期装机424.5万kW，年发电量228亿kW·h；二期扩建412.5万kW，共达837万kW，年发电量324亿kW·h，是巴西第二大水电站。电站为开发当地丰富的铁矿和铝矾土等资源供电，是巴西经济重心向北转移的一项重大工程。

托坎廷斯河长2500km，与亚马孙河干流在同一地区注入大西洋。流域处于赤道附近的热带雨林区，平均年降水量1500mm～2000mm。

地理环境

图库鲁伊水电站坝址以上集水面积为75.8万平方公里，多年平均年径流量3470亿立方米，多年平均流量11000立方米/秒，实测最大流量68400立方米/秒。设计洪水流量100000立方米/秒。水库正常蓄水位72m，总库容458亿立方米。死水位58m，调节库容254亿立方米，库容系数0.07，可进行季调节。水库面积2430平方公里，回水200km，库区内有大面积森林，仅有居民1.8万人。共迁移15000人,淹没2160 平方公里热带雨林区。

坝址处河槽表面覆盖一层冲积土，下面是图库鲁伊地层的灰玄土变质沉积岩和变质岩，右岸覆盖有厚40m左右的冲积土，右坝尖覆盖砂岩、粘土岩和砾岩，其下为千枚岩，中间夹有一层石英岩。左岸表面覆盖一层5m厚的粘土，下面是灰玄土变质沉积岩和变质玄武岩。

荣誉及其他

电站枢纽

工程主要建筑物包括土坝、溢洪道、厂房、通航建筑物等。

图库鲁伊坝挡水前沿总长7810m，由河槽斜心墙堆土石坝、右岸土坝、左岸"Y"形土坝三部分组成。河槽土坝长1310m，最大坝高98m，坝顶高程78m，上游坝坡1∶1.6，下游坝坡水上部分为1∶1.6，水下部分1∶1.5。大坝上游面在48.5m高程以上采用堆石护坡。右岸土坝坝长2611m，最大高度85m，上游坝坡1∶2.5，下游坝坡35m高程以下为1∶2.5，35～50m、50～65m、65～78m高程之间坝坡分别为1∶2.4、1∶2.2和1∶2。上游面采用堆石护坡，厚度1m左右，下游面植草皮护坡。左岸土坝与右岸土坝相似，全长2330m，最大坝高85m，另外在距河槽土坝8km处，修建了一条长3218m的副坝。

图库鲁伊溢洪道的规模是世界上最大的，其泄洪能力为10万立方米/秒。溢洪道采用开敞式，总长580m，最大坝高86m，堰顶高程52m，采用连续式鼻坎挑流消能，鼻坎高程30m，戽底高程24.682m，反弧半径35m。溢洪道上设23孔泄洪孔，每孔装有一扇宽20m、高21m的弧形闸门，闸门圆弧半径为20m，支铰高程59m，采用液压机构启闭。启闭速度0.3m/min。每孔最大泄流量4250立方米/秒。

进水口建筑物长366m，高75m，包括12个混凝土坝块，混凝土量为141万立方米。进水口闸门是定轮平板闸门，宽10m，长13.8m；在上游侧设止水。每个进水口有一根压力输水钢管，直径10.4m，长67.124m。

电站分两期施工，第一期厂房长336m，最大高度34.39m，厂房内安装有单机容量为33万kW的机组12台。水轮机为混流式，转轮直径8.1m，额定转速81.8r/min，在额定水头60.8m时出力31.6万kW，流量576立方米/秒；在最大水头67.6m时出力33.3万kW，流量599立方米/秒；最小水头51.4m时出力25万kW。发电机为伞式立轴型，额定容量350MVA，功率因数0.95，频率60Hz，额定电压13.8kV，额定电流15700A，转动惯量133000tm。每台发电机配一台三相变压器，容量350MVA，升压至500kV。厂房内还安装有2台2万kW的厂用机组，总共装机400万kW。第二期厂房将再装12台机组，每台33万kW，共装机396万kW。

通航建筑物由两级船闸及中间运河组成，第一级船闸位于坝址处，中间经过6km长，140m宽的运河，到达第二级船闸，然后通向托坎廷斯河。船闸总水头71m，每级提升高度35.5m，闸室宽33m，长220m，可通过4000t的船只，一次过闸最大货运量32000t，年通过能力为2.2亿t。

电站建设

电站一期工程量：土石方开挖2740万立方米，土石方填筑7600万立方米，混凝土浇筑600万立方米。一期工程于1974年开始施工准备，1975年11月主体工程开工，1984年第1台机组发电，1989年一期工程完建，总工期14年。二期扩建工程于1999年开工，土石方开挖860万立方米，混凝土浇筑140万立方米，首台机组将于2002年投入运行。

电站以5条500kV输电线路向巴西三大铝厂、世界最大的卡腊恰斯铁矿以及新兴的贝伦市输送电力，对于开发巴西的北部经济有很大作用

图库鲁伊的施工导流分三期进行：第一期围堰从左岸进占，将主河槽左半部围护起来并修筑导流建筑物，留下主河槽右半部和右河槽进行导流；第二期，围堰向右延伸向小岛连接，仅留下右河槽导流，在基坑施工的同时，右岸岸上部分的土坝也同时进行施工；最后第三期将右河槽堵住，一期围堰炸开，河水由溢洪道下的导流底孔通过。设导流底孔40孔，每孔断面宽6.5m，高13m，每孔最大流量为1400立方米/秒。

