圖庫魯伊水電站位於巴西北部托坎廷斯河上，距貝倫市320km。大壩為土壩，最大壩高98m。水庫總庫容458億立方米。電站總裝機容量796萬kW，第一期裝機400萬kW。工程以發電為主，兼有航運、漁業、灌溉等多種綜合效益。工程於1974年開始施工準備，1975年 11月主體工程開工，1984年第一台機組發電，1988年底完成裝機424萬kW，待上游建庫提高徑流調節能力和巴西北部用電量需求增長後，再擴大容量至837萬kW。
基本介紹
- 中文名：圖庫魯伊水電站
- 外文名：Tucurui hydroelectric power station
- 水庫總庫容：458億立方米
- 總裝機容量：796萬kW
- 地理位置：位於巴西北部托坎廷斯河上
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圖庫魯伊水電站
20 世紀80年代初世界第四大水電站，巴西的第二大水電站。位於巴西北部的亞馬孫地區、托坎廷斯(Tocantins)河下游，距港口貝倫(Belem)市320km。一期裝機424.5萬kW，年發電量228億kW·h；二期擴建412.5萬kW，共達837萬kW，年發電量324億kW·h，是巴西第二大水電站。電站為開發當地豐富的鐵礦和鋁礬土等資源供電，是巴西經濟重心向北轉移的一項重大工程。
托坎廷斯河長2500km，與亞馬孫河幹流在同一地區注入大西洋。流域處於赤道附近的熱帶雨林區，平均年降水量1500mm～2000mm。
水文地理
圖庫魯伊水電站壩址以上集水面積為75.8萬平方公里，多年平均年徑流量3470億立方米，多年平均流量11000立方米/秒，實測最大流量68400立方米/秒。設計洪水流量100000立方米/秒。水庫正常蓄水位72m，總庫容458億立方米。死水位58m，調節庫容254億立方米，庫容係數0.07，可進行季調節。水庫面積2430平方公里，回水200km，庫區內有大面積森林，僅有居民1.8萬人。共遷移15000人,淹沒2160 平方公里熱帶雨林區。
壩址處河槽表面覆蓋一層沖積土，下面是圖庫魯伊地層的灰玄土變質沉積岩和變質岩，右岸覆蓋有厚40m左右的沖積土，右壩尖覆蓋砂岩、粘土岩和礫岩，其下為千枚岩，中間夾有一層石英岩。左岸表面覆蓋一層5m厚的粘土，下面是灰玄土變質沉積岩和變質玄武岩。
電站樞紐
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10萬立方米/秒。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4250立方米/秒。
進水口建築物長366m，高75m，包括12個混凝土壩塊，混凝土量為141萬立方米。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576立方米/秒；在最大水頭67.6m時出力33.3萬kW，流量599立方米/秒；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。
電站建設
電站一期工程量：土石方開挖2740萬立方米，土石方填築7600萬立方米，混凝土澆築600萬立方米。一期工程於1974年開始施工準備，1975年11月主體工程開工，1984年第1台機組發電，1989年一期工程完建，總工期14年。二期擴建工程於1999年開工，土石方開挖860萬立方米，混凝土澆築140萬立方米，首台機組將於2002年投入運行。
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
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1400立方米/秒。
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9950立方米，連線段每個1600m，圍堰"B"每樁體積10850立方米，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4605立方米/秒。
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3立方米和6立方米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22.37萬立方米/月，1.1萬立方米/d；石方填築89.67萬立方米/月，5.78萬立方米/d；土方填築157.3萬立方米/月，7.16萬立方米/d；石方開挖55萬立方米/月，2.8萬立方米/d。
整個工程的工程量為：土方填築4530萬立方米，石方填築1900萬立方米，土方開挖3480萬立方米，石方開挖2120萬立方米，混凝土澆築量560萬立方米。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4131492立方米，平均每小時109.84立方米。
環境問題
圖庫魯伊水庫面積2430平方公里，是目前世界上建在熱帶雨林地區的最大水庫，其對環境的影回響認真研究。
首先，水庫淹沒2000多平方公里的熱帶雨林，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2000萬立方米優質而有商業價值的木材。為此，圖庫魯伊計畫砍伐67000公頃的林地。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31000公頃。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。
