圖庫魯伊水電站——Tucurui Hydroelectric Power Station，20 世紀 80年代初世界第四大水電站，巴西的第二大水電站。位於巴西西北亞馬孫地區的托坎廷斯河下游。
基本介紹
- 中文名：圖庫魯伊水壩
- 外文名：Tucurui Hydroelectric Power Station
- 成立時間：20 世紀 80年代初
- 地理位置：巴西亞馬孫地區的托坎廷斯河下游
概述,作用,樞紐布置,工程施工,環境問題,
概述
Tucurui Hydroelectric Power Station，20 世紀 80年代初世界第四大水電站，巴西的第二大水電站。位於巴西西北亞馬孫地區的托坎廷斯河下游。該河幹流長2500km，流域面積75.8萬km3,大部分屬熱帶雨林區，氣候潮濕，年降水量大於2000mm。幹流計畫分七級開發,本電站為最下游一級。因交通方便,離鐵、鋁礦近，兼有航運、防洪、灌溉等綜合效益，故首先開發。
1975年開工，1984年第一台機組發電。電站處的多年平均流量為11000m3/s，河谷開闊,河床及兩岸覆蓋層一般厚10～20m，最深達40m，且有順河大斷層通過。樞紐擋水前沿總長7810m。各建築物布置自左至右，包括:左岸土壩長2330m，最大壩高70m；二級船閘的上游級閘室寬33m，長210m，其下游接長5463m的中間航渠及下遊船閘，總水頭為67m；混凝土擋水壩及壩後發電廠房段,最大壩高77m，初期長400m，最終長1056m；混凝土重力式溢流壩段長580m，最大壩高86m，設23個泄水孔,設計總泄洪量為104400m3/s；河床段粘土心牆堆石壩，長1310m，最大壩高98m;右岸土壩長2611m,最大壩高85m。水庫長200km，總庫容458億m3,是巴西最大的水庫。共遷移15000人,淹沒2160 km3熱帶雨林區。
電站初期廠房內裝12台混流式水輪發電機組，單機出力33萬kW，另有2台2萬kW廠用機組。至1989年裝機容量400萬kW,年發電量183億kW·h。到20世紀90年代最終設計裝機容量將達800萬kW，年發電量約324億kW·h。
電站初期廠房內裝12台混流式水輪發電機組，單機出力33萬kW，另有2台2萬kW廠用機組。至1989年裝機容量400萬kW,年發電量183億kW·h。到20世紀90年代最終設計裝機容量將達800萬kW，年發電量約324億kW·h。
作用
電站以5條500kV輸電線路向巴西三大鋁廠、世界最大的卡臘恰斯鐵礦以及新興的貝倫市輸送電力，對於開發巴西的北部經濟有很大作用。
樞紐布置
工程主要建築物包括土壩、溢洪道、廠房、通航建築物等。
圖庫魯伊壩擋水前沿總長7810m，由河槽斜心牆堆土石壩、右岸土壩、左岸"Y"形土壩三部分組成。河槽土壩長1310m，最大壩高98m，壩頂高程78m，上游壩坡1∶1.6，下游壩坡水上部分為1∶1.6，水下部分1∶1.5。大壩上游面在48.5m高程以上採用堆石護坡。右岸土壩壩長2611m，最大高度85m，上游壩坡1∶2.5，下游壩坡35m高程以下為1∶2.5，35～50m、50～65m、65～78m高程之間壩坡分別為1∶2.4、1∶2.2和1∶2。上游面採用堆石護坡，厚度1m左右，下游面植草皮護坡。左岸土壩與右岸土壩相似，全長2330m，最大壩高85m，另外在距河槽土壩8km處，修建了一條長3218m的副壩。
