伊泰普水電站(Itaipu Binacional, Itaipu Dam),位于巴拉那河流(世界第五大河,年徑流量7250億立方米)經(jīng)巴西與巴拉圭兩國邊境的河段。是目前世界第二大水電站,由巴西與巴拉圭共建,發(fā)電機(jī)組和發(fā)電量由兩國均分。目前共有20臺發(fā)電機(jī)組(每臺70萬千瓦),總裝機(jī)容量1400萬千瓦,年發(fā)電量900億度,其中2008年發(fā)電948.6億度。是當(dāng)今世界裝機(jī)容量第二大,發(fā)電量第二大水電站,僅次于我國三峽電站。
巴拉那河全長5290公里,總流域面積280萬平方公里,平均年徑流量7250億立方米。伊泰普壩址以上的流域面積82萬平方公里,平均年徑流量2860億立方米,分別占全流域的28%和39%。伊泰普以上流域均在巴西境內(nèi),水量充沛、落差也較大。伊泰普水庫總庫容 290億立方米,有效庫容190億立方米,相當(dāng)于年徑流量的6.6%。在上游還建成23座水庫,與伊泰普水庫合計總庫容2169億立方米,其中有效庫容1265億立方米,相當(dāng)于年徑流量的44%,所以調(diào)節(jié)性能很好。1973年巴西、巴拉圭兩國政府簽訂協(xié)議,共同開發(fā)界河長200km一段水力資源,歷時16年,耗資170多億美元,1991年5月建成舉世界矚目的伊泰普水電站,壩址控制流域面積82萬平方公里,大壩全長7744米,196米,攔腰截斷巴拉那河,形成面積1350平方千米、庫容290億立方米的人工湖。多年平均流量8500立方米 /s。壩址處常水位時河寬約400m,枯水河槽寬250m,基巖主要為堅硬完整玄武巖。電站總庫容290億立方米,有效庫容190億立方米 。
根據(jù)巴西和巴拉圭兩國政府在1997年初的決定,在原電站廠房的預(yù)留機(jī)坑擴(kuò)建2臺機(jī)組,到2001年伊泰普電站由18臺變?yōu)?0臺70萬kW水輪發(fā)電機(jī)組,全電站總裝機(jī)容量從1260萬kW增加到1400萬kW,可靠出力936萬kW,多年平均發(fā)電量900億kW·h,為當(dāng)時世界單機(jī)容量最大機(jī)組,年發(fā)電量可達(dá)900億度。樞紐左岸屬巴西,右岸屬巴拉圭。主要建筑物自左壩頭起有左岸土壩,左岸堆石壩,導(dǎo)流明渠及其控制建筑物(混凝土重力壩及壩內(nèi)泄水孔)、主壩、發(fā)電廠房、右岸翼壩(混凝土大頭壩)、溢流壩、右岸土壩等,樞紐全長7744m。發(fā)電廠房設(shè)在主壩和控制建筑物下游側(cè),并在左岸堆石壩與導(dǎo)流明渠及其控制建筑物之間預(yù)留后期擴(kuò)建新發(fā)電廠房位置。主壩為雙支墩大頭壩,最大壩高196m,長1064m,是世界最高的大頭壩?;炷林亓κ揭缌鲏伍L390m,安裝14扇20m×20m弧形閘門,最大下泄流量62000立方米 /秒。發(fā)電廠房長968m,包括兩座裝配場。18臺機(jī)組中9臺周波60Hz,經(jīng)500kV和765kV高壓線送電入左岸開關(guān)站,以三回765kV輸電線向巴西供電;另9臺周波50Hz升壓500kV后送入右岸開關(guān)站,其中一部分直接送巴拉圭,另一部分轉(zhuǎn)變?yōu)?0Hz向巴西售電。主要工程量石方開挖3300萬立方米,圍堰填筑1000萬立方米,混凝土澆筑1100萬立方米。工程于1975年開工,1979年8月主壩混凝土澆筑,1983年中第一臺機(jī)組發(fā)電,1991年全部建成。
電站主壩長1064米,為混凝土雙支墩空心重力壩,混凝土量526萬立方米,最大壩高196米,是現(xiàn)在世界上同類型壩中最高的。主壩段設(shè)14個進(jìn)水口,底檻高程175米。右岸翼壩呈弧線型,長986米,為單支墩大頭壩,最大壩高64.5米。左側(cè)導(dǎo)流控制壩段長170米,為重力壩,最大壩高162米。左岸堆石壩1984米,最大壩高70米。左岸土壩長2294米,最大壩高30米。包括岸邊溢洪道等建筑,整個樞紐的擋水前沿總長度達(dá)7760米。
