国内水电站清污现状及应对措施(一)

岳桢
2018-01-02
来源:西北水电

随着经济的发展、人文活动的增加和自然灾害的发生,以植被的破坏和生活废弃物为主的污染物直接进人江河水域、近海海域和湖泊。由于环境的改变,除外来漂浮物外自身滋生了环境污染物,如蓝藻,水葫芦等,生长、死亡、变质,对环境产生了极为难处理的污染;社会对水电能源的需求,水电站和水库数量的增加,库区拦污排前及电站进水口的污物集结和堵塞的清理问题也日益突出。


1 集结物的形成和特征

集结物的形成有4种来源:

① 地表植物覆盖层;

② 人类生活和工业废弃物;

③ 意外事故造成的漂浮物;

④ 环境变化滋生的植物。

这些集结物在雨水和水流的作用下形成集结,流人江河、湖泊和江河入海口及近海海面。较大的集结物可单成一体,零碎的集结物在水表面集结而形成大的漂浮体或单独漂浮,位于能看得见水表面,在水面以下形成的集结体或零乱地在水中和水流一起游弋。对于水电站来讲,一般情况下在拦污排前密度小于1的枯木和生活污染物被拦截,形成整体集结;密度接近1或等于1或大于1的集结物通过拦污排,一部分存在于拦污排和拦污栅之间,或直接到拦污栅前形成集结,堵塞进水口形成水头损失,若不及时清理则形成板结,清理难度极大,没设拦污排的电站和水利枢纽则全部来到进水口前形成集结。对于航道,在船闸室和水流较缓的地方形成漂浮,或在水下游弋。对于湖泊,在有大水流时进到湖面,水位回落时滞留而形成集结,一般情况下位于湖边。所以集结物的形成特征可分为:

① 水面集结物包括水面以下1 m左右的污物,组成主要是生活垃圾、枯木、枯竹或带树叶的树枝、水草等密度小于1的集结物,形成无规律,形状不确定。

② 水下集结物,主要是新形成的,或长期水中浸泡而使集结物密度近于1或大于1,在水面以下1~30 m之问零星地随水流游动,也有集结在一起的。就重量和体积而言,水下集结物占总集结物约为20% ~30% ,所以水下集结物是造成水利枢纽和水电站效益损失的很重要组成部分,也是航道内不容易观测到的对航运有影响的集结物。

③污物在水中的上下位置不完全确定,由于水流的流速等原因可以上下适当移动。


1.1时间特征

对于内陆河流,湖泊一般情况下每年的第1场大雨而形成的洪水是水电站和湖泊及近海形成集结物最严重的时候,水面和水下集结物量都很大,若遇暴雨汛期来污量也很大,汛期前期来污量大于后期,洪水涨水期大于落水期,平时来污量小于汛期。湖面和江河人海口由于上游漂浮量形成的污物也是一样。但河道和湖泊的植物生长污染没有时间特征,只是在温度和营养条件下生长繁殖,在水电站对拦污栅堵塞,在湖面和水面由于植物的枯死而形成污染。


1.2地域特征

中国的内陆河流和湖泊根据水系和地区可分为:珠江水系、长江水系、黄河水系、云南地区、西北地区、淮河水系和东北的松花江辽河流域。由于每个水系流经的地区较多,环境差别大,所以不同的地区、不同的河段污物集结情况不同。最具有代表意义的是珠江水系和长江水系,珠江水系中最有现实意义的是红水河中的乐滩水电站和河流流经大中城市的西津水利枢纽;长江水系中最具现实意义的是长江三峡水利枢纽;由于滋生植物造成污染的水电站最具代表意义的是福建水口电站和四川嘉陵江流域的一些中小型电站,及这些地区对应的河道、湖面。一般说来,黄河以南植被相对繁茂的地区,气温相对较高的地区,汛期较长,雨量较大,集结物形成的量比较大。每年第1场大雨形成的洪水来临时,集结物滚滚而来,规模相当可观,三峡有具体的统计数字,其他电站没有作具体的量的统计,但可以看到其集结物量大的情况。对于中国东北地区,集结物形成基本相同于其他地区,其重要特点是汛期短,冬季结冰,给清污带来难度;西北高寒地区情况基本同于东北地区,但其植被较差,集结物中人为因素和生活垃圾占的比重较大,如图片1~l0。

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2集结物的危害


2.1影响水质、破坏景观集结物在坝面、栅前和湖泊形成堆积后,由于其成分较复杂,有长期浸泡的植物,也有动物尸体等,其中的一部分腐烂变质,产生有毒物质污染水质,产生的有害气体,污染空气。若不及时处理会产生视觉污染,尤其是白色垃圾,会给人们留下很坏的印象。


2.2 影响航运

大量的集结物聚集在船闸、航道,有些线状软体物可以缠绕在船体的螺旋桨上,尤其对高速船有很大的破坏性,漂浮部分可以看到并且处理,水下集结物对航运的影响有其隐蔽性。


2.3 影响电站水头出力

对于水电站,集结物的形成对水头出力的影响,不同的电站有不同的统计,一般情况下在1 m左右,在主汛期清理不好的情况下,有的电站可达4 m,经济损失在总发电量的0.3% 一1% ,对于一座装机60万kW 的电站,年损失3 000万元。而且水下集结物的存在直接威胁着机组安全。


经过以上分析对于集结物的状况得出以下结论:

(1)不同的地区、季节、河流、湖泊、装机容量、坝面布置,集结物的形成和数量都不同,其组成基本相同。

(2)集结物中漂浮物部分占的比重约为70%-80% ,水下部分占20% -30% ,水下部分组成密度大,产生的污染和对电站出力影响很大,对电站机组的威胁很大,治理时不能忽视。

(3)湖泊及近海海面的集结物数量上有别于水电站,水电站的集结物问题解决了,其湖泊及近海海面的问题相对好解决些。

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