各期围堰均为土石围堰，其断面基本相似。第三期上游围堰的堰顶高程为37m，顶宽18m，最大高度47m，上游面水上部分边坡1∶2.1，水下部分1∶2.5，下游面均为1∶1.3。堰体中心区域的材料为粘土质的砂砾土，上游坝壳为粘土，下游坝壳为粒径较大的堆石，上游面土体与中心区域之间有一砂料反滤层。施工时堆石体每层堆厚1m左右，采用CA35光轮振动碾碾压4遍，或用CA25碾碾压6遍；反滤层每层堆厚0.4m，采用CA25D或CA25PD羊足碾碾压，中心区域堆厚一般0.4m，采用CA25D碾碾压4遍。

三期导流时，为了保护溢洪道左岸的进水口、厂房、尾水渠及土坝的施工，在上游面溢洪道与进水口之间及下游面消力池和尾水渠之间设置临时钢板桩围堰"C"与"B"。围堰"C"位于高程15m的混凝土基础上，高22m，堰顶高程37m，由5个直径24m的主桩及4个连接段组成，共有907块平柱板及18块90°的连接柱板，钢板总重约1520t。围堰"B"位于高程一2m的混凝土基础上，高24m，堰顶高程22m，由3个直径24m主桩及3个连接段组成，共有534块平柱板及10块90°的连接柱板，钢板总重约970t，围堰"C"每桩体积9950立方米，连接段每个1600m，围堰"B"每桩体积10850立方米，连接段每个1800m。导流工程于1976年开始，1981年7月截流。第三期围堰合龙工程的进展如下：1981年7月1日，第一期上游围堰开始拆除，缺口为20m，在此之前，一期下游围堰已先开口90m，此后，5、10、15、25日及30日上游围堰的开口宽度分别为40、107、248、388、403m，下游围堰分别为203、309、318、337、418、466m。位于宽375m的右河槽的第三期上游围堰于7月2日开始向前推进，5、10、15、20、25日(龙口)河槽宽度逐渐减小为350、330、310、230、120m，7月27日缩小为28m，29日全部合龙。截流中最大落差为3m，最大流速6.7m/s，截流时流量根据7月24日每隔4h所测的6次读数的平均值为4605立方米/秒。

土石方施工中使用了4台Hol Land Loader大型联合装载机，32台PW772型底卸车、铲运机等施工机械。从拌和楼到塔机之间的运输采用3立方米和6立方米的开敞式翻斗运输车。混凝土入仓主要采用7台TN1120型和4台TN710塔式起重机，混凝土和土石方的最高月、日强度为：混凝土22.37万立方米/月，1.1万立方米/d；石方填筑89.67万立方米/月，5.78万立方米/d；土方填筑157.3万立方米/月，7.16万立方米/d；石方开挖55万立方米/月，2.8万立方米/d。

整个工程的工程量为：土方填筑4530万立方米，石方填筑1900万立方米，土方开挖3480万立方米，石方开挖2120万立方米，混凝土浇筑量560万立方米。施工期高峰人数为21408人(1981年5月)。

砂石系统可分为天然砂和砾石系统以及人工破碎骨料系统。前者生产土石坝反滤层的天然砂，后者生产混凝土的粗骨料。人工砂不用于混凝土，仅供土石坝的反滤层用。

天然砂和砾石系统生产能力为860t/h，其中混凝土用的砂子430t/h，土石坝用的砂子344t/h，砾石86t/h。系统分采砂、筛分和水力分级3道工序。

人工破碎系统按3条独立的生产线布置，其中2条线的半成品生产能力各为900t/h，另一条为760t/h，成品的总生产能力为1676t/h。

拌和楼共设4座，设有风冷设施，楼最顶层设有筛子，对骨料进行最后分级，4座拌和楼总共生产混凝土4131492立方米，平均每小时109.84立方米。

环境问题

图库鲁伊水库面积2430平方公里，是目前世界上建在热带雨林地区的最大水库，其对环境的影响应认真研究。

首先，水库淹没2000多平方公里的热带雨林，被淹没的大量植物在水中腐烂，将使水质受到严重损害，减少了水中有效氧含量，影响水生生物。

浮出水面的朽木和水中的营养物质可使水草繁殖，从而妨碍航运；旅游和损坏电站的水力机械。

如能有选择地砍伐淹没区的树木，上述影响就可减至最小或甚至于完全避免，并还可获得相当可观的经济效益，因为被淹没的林木中有达2000万立方米优质而有商业价值的木材。为此，图库鲁伊计划砍伐67000公顷的林地。但由于砍伐工程交给了一个对砍伐作业经验欠缺的公司执行，花了4年时间，只砍伐31000公顷。到1984年9月6日，图库鲁伊水库关闸蓄水，许多树木仍然留在库区。

另一方面，水库为水草创造了理想环境。水库水草繁殖将使水库失去部分有效库容，阻碍水流及增加水的蒸发损失。水草的分解会形成恶臭水域，并由于减弱了氧与光的扩散，将使渔业减产，而最严重的后果还在于为钉螺、蚊子等传病媒介提供了繁殖场所。

水库蓄水后，陆生动物区系将失去其部分栖息地，被迫迁移他处，被迫迁栖的动物在异地因缺少给养或不适宜环境而大部分死亡。当然，水库形成后，可以增加水生动物和水库鸟类的数量。

鱼类种群及其品种将因动水变死水而大受影响，此外，图库鲁伊坝将阻碍鱼类洄游，影响下游500km河上的捕鱼业。

第三是社会影响。尽管建坝可以改善库外人民的生活，但对水库区居民可能产生许多不利的影响。另外，还将淹没一段40km长横贯巴拉卡南保护区的公路。