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挪威水电发展
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内容简介

挪威在水电建设上有许多成功经验值得我国学习。在规划上十分注意环保,尽量减少对自然生态的破坏;设计上尽可能地保持原有河道的景观,使新的建筑物更美。他们充分利用当地良好的地质条件,尽量修建地下工程,其技术水平世界领先。 为此,挪威德隆汉姆大学数十位教授专家,编写了《挪威水电发展》系列丛书,共17分册,包括规划、环保、景观、水工结构、水电站、地下工程、水文学、水力学、施工组织、机械设备、输配电以及维修等。清华大学谷兆祺教授,组织相关人员编译了此书,向国内全面介绍了挪威水电发展的经验。 本书可供我国水电工程规划设计研究人员、高等院校水电专业师生学习参考。

目录

编译说明4

第1篇 挪威水电发展概况33

第1章 国家基本情况35第2章 地质、地形、水文等自然概况371 地质概况372 地形概况383 气象与水文394 人文历史简况40第3章 1885~1930年早期发展情况42第4章 1945~1965年战后复苏时期43第5章 1965年至今,创新时期461 不衬砌水道462 最佳方案的选择483 Sira-Kvina小流域的开发494 新型引水式水电站50第6章 水电工程中的新技术、新设计541 地下厂房542 大坝553 岩塞爆破554 溪流进水口575 气垫式调压室58第7章 挪威近年建成的最大水电工程――Ulla-Forre工程和Svartisen工程601 Ulla-Forre工程602 Svartisen工程62第8章 挪威水电及其他能源的状况65第9章 挪威水电工程及环保、规划、设计、施工、科研、机电设备671 环境保护工作672 规划和设计683 机电设备的制造684 施工705 科研716 未来的能源71

第2篇 水电与火电配合73

第1章 导言75第2章 水电站特性771 开发目标772 发电模式与出力分布783 费用特性81第3章 火电厂特性831 一次能源832 发电厂的类型843 费用特性894 发展趋向90第4章 比较分析与互补性92第5章 负荷图941 负荷预测概述942 负荷的各种图形953 用电管理96第6章 电力系统需要考虑的事项98第7章 供电系统数学模型1021 引言1022 根据水的价值确定运行程序1033 在运行规划中水的价值1044 电力组合模型105第8章 水、火电配合1071 在全国范围内1072 在地区范围内109第9章 电力系统发展规划优化111第10章 发电规划114第11章 火电系统中的抽水蓄能电站1161 引用1162 抽水蓄能概念1163 抽水蓄能电站的特性1174 抽水蓄能电站的规划与运行119第12章 国际电力交换124本篇缩略词127

第3篇 水电开发的环境影响129

第1章 概述1311 本篇的目的与目标1312 本篇的对象1313 环境影响的定义1314 水电工程涉及的环境问题1325 挪威经验的适用性1336 从水力发电到多目标的综合规划1337 多目标分析案例1358 水电规划中环境和资源的管理1369 环境问题与价值13710 水电开发的参与者和决策者13711 综合水资源管理概念的发展,大坝的争论和国际能源署的指导方针138第2章 环境影响评价程序和实施1411 概述1412 实行可持续发展1423 环境评价程序的类型和指导方针1424 环境影响评价的程序1455 当今环境影响评价值得注意的原则1476 政府和机构的环境评价方法151第3章 水电工程及能源规划的不同层面1641 概述1642 工程层面及政策规定1643 规模的重要性1654 水能开发中环境的重要阶段1665 工程的组成1676 人类和自然生态方面1687 环境背景下的能源规划1688 水电规划中环境要素综合172第4章 环境及其关联的问题1751 概述1752 某些生态系统的基本原理1753 重要技术特性1784 社会经济和文化问题196第5章 水电工程对环境的影响2041 概述2042 环境缓解、监测和管理计划2043 对生物的影响及其缓解2064 影响量及其减轻2185 工程各阶段的影响及缓解2206 对工程各组成部分或受冲击区的影响及缓解2227 对社会各部分的影响及缓解2278 环境成本计算229第6章 估价与经济性2321 背景与概述2322 价值概念与环境2333 环境退化的经济因素2354 环境的缓解2395 决定的构架2406 从理论到实践2477 估价方法2508 经济分析与估价的结论2589 多种标准分析259附录2641 水能规划环境影响评价(EIA)方法发展基础2642 1991年10月世界银行运作手册运作指南2673 生态系统的基本概念2684 全球变暖,碳和森林274本篇缩略词277