發(fā)電廠廠房長968米、寬99米、高112米。廠房內(nèi)安裝 18臺水輪發(fā)電機(jī)組,每臺機(jī)組中心間距34米。設(shè)兩個安裝間和兩個控制室。廠房中心線與壩軸線的距離為111.5米。
水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪直徑 8.647米,蝸殼進(jìn)口直徑9.64米。轉(zhuǎn)輪重315噸。水輪機(jī)總重3300噸。設(shè)計水頭118.4米,額定流量645立方米/秒。機(jī)組額定出力71.5萬千瓦。最高水頭124米時,最大出力可達(dá)74萬千瓦,是世界上最大的機(jī)組,由西門子公司生產(chǎn)。
由于巴西和巴拉圭所用電力周波分別為60赫和50赫,因此各用9臺發(fā)電機(jī)。其轉(zhuǎn)速分別為每分鐘92.3轉(zhuǎn)和90.9轉(zhuǎn),功率分別為73.7和82.36萬千伏安。功率因數(shù)分別為0.95和0.85。每臺發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子重量分別為1564噸和1706噸,發(fā)電機(jī)總重量分別為3745噸和3520噸。每臺機(jī)組直接連接一組18/500千伏的變壓器,每組由3臺25萬千伏安的單相變壓器組成,另有2臺備用的單相變壓器。每臺變壓器重250噸。
伊泰普水電站距離巴拉圭首都亞松森300公里,距巴西用電中心圣保羅900公里,距里約熱內(nèi)盧1200公里。巴拉圭一側(cè)采用 50赫230千伏高壓交流輸電線路。巴西一側(cè)建 3條60赫765千伏超高壓交流輸電線路,長889公里,將電能送至齊茹庫普列杜變電所,輸電容量 630萬千瓦。巴西一側(cè)還另建兩條 ±600千伏的直流輸電線路至圣保羅,分別長785和806公里,每條線路輸送功率為315萬千瓦。直流線路是將巴拉圭方面用不完的電量由50赫交流變?yōu)橹绷鬏斔偷桨臀?,在圣保羅變電所再變?yōu)?0赫的交流并降至 345千伏。全部直流設(shè)備由瑞典ASEA公司提供。
伊泰普是以發(fā)電為主的水電工程,水庫水位消落只有1m,只有在溢洪道需要維修時才不得已將水庫水位降低3m。下游水位隨下泄流量改變,實際上也沒有大的變化。電站水頭變幅小,水庫水位變化小,基本上是在恒定水頭下滿負(fù)荷運(yùn)行,只要機(jī)組維護(hù)好不出毛病,機(jī)組都可滿發(fā)。中國三峽工程是以防洪為主進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計的,發(fā)電的條件完全是依附于既定的防洪規(guī)劃,造成水輪機(jī)的設(shè)計難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過伊泰普,其復(fù)雜的運(yùn)行條件也可稱常規(guī)機(jī)組之最。三峽共安裝32臺70萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組,其中左岸14臺,右岸12臺,地下6臺。另外還有2臺5萬千瓦的電源機(jī)組。年平均發(fā)電量達(dá)到847億度,只是枯水期受來水量限制,汛期本可以多利用用之不完的滾滾江水多發(fā)電,卻因為需要防洪,將水位從175米下降到145米,導(dǎo)致大量的水能被放棄,因而其發(fā)電量較伊泰普電站略少。
伊泰普水庫面積1350平方公里,其中43%在巴拉圭,57%在巴西。正常高水位220m時能蓄水290億立方米,淹沒面積與電力之比是0.107km/MW,涉及到的人口相關(guān)系數(shù)為3.64人/MW。大壩底部原河床水深一般為170m,水庫平均深度21m。
水庫周圍建立起的綠化區(qū)域用于環(huán)境保護(hù)。水庫兩岸綠化區(qū)域平均寬285m,包括100m寬的永久保護(hù)帶。保護(hù)帶占地約63376公頃。
水庫形成后出現(xiàn)66個小島,其中巴西一側(cè)有44個??偣苍O(shè)立了6個特區(qū)以保護(hù)生物多樣性的延續(xù),特區(qū)面積32670公頃。