圖庫魯伊溢洪道的規模是世界上最大的，其泄洪能力為10萬m/s。溢洪道採用開敞式，總長580m，最大壩高86m，堰頂高程52m，採用連續式鼻坎挑流消能，鼻坎高程30m，戽底高程24.682m，反弧半徑35m。溢洪道上設23孔泄洪孔，每孔裝有一扇寬20m、高21m的弧形閘門，閘門圓弧半徑為20m，支鉸高程59m，採用液壓機構啟閉。啟閉速度0.3m/min。每孔最大泄流量4250m/s。
進水口建築物長366m，高75m，包括12個混凝土壩塊，混凝土量為141萬m。進水口閘門是定輪平板閘門，寬10m，長13.8m；在上游側設止水。每個進水口有一根壓力輸水鋼管，直徑10.4m，長67.124m。
電站分兩期施工，第一期廠房長336m，最大高度34.39m，廠房內安裝有單機容量為33萬kW的機組12台。水輪機為混流式，轉輪直徑8.1m，額定轉速81.8r/min，在額定水頭60.8m時出力31.6萬kW，流量576m/s；在最大水頭67.6m時出力33.3萬kW，流量599m/s；最小水頭51.4m時出力25萬kW。發電機為傘式立軸型，額定容量350MVA，功率因數0.95，頻率60Hz，額定電壓13.8kV，額定電流15700A，轉動慣量133000tm。每台發電機配一台三相變壓器，容量350MVA，升壓至500kV。廠房內還安裝有2台2萬kW的廠用機組，總共裝機400萬kW。第二期廠房將再裝12台機組，每台33萬kW，共裝機396萬kW。
通航建築物由兩級船閘及中間運河組成，第一級船閘位於壩址處，中間經過6km長，140m寬的運河，到達第二級船閘，然後通向托坎廷斯河。船閘總水頭71m，每級提升高度35.5m，閘室寬33m，長220m，可通過4000t的船隻，一次過閘最大貨運量32000t，年通過能力為2.2億t。
工程施工
圖庫魯伊的施工導流分三期進行：第一期圍堰從左岸進占，將主河槽左半部圍護起來並修築導流建築物，留下主河槽右半部和右河槽進行導流；第二期，圍堰向右延伸向小島連線，僅留下右河槽導流，在基坑施工的同時，右岸岸上部分的土壩也同時進行施工；最後第三期將右河槽堵住，一期圍堰炸開，河水由溢洪道下的導流底孔通過。設導流底孔40孔，每孔斷面寬6.5m，高13m，每孔最大流量為1400m/s。
各期圍堰均為土石圍堰，其斷面基本相似。第三期上游圍堰的堰頂高程為37m，頂寬18m，最大高度47m，上游面水上部分邊坡1∶2.1，水下部分1∶2.5，下游面均為1∶1.3。堰體中心區域的材料為粘土質的砂礫土，上游壩殼為粘土，下游壩殼為粒徑較大的堆石，上游面土體與中心區域之間有一砂料反濾層。施工時堆石體每層堆厚1m左右，採用CA35光輪振動碾碾壓4遍，或用CA25碾碾壓6遍；反濾層每層堆厚0.4m，採用CA25D或CA25PD羊足碾碾壓，中心區域堆厚一般0.4m，採用CA25D碾碾壓4遍。
三期導流時，為了保護溢洪道左岸的進水口、廠房、尾水渠及土壩的施工，在上游面溢洪道與進水口之間及下游面消力池和尾水渠之間設定臨時鋼板樁圍堰"C"與"B"。圍堰"C"位於高程15m的混凝土基礎上，高22m，堰頂高程37m，由5個直徑24m的主樁及4個連線段組成，共有907塊平柱板及18塊90°的連線柱板，鋼板總重約1520t。圍堰"B"位於高程一2m的混凝土基礎上，高24m，堰頂高程22m，由3個直徑24m主樁及3個連線段組成，共有534塊平柱板及10塊90°的連線柱板，鋼板總重約970t，圍堰"C"每樁體積9950m，連線段每個1600m，圍堰"B"每樁體積10850m，連線段每個1800m。導流工程於1976年開始，1981年7月截流。