第4篇 水电站规划的景观设计279

第1章 前言281第2章 导言282第3章 河道及保护283第4章 水力发电站的类型284第5章 许可证285第6章 景观建筑286第7章 建筑活动2881 调节2882 堰坝2893 水库2904 建筑2905 大坝和道路2916 原料的挖掘2927 多余材料293第8章 动植物群落294第9章 过去―现在―将来297

第5篇 水电项目的规划与实施299

第1章 简介301第2章 资源调查3021 基础调查3022 有预定目标的调查302第3章 水电项目调查3031 规划参数和资料3032 电力市场3053 水文3064 运行研究3115 地质、土壤和材料3146 环境问题316第4章 水电开发周期3181 调查、规划、设计阶段3182 实施阶段319第5章 勘察研究3211 勘察研究的目的3212 勘察研究的主要工作3223 野外工作和设计3244 估算和进度3255 报告325第6章 预可行性研究3281 预可行性研究的目的3282 预可行性研究的内容3293 各种不同的研究3314 预可行性研究的内容表3355 项目规划335第7章 可行性研究3361 引言3362 可营利研究3363 项目规划3404 水电工程开发方案3415 水电工程建筑3436 造价估算和进度3487 报告354第8章 工程招投标3591 设计和采购3602 合同安排和项目施工3633 工程文件3664 招投标程序3675 起草合同文件――业主的保护3696 合同安排选择3757 施工管理模式(CM)3778 技术设计和施工图379第9章 施工和供应3811 土建工程3812 效率和合同灵活性3843 电力―机械设备3874 输电工程388第10章 运行3891 水电装置的管理和运行3892 电力销售、电价结构和政策391附录395资源规划、设计和管理395

第6篇 水电工程经济分析与财务分析401

第1章 概述403第2章 专业名词4041 财务名词4042 经济名词4073 电力系统名词408第3章 发展目标4101 经济目标4102 方案比较4103 分析阶段412第4章 分析用的量纲4141 有形事物4142 无形事物4143 风险4144 分析415第5章 费用与效益4171 影子价格4172 费用估算4193 效益估算424第6章 经济参数4261 利息4262 工程寿命4273 现金流程4304 剩余价值与废品价值433第7章 工程评价4341 基本计算公式4342 资金时间价值计算方法436第8章 经济分析4401 前言4402 分析用的参数4413 计算方法4444 对计算结果分析4475 输电与配电448第9章 产出价值4501 生产成本4502 电能价值4513 电力系统扩充4534 多目标水利工程4565 经济合理性评述4586 生产成本测算4607 水、火电站经济评价462第10章 财务分析4641 定义4642 目标4643 财务盈利4664 债务偿还4675 财务报告4696 赢利与亏损4707 资产与负债4708 资金来源及其运用4709 投资与借款470第11章 财务策略4721 资金来源4722 本国资金来源4723 外国资金来源4734 融资条件4745 金融安排4766 探测性的和有风险的工程项目的集资4777 私有化477第12章 运行参数4801 可靠性4802 停电概率4813 供电短缺4854 损失4875 风险分析488第13章 更新改建4901 更新改建效益4902 经济分析492第14章 边际成本计算4931 成本结构4932 边际容量费用和边际电能成本费用4943 边际成本费用计算示例4944 成本费用配置4975 水力发电厂边际成本费用498第15章 供电收费率5001 原则5002 供电收费率类型5013 用电户分类5054 电费收入组成5065 调价条款507第16章 社会经济分析5091 概述5092 争议5103 特性分析5134 经济评价517第17章 经济环节5191 供电5192 经济作用5193 经济环节之间的关系5204 经济范围5215 社会经济作用521

