２０１３年６月 水利水电快报 ＥＷＲＨＩ 第３４卷第６期 一划～～规一一与～一略～～战一 文章编号：１００６－００８１（２０１３）０６－０００５－０３ 瑞士水电开发现状与发展前景（下） ［俄罗斯］ Ｂ．Ａ．别赫金等 摘要：目前，瑞士建有大量水利水电工程，且工程施工技术先进，就单位面积上所建的大坝数量而言， 瑞士居世界第一。该国技术可开发的水电资源蕴藏量为４１ ０００ ＧＷ・ｈ／ａ，其中的８６．６％已经得到了开发 利用，因此，国家不再有新的大型水电工程开工建设方面的规划。着重对瑞士水资源蕴藏量状况、水电开 发沿革及其开发现状，以及该国水电行业的发展趋势等作了概述。 关键词：水电资源开发规划；水资源量；发展趋势；瑞士 中图法分类号：ＴＶ２１２ 文献标志码：Ａ 大坝监测、移民规划等安全方面的要求进行表述，并 ３安全监测系统 瑞士的大坝安全监测系统具有较高的可靠监测 性能，这得益于国家在监控组织中的主导作用。大 坝安全监测系统很早就已开发出来，同时，大坝稳定 对大坝设计和施工的技术水平等方面均有明确规范 要求，以确保大坝的安全。 安全法中明确指出，由瑞士联邦能源局（ＳＦＯＥ） 对现行大坝安全法的执行情况负责全面监督和监 管，并负责直接监控和监管国内已建的所有２２２座 大型坝的安全。小型坝的安全由各州政府直接监 管，但同样受联邦能源局的监控。 而安全运行方面的立法也在不断地得到完善。水工 建筑物监测系统的监测数据也更加精确、可靠。 在第二次世界大战期间，德国的３座大坝遭到 英国皇家空军轰炸之后仅４个月，瑞士第一次对大 坝的安全进行了立法。１９４３年ｌ０月７日签署的有 ２００２年，在大坝安全法的基本条款中增加了使 用指南部分，内容涉及特殊标准的大坝安全、大坝结 关壅水建筑物安全法条例中，要求政府制定主动和 被动的保护措施，防止可能发生的军事威胁。第二 次世界大战结束后，大坝安全法得以颁布实施，同时 还被列入１８７７年即已存在、至今仍有效的基本水法 中。１９５７年和１９９８年，对这部安全性方面的法律 进行了修订。１９９８年修订以后的大坝安全法明确 规定，由联邦政府对现有的和未来修建的壅水建筑 物提供一切必要的措施，最大限度地保护建筑物的 安全并防止遭受破坏。安全法明文规定，任何有可 能存在危险的大坝，都将受到联邦法律的制约。这 些大坝包括水头１０ ｍ或５ ｍ以上，水库库容超过５ 构安全、地震和洪水灾害条件下的大坝安全，以及对 大坝的监控和管理。指南由联邦专家和各个州的专 家与瑞士大坝委员会的代表共同研制。 ２０１０年，瑞士联邦议会批准了于２０１２年开始 实行的新的壅水建筑物立法法案。 通行于瑞士的大坝安全理念，是基于这样一种 认识：即所有风险可控的大坝为安全的大坝。要提 高大坝的安全度，则大坝的设计和施工必须能够保 证大坝在不同荷载和所有运行条件下都是安全的。 因此，再小的风险也应该进入大坝监测系统的监测 范围，以便能够在早期发现大坝在最意想不到的情 况下发生的损坏。然而，实际上，并不是所有的风险 万ｍ 的大坝。坝高较低，但仍有危险的坝，也同样 受到该法律制约。 都能够避免，所以，还必须具有应急预案。预案中， 大坝监测起到的重要作用之一是，能够更早地防范 大坝安全法中，有单独的章节专门对大坝结构、 收稿日期：２０１３－０２－２３ ・５－ ２０１３年６月 水利水电快报 ＥＷＲＨＩ 第３４卷第６期 任何可能的不受监控地排空水库。 瑞士的大坝安全理念基于３个组成部分（见图 ３）：结构安全、大坝监测及其管理、应急预案。应强 调的是，对于涉及安全的各个方面，都应给予极为负 责任地关注。例如，在大坝监测及其管理方面，分４ 个步骤对大坝状态进行检测，在操作上，和瑞士联邦 进的碾压混凝土浇筑工艺。 （２）越南的山萝（ＩＩＩｏａａａ）坝，坝高为１３８ ｍ，｝昆 凝土浇筑方量为２８０万ｒｎ ，装机容量为２ ４００ ＭＷ。 大坝于２００８年１月开工，历时３２个月的施工，月平 均混凝土浇筑强度为８．７５万ｍ 。在混凝土配合比 中，除惰性物质外，含硅酸盐水泥占比为６０ ｋｇ／ｍ ，粉 能源局的监控内容一致。 