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1850m3s，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0.2kwh，核电为0.5-0.6kwh，火电为1.11.6kwh，抽水蓄能为3.94.9kwh，燃油(燃气)发电为5.16.Ikwh。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