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水利工程论文-美国田纳西流域开发与管理现状.doc

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水利工程论文-美国田纳西流域开发与管理现状.doc

水利工程论文美国田纳西流域开发与管理现状摘要根据1996年水利部和美国田纳西流域管理局TVA签订的合作谅解备忘录,水利部第二批培训考察团,于1997年5月赴美进行了为期两周的培训考察。这次培训考察涉及TVA法、水资源管理与防洪、水电操作、TVA检修计划、水电现代化计划等内容。本文仅就田纳西流域的开发与管理现状进行介绍。关键词美国田纳西流域开发管理一、防洪和水资源管理田纳西流域位于美国东南部,是美国第五大河。流域面积10.6万km2,干流全长约1050km,落差约130m,中上游有5条主要支流,流域多年降雨量为1320mm,降雨年内分布比较均匀多年平均流量为1850m3/s,相应年径流量约为584亿m3。根据TVA法,TVA统筹兼顾社会对水的不同需求,负责田纳西流域的治理规划和开发,负责流域水资源的统一管理,包括制定水资源综合利用规划、工程建设和经营管理。对影响田纳西河流域干支流的项目有审批权,与其它机构合作管理河道,审批沿岸的任何开发活动。经过六十多年的开发建设,田纳西河流域干支流以航运、防洪为目的的水利工程已接近开发完毕,田纳西河流域已成为世界上开发管理最为完善的水系之一。到目前为止,TVA共建有.水库54座,其中有防洪库容的水库有35座,总防洪库容约为145亿m3,占流域年径流总量的25%左右。干流兴建了9座水库,总防洪库容约为72亿m3。流域内的主要防洪工程是水库和中下游零星的堤防,没有系统的堤防工程和城市防洪墙工程。水库的兴建大大减轻了流域的洪灾损失,据统计,印多年来,防洪减灾效益约40亿美元,仅1973年TVA的防洪措施就为当地减少了5亿美元的损失。目前,流域的防洪标准达到了百年一遇。TVA的水库系统不仅使本流域的11个重灾区的水灾受灾程度大大降低,而且,在下游的俄亥俄河和密西西比河处于汛期时,TVA通过和美国陆军工程兵团及俄亥俄河管理委员会合作,优化水库调度,还可以共同防止下游发生大水灾的可能。田纳西流域的洪水调度主要是水库调度,防洪调度和发电调度均由TVA决策。水库已实现联合调度,防洪是第一位的,发电调度服从防洪调度。如果州与州之间或县与县之间因防洪和发电发生冲突时,由TVA负责协调解决,但原则依然是防洪第一,往往是给受灾州县以经济补偿。TVA根据多年的资料,分析确定了田纳西流域百年一遇洪水风险区域,要求洪水风险区域内的居民和企业搬离。目前区域内的居民和企业很少,少数洪水风险区域内的房屋设施都采取了相应的安全措施。TVA从早期的让水远离民众和让民众远离水采取工程和行政措施让民众免遭水患,到近期的让民众参与水增强民众的水意识、参与治水并共享治水的成果,反映了TVA多年来治水思想、实施措施的重大转变。TVA的水文检测,水流量预报、蓄洪量调控、防洪的实际运作方案及大坝的安全措施和应急方案,其技术和思想比较先进,很值得借鉴。二、电力生产经营TVA法涉及电力方面的规定很多。电力生产经营在TVA职能中占有重要地位,特别是在TVA发展的近期,其地位和作用日趋显著。TVA法规定,航运是TVA的第一职责,实际上,成立TVA最初的宗旨正是改善田纳西流域的航运条件防洪居第二位而TVA的水坝只有在完成了上述两项职责后,才能考虑发电的需要。基于这种指导思想,1955年以前,TVA只有结合航运和防洪需要的水电站。尽管如此,当时的TVA电力系统供电面已达13万km2,涉及7个州。由于这些区域用电量增加很快,远远超过TVA水电的供电能力,TVA开始兴建一系列的大型火电厂和核电站,以弥补供电不足。在1933年TVA成立初期,只有威尔逊水电站和另外一座火电厂。经过60多年发展,目前TVA共拥有电站44座,总装机容量约为3200万kW,其中水电站30座,装机容量456.3万kW,占14%火电站11座,装机容量1740.7万kW,占55%核电站3座,装机容量591.7万kW,占18%燃油、燃气机组容量251万kW,占8%抽水蓄能装机容量153万kw,占5%。TVA的电力系统共拥有输电线路28000km,电压等级为26kv到500ky,并和其它电力系统联网运行,交换电力电量。TVA法规定了TVA出售电力的次序依次为州、县市和公司。