风险最小化＋一人员风险 煤灰占比为１６０ ｋｇ／ｍ 。整个混凝土浇筑工艺环节均 是专门为该坝研发的。 ２０１０年３月，由贝利公司参与建设的老挝南俄 （ＨａＭ ＨｒｙＭ）水利枢纽二期工程的堆石坝工程竣工。 残余风险指南＋一社会风险 图３瑞士的大坝安全理念 （１）第１步。大坝运行人员定期开展全面细致 的检查，并对泄水建筑物闸门进行年度检修。 （２）第２步。由专家对监测结果作出初评，并 准备大坝安全年度报告。 （３）第３步。对所有坝高超过４０ ｍ或超过１０ ｍ，但库容超过１００万ｍ 的大坝，必须每５ ａ发布一 次安全报告。 （４）第４步。应当属于瑞士联邦能源办公室本 身应履行的职责，即由其专家组确认所有大坝安全 条例的执行情况；如果有必要，将作进一步的考察； 评估已完成的大坝安全年度报告和５ ａ报告；如有 必要，必须进行补充检查。 为了水电站建设事业的持续发展，瑞士在２０世 纪２０年代开始组建一些专业公司。也就是从那时 起，就已经有了专业的设计和施工机构，也有了液压 机械、水力设备和检测装置等生产企业。 瑞士的一些公司或企业因具有丰富的专业经 验，不仅在瑞士国内，而且在国外也广为人知。在当 前其国内新建项目机会十分有限的情况下，这些公 司便在国外积极发展，从事着最具现代化技术的建 筑工程建设，包括碾压混凝土大坝、钢筋混凝土面板 坝的建设等。 ２０１０年，瑞士工程师在东南亚参与建设的两座 碾压混凝土高重力坝工程竣工。 （１）缅甸的耶育瓦坝，高为１３７ ｍ，混凝土浇筑 方量为２４５万ｍ ，装机容量为７９０ ＭＷ。大坝建设 历时２３个月，月均混凝土浇筑强度为１０．６５万ｍ 。 在该坝采用的混凝土配合比中，作为胶凝物使用的 硅酸盐水泥占比为７５ ｋｇ／ｍ ，天然火山灰占比为 １４５ ｋｇ／ｉｎ 。施工过程中，采用了为此专门研发的先 ・６・ 该坝高为１８２ ｍ，坝顶长为５００ ｍ，混凝土方量为９７０ 万ｍ。。施工完成后，在大坝中预埋的检测仪器即开 始监测运行。除了南俄水利枢纽二期工程以外，贝利 公司还参加了其他国家的许多工程建设：比如德国的 莱恩费尔登，土耳其的埃尔梅内克，智利的拉亚，奥 地利的林贝尔特二期工程等。目前，该公司正在参加 拉脱维亚的普利亚文斯卡亚、克丘姆斯卡亚和里热斯 卡亚水电站的维修施工。 ＢＡ，ｒｌＯ公司成立于１９１７年，是沥青混凝土领域 最为著名的公司之一，在水电站和抽水蓄能电站的 大坝斜墙和心墙施工方面具有丰富的经验。公司的 专业人员能提供全套的工程服务，包括原材料和沥 青混凝土混合物的性能研究、斜墙和心墙的结构设 计、混凝土制备及其浇筑与密实工艺的研制，以及沥 青混凝土浇筑后的质量控制。公司还能自行设计和 制造几乎所有必需的施工机械和设备，包括在边坡 坡面和垂直心墙铺设沥青｝昆凝土的专用浇筑设备。 仅近几年，参与了奥地利、德国、意大利、捷克等国的 水电站和抽水蓄能电站的大坝斜墙施工。此外，还 承接并完成了西班牙阿尔加（Ａａｒａｐ）大坝的沥青混 凝土心墙工程施工。 可以说，在全球范围内，瑞士专家在拱坝设计和 施工方面是极具经验的，他们把自己丰富的经验应 用在了国外工程建设上。目前，他们正在参与设计 世界最高的双曲拱坝，即伊朗即将兴建的巴赫提阿 里大坝。该坝坝高为３１５ ｍ，混凝土方量为３８０万 ｍ ，装机容量为１ ５００ ＭＷ。 该公司正在建设的另一个拱坝项目，是土耳其 的代里内尔坝。坝高为２５３ ｍ，混凝土方量为３４０ 万ｍ ，水电站装机容量为６７０ ＭＷ。同时，承建的另 一座拱坝工程已接近完工，是伊朗高为２３０ ｍ的卡 伦大坝四期工程。 在格鲁吉亚，瑞士工程师已着手对英古里水电站 拱坝的状态进行研究并准备开始维修施工。英古里 ［俄罗斯］ Ｂ．Ａ．别赫金等瑞士水电开发现状与发展前景（下） 水电站拱坝高为２７２ ｉｎ，于１９７８年投入运行。瑞士专 家经检查发现，大坝出现了一些损坏，必须实施维修 施工。主要问题是：有效的检测仪器数量不足，排水 综上所述，瑞士水电行业面临的另一个严重挑 战，是目前正在发生的气候变暖问题。