第7篇 水文学523

第1章 概述5251 水文学5252 工程水文5253 本篇内容简介5254 水力发电规划和运行――水文学的挑战5265 水文多变性和对长系列数据的需求5266 河川径流测量5267 洪水分析和设计洪水计算5278 流量预测5279 数据自动采集系统52810 优化运行528第2章 径流测量5301 简介5302 水位测量5303 流量测量方法5324 水位―流量关系5375 实际中要考虑的问题5406 不确定性542第3章 冰雪水文学5451 简介5452 降雪5463 积雪的地区性分布5494 积雪的物理特性5515 地区积雪的水当量5536 融雪5577 积雪中水的迁移5608 融雪的测量561第4章 水文数据自动采集系统5621 概述5622 主要结构和系统组成5623 水电站设计和运行的相关水文数据5644 数据传输5655 系统设计和运行5686 推荐570第5章 数据处理、存储和检索系统5731 序言5732 数据源5733 数据处理流程5754 数据转换5755 质量控制5766 数据存储系统5817 例1――NVE数据系统5848 例2――HYDMET系统(水文气象数据储存与检索系统)5859 资料检索和表达586第6章 水文模型5911 系统的概念5912 水文模型分类5923 水电水文中的水文模型5934 HBV模型介绍5935 HBV模型的结构5956 输入数据处理6007 模型率定6018 河流和水库的计算程序607第7章 径流预报6121 概述6122 选择正确的模型6123 长期预报6144 短期预报6155 洪水预报6166 气象预报6167 预报系统的操作6178 系统运营的实例618第8章 设计洪水和可能最大洪水6211 概述6212 洪水估计方法6213 洪水频率法6214 降雨径流研究6235 设计准则6246 挪威的洪水估计方法6267 设计洪水新方法的估算结果6318 实例研究――挪威Storevatn的洪水计算631第9章 水电站规划模拟运行6341 产出6342 运行模拟6373 水文条件6414 水电站生产系统6435 电力市场6486 约束条件6507 管理策略6518 水火电系统的联合优化654第10章 河流系统模拟器6601 背景6602 模拟器的主要结构6603 模拟器内包括的模型6624 数据库6645 河流系统模拟器的使用665

第8篇 水力学计算669

第1章 水电工程之水力学设计671第2章 水力学设计6721 水流分类6722 紊流与层流6733 速度水头和能量6744 均匀水流公式6745 不稳定流和圣维南公式6756 波浪和涌浪计算公式6767 管道中的不恒定流676第3章 水工建筑物设计策略6781 设计策略6782 气候和水文设计的策略6783 决定设计标准6784 常见问题和缺陷680第4章 渠首和进水口6811 径流式电站的进水口布置6812 泄洪及排漂6813 排沙6824 进水口处河床的控制6835 排气6836 径流型进水口6837 水库中的进水口685第5章 溢洪道及泄洪孔6881 简介6882 溢洪道布置6883 溢洪道的闸门6894 溢洪道的闸墩、桥墩及各种工作交通桥6895 溢洪道坝顶的设计6906 溢洪道后段的泻槽6907 消能建筑物691第6章 压力管道及输水管、隧洞及渠道输水6971 沿程损失6972 局部损失6983 隧洞沿程损失的经验数据6984 隧洞中避车道或局部坍落处水头损失7005 隧洞溢洪道701第7章 泥沙输运和泥沙处理7031 基本的定义与单位7032 泥沙数据7063 沉沙池的设计707

第9篇 岩石工程709

第1章 背景7111 岩石工程在水电发展中的作用7112 水电站的主要组成部分7113 挪威实际712第2章 岩石和岩体的性质7141 引言7142 岩石的物理性质7143 岩石的强度7154 岩体节理7195 节理的剪切强度7206 软弱区和断层721第3章 岩石应力7251 引言7252 岩体应力的起源7253 地下孔洞周围的应力7274 应力引起的稳定问题7295 地应力量测7326 模拟733第4章 岩体中的地下水7361 引言7362 渗透性和水力传导性7373 渗漏的估计7394 现场量测7405 地下水引发的问题741第5章 工程地质勘察7441 引言7442 地质勘察的阶段7443 施工前的地质勘察7454 施工前勘察所得结果的可靠性7515 施工阶段的勘察7516 工程地质报告753第6章 岩体分类7551 引言7552 岩体质量分级和支护评估7553 Q法7564 挪威经验759第7章 地下洞室设计方法7611 引言7612 浅埋洞室和深埋洞室7613 设计程序7624 一般经验和建议766第8章 钻爆法施工的隧洞7671 引言7672 钻孔7673 爆破7694 周边爆破7735 出渣和运输7746 造价和掘进能力775第9章 TBM法施工的隧洞7771 引言7772 硬岩隧洞掘进的原理7773 几何形状7794 可掘进性7805 费用和掘进能力782第10章 支护和衬砌7841 引言7842 支护方法和原则7843 TBM隧洞的支护7914 支护要求的评估7925 合同方面7956 费用和能力795第11章 节省造价的改进方案7981 引言7982 不衬砌高压隧洞和竖井7983 不衬砌气垫调压室805