環(huán)境保護(hù)可行性研究:在伊泰普工程開工之前,就己提出了有關(guān)生態(tài)影響的可行性研究報告,并指出了可能存在的環(huán)境問題。為了查清其消極影響,找出克服的辦法,進(jìn)行了認(rèn)真的環(huán)境保護(hù)研究。隨后又進(jìn)行了社會的、生物的和自然方面的細(xì)致調(diào)查,建立了詳盡的資料檔案,包括考古、森林、動物、水生環(huán)境(水質(zhì)和魚類生態(tài)學(xué)),沉積作用、氣候和土地征用等。
社會環(huán)境方面的工作:建立了按年代和文化劃分的考古勘測點273個,包括遺址、藝術(shù)品、遺跡17萬多處。最古老的可追溯到公元前6100年。
在巴西共征用了6900份鄉(xiāng)村的財產(chǎn)和1600份城鎮(zhèn)的財產(chǎn),涉及約4萬人,其中1324人遷到巴拉圭一側(cè)。而巴西人則移至巴拉那(86%),馬托格拉斯(8.89%),圣特卡尼亞等州。
為了滿足社會、經(jīng)濟(jì)和文化方面的需求,在與環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)的原則下,建設(shè)了一些公共或私營的工程項目。這些項目可以是用于休息、娛樂、旅游、航運(yùn)、城鄉(xiāng)工業(yè)儲水和供水、以及漁業(yè)的項目。
建立動植物保護(hù)區(qū):通過對當(dāng)?shù)刂参锓N類的詳細(xì)調(diào)查,提出了在島上,在保護(hù)帶和保護(hù)地重新造林的計劃。
1979年開始在巴西一側(cè)種植防護(hù)林,種了49種不同的樹種,約100萬棵。在巴拉圭沿岸,一般是保護(hù)原來的植物群。巴西正在實施營造28000公頃森林的計劃,擬種86種不同的當(dāng)?shù)貥浞N140萬棵。
伊泰普保護(hù)區(qū)包括巴拉圭的利穆和伊坦兩個生態(tài)保留地,面積分別為15.702、13.807公頃。還有巴西的貝拉維斯塔、圣埃倫娜和巴拉圭的塔蒂尤皮3個生態(tài)安全區(qū),面積分別為1780、2254公頃和2269公頃。這些保護(hù)區(qū)己顯示出新生林的跡象,鞏固了恢復(fù)動物總數(shù)的成果。
巴拉圭對當(dāng)?shù)貏游锶旱慕n工作很重視。在那里由于森林未被砍伐,保護(hù)了更多數(shù)量的動物。對野生動物進(jìn)行試驗性捕捉,為將來的動物拯救工作打下了基礎(chǔ)。
伊泰普動物園的建立說明對頻危動物保護(hù)得很好。對其它野生動物的保護(hù)工作也是如此。
水環(huán)境研究:早在1972年就進(jìn)行了水環(huán)境的研究。對沉積物進(jìn)行定量檢測,有20個取樣站進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測,測量60多個參數(shù)。由于非季節(jié)沉積物的研究受到影響,將每年的沉積物從27×10t調(diào)整到45×10t??紤]濃度和泄洪量的非線性關(guān)系及其它未知因素,估計淤積至197m大約需要340年。
蓄水后的捕撈表明,目前有174種魚類,其中83種生活在水庫里,64種生活在七瀑布下游,72種受到影響。為了減少大壩下游的不利影響,伊泰普當(dāng)局完成了一項產(chǎn)卵渠道工程,通過回游訓(xùn)練,可減少環(huán)境對魚類的影響,促進(jìn)了大壩下游漁業(yè)生產(chǎn)的增加。產(chǎn)卵渠道與水產(chǎn)養(yǎng)殖站的工作相結(jié)合,促進(jìn)了當(dāng)?shù)佤~類天然和人工再生產(chǎn)的研究。1986年在伊泰普水庫開始圈養(yǎng)魚類,圈養(yǎng)技術(shù)引起學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的注意。對某些魚種的圈養(yǎng)己收到明顯效果。1987年開始救出卷入水輪機(jī)中的魚類,共救出近25000條。