它所造成的 系统的流量过大，意味着存在内部遭受侵蚀的风险。 因此，必须进行大坝帷幕灌浆，以提高其性能。 长期影响是径流量减少，发电量降低。为了对未来 的水文地质条件做出预测，在过去１０ ａ里，在阿尔 卑斯山冰川区，特别是在阿莱奇科尔巴克谢尔 （Ａｌｅｔｓｃｈ Ｃｏｒｂａｃｓｉｅｒｅ）冰川地带开展了大量的考察， 并在格比德姆大坝泄洪区进行了大量的研究工作。 格比德姆大坝水库建于１９６７年，位于阿莱奇冰川带 的马萨河上。１９９９年，流域面积为１９８ ｋｍ ，其中 １１９ ｋｍ。（６０％）为该组冰川（大、中、小）。根据实际 ４面临的挑战 尽管瑞士水电行业在世界工程建设中树立了良 好的形象，但其能源专家们仍然不得不面对一些现 实问题和挑战。除了缺乏新的大型水电工程建设这 个主要问题外，还有水库淤积和气候变暖等问题。 气候变暖使阿尔卑斯山脉冰川融化，这将导致今后 可供发电的水量会减少。 对于许多国家来说，水库淤积是给水电站的安 全运行造成极其严重的障碍之一。虽然瑞士山区的 库容损耗远远低于其他国家，但令人担忧的是气候 变化的影响，这有可能会导致淤积进一步扩大。在 这方面，该国已开展了大量的研究，所制定的方案能 大大降低水库的淤积风险。同时，专家们在专题研 究中所制定的措施，也能很好地降低这些风险。 制定的措施大多集中在泵清淤的治理模式上： 将河道从其上游至坝轴线分为相应的３个区域。 （１）第１区域为水库前面顺河流向的泄洪区。 对该区域制定的保护措施是：①夯实两岸土壤；②修 建细土颗粒沉淀池；③加固溪流和河道的岸坡；④修 建泄水建筑物。 （２）第２区域为库区。采取的措施是：①泵疏 浚、冲刷并清除泥沙；②在水下土堤和斜墙中使用土 工布。 （３）第３区域，直接与大坝相连。采取的措施 是：①用泵搅起泥沙，然后进行冲刷并将其排放到下 游；②既要加高大坝本身的高度，也要加高进水口和 排水口的高度。 专家们不仅对水库淤积的成因与过程进行了研 究，并提出相应的治理措施，而且还将研制出的一系 列保护措施应用于水库实践，包括格里姆泽利、利比 诺和卢佐内等水利枢纽工程。 格里姆泽利水库有２座水下堤坝。一座坝高为 １５ ｉｎ，长为１５０ ｉｎ；另一座坝高为１０ ＩＴＩ，长为２１０ ｒｎ。 在堤坝的保护下，正如所预期的，坝前水库淤积会延 迟５０ ａ。同样取得良好效果的工程还有利比诺和卢 佐内水利枢纽。在这些水库中，除修筑水下堤坝外， 还采用了修建土工布斜墙的方法，这些都取得了较 好的效果。 观测数据和数学模型数据编制的预报表明，冰川的 面积和体积在２１世纪末将小于７０％～９０％，融冰 水量也将减少１／３。 有关冰川融化情况的分析表明，在短时期内，冰 Ｊｔｉｅｄ速融化可以使水量得到一些补充。但是，从长远 来看，将导致径流大幅度减少，最终使发电总量降低。 在瑞士，还有些专家认为，将来可以在消融的冰 川地区建一些高山水库，以此提高现有水电站的发电 能力。这样的工程也有，比如，莫瓦桑水利枢纽，其装 机容量可增加５５０ ＭＷ，并通过增压和提高峰值发电 量来获得经济效益。但是，无论在任何情况下，只要 冰川在消融，水库的水量就将不断减少，这是确定无 疑的最终结果。根据预测，至２０３５年，瑞士的发电量 将减少１０％。 ５ 结语 总的来说，瑞士的水电行业发展顺利。在提供 大约６０％电力的同时，还为许多国家进行专业设 计、高效率的施工；以极为负责任的态度对待环境问 题以及水工建筑物的运行安全。 在国家水电潜能利用率高达８７％，并且后期缺 乏新的大型水利工程建设的环境下，水利工程建设 者们专注于瑞士现有的水工建筑物的维护和技术改 造，包括大坝加高和结构加固。与此同时，该国水电 行业的一些公司还积极参加各国新的水电站建设和 已建水电站的维修与改造工程的设计及施工。 全球气候变暖，阿尔卑斯山脉冰川融化，引起了 人们对水电工程的关注，因为这有可能使未来水电 站的发电量受其影响而减少。在瑞士社会对核电站 所持消极态度的情况下，一旦水电站的发电量减少， 势必将对国家的电力供应造成一定困难。 芮淮丰译自俄刊《水工建设｝２０１２年第４期 赵秋云校 ・７・