第10篇 堆石坝811

第1章 经验和观点的总结8131 背景8132 防渗体设计8143 地基渗流控制8164 坝的变形和位移8185 预期外的渗漏8196 反滤保护及排水能力8217 波浪对上游面护坡的破坏8228 坝发生了破坏822第2章 坝址、料源及技术要求8261 基岩的渗透性试验8262 筑坝材料资源8273 心墙料及反滤料8284 堆石料8305 料场勘探8306 环境考虑832第3章 压实土料的特性8331 压实性和含水量8342 渗透性试验8363 压缩性和变形模量8384 填土的抗剪强度840第4章 水和风引起的荷载8451 渗透力和孔隙压力8452 坝趾处渗流逸出力8463 风所引起的波浪8484 浪爬高和风暴潮850第5章 土石坝的变形和位移8511 土心墙坝8512 面板坝8563 沥青混凝土心墙坝8584 建成后的变形860第6章 设计和分析8611 不透水体(element)的选择8612 坝的布置和地基处理8623 是否需要设置基础廊道8634 渗流估算8645 超高和曲度8656 意外的渗漏和需求的排水能力8677 上游坡保护8688 边坡稳定分析8709 地震作用87210 “双管齐下”(直译为“腰带和吊带”)原则872第7章 施工及控制方法8751 岩基处理8752 岩石灌浆8773 采料场和运输道路8784 压密效果及层厚8795 心墙土料8826 反滤料、过渡料和堆石料8847 沥青混凝土心墙8868 沥青块石心墙889第8章 监测设备和实施监测8901 渗流量测8902 表面位移8913 内部位移8924 孔隙压力量测8955 总、应力量测8966 建议897

第11篇 水电站建筑物中的混凝土899

第1章 引言9011 水电工业中混凝土使用的简单回顾9012 混凝土技术近代发展要点9013 耐久性的设计需要的知识903第2章 混凝土的成分9041 水泥和火山灰9042 集料9083 水9094 外加剂909第3章 新鲜混凝土――拌和设计准则9131 水灰比9132 建筑物的类型9133 和易性与稠度9144 周围环境的温度9155 运输的方法和距离915第4章 养护9161 需要有专门的养护9162 养护的方法和手段9163 塑性收缩9174 温度和强度发展的预测917第5章 凝固后的混凝土――要求和性质9191 有关特定性质的准则9192 耐久性、损坏的来源和防止手段9193 不透水性9244 结构强度925第6章 钢筋9281 对钢筋的说明9282 纤维9283 镀锌钢筋929第7章 坝工中的混凝土9301 对混凝土性质的一般要求9302 混凝土坝9303 碾压堤坝中的混凝土936第8章 水道中的混凝土9401 隧洞9402 压力管道和其他压力管道9483 浪涌室(调压室)9514 堰9525 闸门9526 进水口9547 渠道9548 涵管9559 鱼梯955第9章 水电站厂房的混凝土9571 典型的地下电站厂房9572 典型的地面电站9603 预制构件963第10章 质量保证(QA)9661 概述9662 咨询的混凝土质量保证QA9663 对承包商的混凝土质量保证967第11章 损坏和修理9691 概述9692 诊断9703 修理方法971第12章 案例9731 概述9732 坝址自然条件9743 坝的说明9744 混凝土的目标性质9745 实际得到的混凝土性质9756 配料、运输和铺设976本篇缩略词987

第12篇 水力机械989

第1章 简介9911 本章中介绍的机械设备9912 设计总体考虑991第2章 水轮机主要的数据和特性9961 水轮机的分类9962 水斗式水轮机10033 反击式水轮机10044 过渡区水轮机的选型1008第3章 水轮机性能试验10111 性能要求10112 现场试验10123 模型试验1016第4章 水斗式水轮机10181 基本结构和典型部件10182 通流部件的功能和设计10193 部件安装和拆卸10244 测试、监控和状态控制1025第5章 混流式水轮机10271 一般结构和典型特征10272 部件的功能和设计10283 系统安装和拆卸10334 测量仪表、监控和状态控制1034第6章 转桨式水轮机10361 一般结构和典型特征10362 部件功能和设计10373 设备安装和拆卸10424 测试、监控和状态控制设备1043第7章 灯泡贯流式水轮机10451 总体布置及特征10452 各过流部件的作用和设计10463 现场安装和拆卸10494 测量监控和状态控制设备1050第8章 水轮机调速器10521 引言10522 调速器性能10533 调速器测试10554 主要部件10555 调速器10566 特殊调速器功能10577 油压系统1058第9章 水轮机主阀10611 总体布置10612 水轮机主阀10613 其他阀门1067第10章 辅助设备10701 冷却水系统10702 附加水系统10723 排水系统10724 厂房起重机10735 工作间1074第11章 质量保证及文件10761 质量保证10762 文件的形成1077附录1080参考标准1080