局部氣候分析:在最初一個時期收集和分析了伊泰普水文站的監(jiān)測數(shù)據(jù),以便確定局部小氣候的標(biāo)準(zhǔn)、影響它們的因素,并檢測由于水庫形成產(chǎn)生的變化。氣候變化研究用于解釋得到的數(shù)據(jù)。在研究中考慮了水庫形成之前4年的數(shù)據(jù),并與水庫形成后的年份進(jìn)行了比較。據(jù)統(tǒng)計,在水庫周圍的縣內(nèi),溫度和空氣相對濕度都增加很少。在水庫滿蓄后記錄的1983年,記錄到的溫度顯著下降,這種下降穩(wěn)定了幾個月。
土地保護(hù):小流域的管理就是控制水資源的污染,淤積和綠化區(qū)域的惡化。根據(jù)政府和伊泰普水庫當(dāng)局的協(xié)議,通過技術(shù)指導(dǎo)和采取實際步驟來預(yù)防、改進(jìn)和防范。土地保護(hù)方案涉及面積35000公頃,使7300家土地?fù)碛姓呤芤?,對高速和一般公路的鋪設(shè)都有好處。
衛(wèi)生與健康計劃包括抵御病蟲感染和控制居民區(qū)疾病的流行,在水庫進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測,并在學(xué)校重建了32口井,使7600多人受益。
支流的水對有毒物質(zhì)的轉(zhuǎn)移和營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入水庫十分重要。為保護(hù)堤岸,給1270戶家庭提供了120萬株種苗。為了避免河流和水庫本身的污染,在水庫周圍安裝了160套公共供水設(shè)施,蓄水以供水給農(nóng)業(yè)機(jī)械。
2為0.44,調(diào)節(jié)性能良好。
壩址處在平均流量時河床寬400m,平均水深35m,河底高程為50m,底寬250m,洪水期河床寬度可達(dá)1000m。
伊泰普(Itaipú)在印地安語中意為“會唱歌的石頭”(the singing boulder)。伊泰普水電站于1974年10月17日動工修建,1991年5月6日竣工,歷時17載。水電站主壩為混凝土空心重力壩,高196米(海拔225米),長1500米。右側(cè)接弧形混凝土大頭壩,長770米。左接溢洪道,溢洪閘長483米,最大泄洪量為62200立方米/秒。兩岸還接有堆石壩、土壩,整個水電站壩身長7.7公里,壩高196米。壩內(nèi)蓄滿水后,形成了面積達(dá)1350平方公里、深度為250米、總蓄水量為290億立方米的伊泰普人工湖。湖的大半在巴西,小半在巴拉圭境內(nèi)。工程的興建帶動了巴西、巴拉圭建筑業(yè)、建筑材料和其他服務(wù)行業(yè)的發(fā)展。電站的建成是拉丁美洲國家間相互合作的重要成果。
景點旅游
交通:伊泰普水電站設(shè)有游園公車。
解說:伊泰普水電站有免費(fèi)的英、西、葡3語影片解說。
塞特凱達(dá)斯瀑布又名瓜伊拉瀑布(一譯塞特克達(dá)斯),屬南美洲巴西與巴拉圭邊界的瀑布群。位于上巴拉那河峽谷內(nèi)。世界水量最大瀑布群之一。實際由18個瀑布組成,平均流量達(dá)13 200立方米/秒,洪峰期可四倍于此,水力極為豐富。瀑布總寬90米,總落差114米,跌落聲遠(yuǎn)至40公里。景色優(yōu)美,為瀏覽勝地。瀑布以下建有迄今世界上最大的伊泰普水電站,所形成的人工湖使瀑布消失。伊泰普水電站世界迄今已建成的最大的水電站。位于南美洲巴拉那河流經(jīng)巴西、巴拉圭兩國邊境的河段,塞特凱達(dá)斯瀑布以下170公里處。由巴西、巴拉圭兩國共同建造。1975年10月20日正式動工,1991年5月竣工。大壩全長7 744米,高196米,攔腰截斷巴拉那河,形成面積為1 350平方公里、庫容290億立方米的人工湖。安裝18臺發(fā)電機(jī)組,總裝機(jī)容量1 260萬千瓦,年發(fā)電量約750億千瓦時,1996年達(dá)816億千瓦時,可滿足巴拉圭的全部用電和巴西用電量的25%。兼有防洪、航運(yùn)、漁業(yè)、旅游及改善生態(tài)環(huán)境等綜合效益。1986年9月下旬,許多世界有名的自然學(xué)家來參加塞特凱達(dá)斯瀑布的葬禮,巴西總統(tǒng)菲格雷特也親自投身到這一行動中,那天,他特意穿上葬禮專用的黑色禮服,主持了這個特殊的葬禮。