TVA的电力用户主要是160家电力分销商和61家电力直供用户。供电人口约为800万。在冬季,TVA电网的最大负荷为2599.5万kW出现在1955年,夏季最大负荷为2549.6万kW出现在1995年。几十年来,TVA的年发电量一直呈稳步增长的势头,但近十年增幅较小,1986年年发电量为1050亿kWh,1996年发电量1600亿kWh,其中火电发电量占70%,水电发电量占16%,核电占14%。TVA有权自定电价,并以此影响相邻电力系统的售电价。TVA的售电合同中,规定了批发商的电价水平,并能够予以监督,体现了TVA电力为当地社区、民众特别是乡村用户服务的宗旨。TVA的电价在全美一直处于较低的水平,多年来为流域内居民和工商用户提供了大量的廉价电力。从发电成本分析,水电最低,约¢0.2/kwh,核电为¢0.50.6/kwh,火电为¢1.11.6/kwh,抽水蓄能为¢3.94.9/kwh,燃油燃气发电为¢5.16.I/kwh。TVA的电力系统由联邦政府所拥有,并在国会的限定条件下经营。联邦政府对TVA的电力发展有诸多限制,如制定电价不以盈利为目的,供电范围不能任意扩大,控制发行电力债券额度等。1959年以后,TVA电力建设资金,不再由联邦政府拨付,靠TVA发行电力债券解决,尽管国会通过了TVA的自筹资金法案,允许发行300亿美元的电力债券,但是也给TVA带来了限制,即TVA供电用户不得超过1957年的供电范围,即使TVA有能力供电也不允许。国会主要是迫于私人电力企业的压力,担心TVA供电区域的继续扩大会造成当地电力竞争的失衡。TVA的电力生产,经历了一个从小到大、从单一的水力发电到水电、火电、核电并举综合发展的过程。目前,TVA已成为全美最大的电力生产商。电力生产经营已成为TVA的经济支柱,1996年,TVA电力销售收入为57亿美元,占TVA年度预算的98%。TVA的电力发展今后面临着严峻的挑战,从内部讲,由于历史上电源建设决策上的失误和迫于环保方面的压力,有一座核电站停运火电容量闲置过多消除污染导致火电的成本大幅度上升电价上涨压力很大。从外部讲,目前全美经济发展趋缓,电力需求增长放慢,导致了电容量闲置全美将取消电力管制,电力市场更加开放,电力生产、销售商的竞争将会更加激烈,对TVA的电价、服务质量、目前拥有的供电市场的稳定等提出了更高的要求,对此,TVA还缺乏总体上行之有效的对策。三、TVA的生产和设备管理TVA的防洪治理、水电开发技术、电站自动化控制技术并不先进,一些水工、电气设备甚至比较落后。例如,很多电厂仍在使用三、四十年代生产的单相变压器、多油断路器,并且运行良好,而这些在我国已基本淘汰。TVA对管理工作十分重视,把科学的管理方法运用于水利工程的各个环节,是TVA取得成功的基础。TVA的电力生产调度管理水平在全美是一流的。多年来,TVA先后推行了可靠性管理、物质管理、经济成本的动态管理,特别是近年来,又实行了全面质量管理,并和美国国内其它软件公司合作开发了WUS系统,使各项工作更加科学化规范化,使各种决策更加准确,收到了较高的经济回报。例如,通过其完善的管理系统,能够实时掌握TVA电网中负荷大小和变化趋势,合理确定水电、核电和火电的比例,并能够计算出当时的发电成本,随时和周边发电网的电价做比较,科学地决定是自己发电还是外购。在设备的运行、维护、大修等方面,TVA也有一套完备的管理体系,通过对多年运行检修资料的统计分析,能够定量分析判断设备总体健康水平,为合理地安排机组检修提供科学的依据,科学的管理,大大提高了工作效率,降低了成本。美国能源研究所的一份统计报告认为,水电站的主要动力驱动部件的最长使用寿命为40年,但是TVA的平均使用寿命达到了52年。由此可见TVA的生产运行和设备管理水平是相当高的。四、TVA的水电现代化计划TVA近年提出了庞大的水电现代化计划,该计划的提出主要基于以下考虑。一是TVA领导认识到,解除电力管制后,电力企业之间的竞争,主要是技术、成本、供电可靠性、服务质量的竞争。提高电力生产、管理的技术含量,降低成本费用将使TVA处于更加有利的地位。二是电力市场需求不足,近期TVA不会有大的电力建设项目,具有内部挖潜的有利时机。三是TVA的水电站多建于三、四十年代,主要设备使用寿命均已超过预期使用寿命,急需进行技术改造。TVA水电现代化计划的前身是综合水利计划,即仅仅限于更换水轮机的转轮,

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