第13篇 电器设计1081

第1章 工频电磁学10831 术语与标准10832 挪威的电力系统10843 电压与电流10844 同步电机10905 异步电机10936 能量转化1094第2章 水轮发电机10961 主要组成部分10962 参数选择10963 设计原理10984 监测及仪器11045 现场安装11046 现场试验11057 抽水蓄能机组11058 灯泡式发电机组1107第3章 水力发电站变压器11091 引言11092 绕组11113 挪威工厂中的变压器11134 壳体11145 保护和管理11166 运输1117第4章 电器室布置11181 室内安装11182 控制系统建筑物11213 低压电力线路和控制电缆1123第5章 高压开关设备11251 概述11252 操作和设计准则11263 带有气体绝缘开关装置的电厂11284 过压保护11295 常规的开关装置11306 发电机母线11317 母线连接设备1133第6章 高压电缆11351 材料和设计11352 电缆外套上的电流、电压和接地11363 电缆排布1137第7章 接地系统11391 概述11392 小结1141第8章 控制设备11441 内容简介11442 系统设计11443 技术11454 紧急停机11495 发电机保护11506 水位测量1155第9章 通讯系统11571 通讯系统11572 通讯电缆1160第10章 辅助系统11611 辅助厂用电系统11612 防火、监测和灭火11643 压力释放开口和人身安全11664 冷却水系统11675 排水系统11686 空气通风系统11697 电厂照明系统11728 紧急照明1173第11章 试验、质量保证及文件11751 文件11752 标注和名称11753 试验11764 质量保证(QA)1177附录11791 装有GIS的三个挪威水电厂11792 发电机组的开机和停机程序1183

第14篇 地下厂房和高压隧洞1185

第1章 引言11871 挪威地下厂房的发展11872 地面厂房和地下厂房方案的比较11883 本篇的编排1189第2章 地下厂房的功能评述11901 水力系统11902 发电系统11923 辅助系统11924 运行1194第3章 地下厂房11961 地下厂房的主要特点11962 水电站的总体布置11983 厂房布置12034 地下厂房的内部结构1212第4章 高压隧洞和竖井12201 不衬砌隧洞和竖井12202 钢衬隧洞和埋藏式钢管12273 混凝土堵头1237第5章 地质勘查和设计原则12391 引言12392 岩石工程的设计原则(地下洞室结构)1239

第15篇 施工管理1245

第1章 编译者引言1247第2章 施工管理12481 概述12482 管理责任12483 组织构想22484 项目体制的建立12495 可行性研究、初步设计和详图设计12496 工程估价12497 标书12508 对承包商的资格预审12509 建立“工程师”组织,即选择监理单位125010 进度和合同的贯彻、质量控制和保证125111 报告和会议,规章制度125112 结束1251第3章 项目参与者12531 业主,监理,设计者12532 承包商12533 供应商1254

第16篇 输配电1255

第1章 简论12571导言12572 历史性的里程碑12573 挪威国内的传输配电系统1257第2章 传输配电系统规划12601 规划目标12602 规划步骤12613 规划参数和标准1262第3章 架空线设计原则12651 简介12652 架空线设计标准和规范的简单历史回顾12663 标准框架12664 标准结构中的构成要素1269第4章 规划、证书和补偿的可行性12751 规划过程的正式基础12752 初步研究和大规模规划12773 公共关系的程序12854 申请和申请过程12935 补偿和评估12956 维护计划1296第5章 工程学12991 线塔测点定位12992 购买/签约13163 建设规划13174 施工13225 监控和文件1336第6章 运行维护、架空线复原和重建13401 简介13402 输电系统的运行可靠性13403 系统条件监控13414 系统维护13415 系统监管、规则和监控13416 继电保护系统13427 通信系统13428 架空线状态监控13429 已有的网络工作134310 活动线路上的带电操作(LLW)134511 升级和改进134512 特殊运行问题1346

第17篇 维修及改建1349

第1章 维修的分类与目的1351第2章 维修观测的重点1352第3章 改建1354

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