第三期圍堰合龍工程的進展如下：1981年7月1日，第一期上游圍堰開始拆除，缺口為20m，在此之前，一期下游圍堰已先開口90m，此後，5、10、15、25日及30日上游圍堰的開口寬度分別為40、107、248、388、403m，下游圍堰分別為203、309、318、337、418、466m。位於寬375m的右河槽的第三期上游圍堰於7月2日開始向前推進，5、10、15、20、25日(龍口)河槽寬度逐漸減小為350、330、310、230、120m，7月27日縮小為28m，29日全部合龍。截流中最大落差為3m，最大流速6.7m/s，截流時流量根據7月24日每隔4h所測的6次讀數的平均值為4605m/s。
土石方施工中使用了4台Hol Land Loader大型聯合裝載機，32台PW772型底卸車、鏟運機等施工機械。從拌和樓到塔機之間的運輸採用3m和6m的開敞式翻斗運輸車。混凝土入倉主要採用7台TN1120型和4台TN710塔式起重機，混凝土和土石方的最高月、日強度為：混凝土22.37萬m/月，1.1萬m/d；石方填築89.67萬m/月，5.78萬m/d；土方填築157.3萬m/月，7.16萬m/d；石方開挖55萬m/月，2.8萬m/d。
整個工程的工程量為：土方填築4530萬m，石方填築1900萬m，土方開挖3480萬m，石方開挖2120萬m，混凝土澆築量560萬m。施工期高峰人數為21408人(1981年5月)。
砂石系統可分為天然砂和礫石系統以及人工破碎骨料系統。前者生產土石壩反濾層的天然砂，後者生產混凝土的粗骨料。人工砂不用於混凝土，僅供土石壩的反濾層用。
天然砂和礫石系統生產能力為860t/h，其中混凝土用的砂子430t/h，土石壩用的砂子344t/h，礫石86t/h。系統分采砂、篩分和水力分級3道工序。
人工破碎系統按3條獨立的生產線布置，其中2條線的半成品生產能力各為900t/h，另一條為760t/h，成品的總生產能力為1676t/h。
拌和樓共設4座，設有風冷設施，樓最頂層設有篩子，對骨料進行最後分級，4座拌和樓總共生產混凝土4131492m，平均每小時109.84m。
環境問題
首先，水庫淹沒2000多km的熱帶雨林，被淹沒的大量植物在水中腐爛，將使水質受到嚴重損害，減少了水中有效氧含量，影響水生生物。
浮出水面的朽木和水中的營養物質可使水草繁殖，從而妨礙航運；旅遊和損壞電站的水力機械。
如能有選擇地砍伐淹沒區的樹木，上述影響就可減至最小或甚至於完全避免，並還可獲得相當可觀的經濟效益，因為被淹沒的林木中有達2000萬m優質而有商業價值的木材。為此，圖庫魯伊計畫砍伐67000hm的林地。但由於砍伐工程交給了一個對砍伐作業經驗欠缺的公司執行，花了4年時間，只砍伐31000hm。到1984年9月6日，圖庫魯伊水庫關閘蓄水，許多樹木仍然留在庫區。
另一方面，水庫為水草創造了理想環境。水庫水草繁殖將使水庫失去部分有效庫容，阻礙水流及增加水的蒸發損失。水草的分解會形成惡臭水域，並由於減弱了氧與光的擴散，將使漁業減產，而最嚴重的後果還在於為釘螺、蚊子等傳病媒介提供了繁殖場所。
水庫蓄水後，陸生動物區系將失去其部分棲息地，被迫遷移他處，被迫遷棲的動物在異地因缺少給養或不適宜環境而大部分死亡。當然，水庫形成後，可以增加水生動物和水庫鳥類的數量。
魚類種群及其品種將因動水變死水而大受影響，此外，圖庫魯伊壩將阻礙魚類洄游，影響下游500km河上的捕魚業。
第三是社會影響。儘管建壩可以改善庫外人民的生活，但對水庫區居民可能產生許多不利的影響。另外，還將淹沒一段40km長橫貫巴拉卡南保護區的公路。