始建于1973年的伊泰普水電站位于巴拉那河流經(jīng)巴西與巴拉圭兩國邊境的河段,為兩國共同擁有。1984年,水電站正式開始發(fā)電。當(dāng)初兩國規(guī)定,雙方各付50%的啟動資金,將來的發(fā)電量也由兩國平分。但由于當(dāng)時巴拉圭經(jīng)濟(jì)困難,一時拿不出這么多錢來,就向巴西方面貸款。因此,不光是啟動資金,巴拉圭后來建設(shè)和運(yùn)營水電站的資金,均來自巴西方面的貸款,總計180億美元。根據(jù)雙方的規(guī)定,到2023年,巴拉圭須還清這筆貸款。
換句話說,“打造”伊泰普水電站所有的經(jīng)費(fèi)都出自巴西。因此,在最終利益分配上巴西自然希望得到一些實惠。實際上,對于人口不足600萬的巴拉圭來說,根本用不完這50%的電。巴拉圭每年實際使用的電量僅僅是伊泰普總發(fā)電量的5%。雙方于是規(guī)定,剩下的45%電量,巴拉圭要以成本價賣給巴西,而且只能賣給巴西電力公司。巴西付給巴拉圭的價錢是每百萬瓦/時大約45美元,而實際上巴拉圭只能得到大約3美元,剩下的42美元用以還當(dāng)初借巴西的債。
時間一長,巴拉圭發(fā)現(xiàn)并不劃算。因為,錢雖是巴西出的,可巴拉圭還一直還著貸款。這等于2023年以后,巴西不僅拿回成本,而且還以十分低廉的價格一直使用著能源。此外,南美很多國家都想以市場價購買巴拉圭多余的電。但受當(dāng)初的規(guī)定所限,巴拉圭無法自由支配多余的電力資源。因此巴拉圭希望能夠自由賣出多余的電力,而不是只能賣給巴西,另外巴西也應(yīng)該提高購買的價格。
在巴西人看來,伊泰普水電站帶給巴拉圭的收入超過了其國民生產(chǎn)總值的4%,巴拉圭全國80%的用電都來自該水電站。巴拉圭不僅通過水電站解決了國內(nèi)的能源問題,還有巨額的收入,是“空手套白狼”。而巴拉圭又想把水電站的收益進(jìn)一步擴(kuò)大化,提高供電價格,用巴西人的錢賺巴西人的錢,巴西人自然不樂意。這就是雙方爭執(zhí)的始末緣由。
這有兩方面的原因:一是巴拉圭總統(tǒng)盧戈上任之初,對巴拉圭人民最大的承諾就是要更合理地分配伊泰普水電站的收益。這也是他能當(dāng)選的最大的資本。因此,為了“兌現(xiàn)承諾”,盧戈從上任之始,就著手推動同巴西方面的談判,并且稱這是其政府最重要的任務(wù)之一。另一個原因是巴西總統(tǒng)盧拉一直希望巴西能夠加強(qiáng)在拉美諸國的領(lǐng)導(dǎo)地位,樹立自己大國的形象。因此,巴西愿意在同鄰國的一些利益沖突上做出讓步。
根據(jù)兩國的最新協(xié)議,巴西承諾今后以三倍的價格購買巴拉圭的電。同時,巴西方面還答應(yīng)巴拉圭可以向除巴西電力公司以外的巴西企業(yè)出售電力。但巴西并沒有答應(yīng)巴拉圭可以向第三國售電的強(qiáng)烈要求。
2009年7月25日巴西總統(tǒng)盧拉和巴拉圭總統(tǒng)盧戈,在巴拉圭首都亞松森就兩國共同擁有的世界上發(fā)電量最大的伊泰普水電站達(dá)成一項新協(xié)議。根據(jù)該協(xié)議,巴西將大幅度提高從巴拉圭購買電力的價格,并且逐步允許巴拉圭向巴西自由賣出電能而不受巴西電力公司的干涉。至此,長期影響兩國關(guān)系的伊泰普水電站之爭暫時畫上了句號。
伊泰普電站自建成以來,經(jīng)過幾次的修繕,不僅有本國人民的努力,也凝聚了世界人民的智慧,我國也為伊泰普水電站的建設(shè)貢獻(xiàn)了力量,提供了技術(shù)物質(zhì)支持,中國一些公司的發(fā)電設(shè)備和防水技術(shù)材料在伊泰普水電站得到了使用,受到了好評。
2009年11月,正值南美洲夏季,該水電站因故停機(jī)3個多小時,造成兩國大面積停電。
當(dāng)今世界僅次于三峽水電站的第二大的水電站---伊泰普水電站。位于巴拉那河流經(jīng)巴西與巴拉圭兩國邊境的河段。這時河水流量大,水流湍急。兩國政府共同開發(fā)水力資源,大壩全長7744米,高196米。電站安裝了18臺發(fā)電機(jī)組,總裝機(jī)容量1260萬千瓦,年發(fā)電量可達(dá)750億度。