挪威水电工程的成功经验

挪威水电在工程方面有许多好的经验，尤其在水电站引水系统、地下工程方面有很多好经验。他们介绍其经验时，经常首先介绍一张演化图，如图2所示。

1950年以前，挪威还相当落后，水电工业并不发达，只有一些较小的水电站。挪威的地理、地质、水文条件一般来讲还不错，有不少适宜于建电站的地方，他们建造了一些引水式电站。常规引水隧洞，在末端建常规调压室，然后做地面高压管道，常规地面厂房。这和世界各国的以往状况是一样的。

1950～1960年，挪威人感到使用地面压力钢管、建筑地面厂房有时会遇到一些困难，例如雪崩、山岩塌落，冬季严寒等。不如把管道、厂房建到地下更安全些，即使多花一点投资也是值得的，因此把钢管、厂房转入地下。但是当时对围岩还不十分信赖，钢管虽然转入地下，都是在隧洞中装明管。他们当时认为这样受力明确，也便于维修。笔者访问挪威时，也进到这些老电站的钢管隧洞中去看个明白。的确是明钢管，隧洞周围基本没做什么衬砌，管道和地面钢管的做法完全一样。这一个时期不长，人们很快发现应该利用围岩的承载能力。在隧洞中装明钢管，隧洞挖得相当大，而管道只能相对较小。工作条件很差，又没有得到更多的好处。当时也有一些工程做钢板衬砌隧洞的，人们发现也没什么缺陷，还可以利用山岩承担部分内水压力，从而节约一点投资。

1960～1975年，这一阶段岩石力学、地下工程有较大的发展，因此再也没人在隧洞内装明钢管了，全部都采用钢板衬砌隧洞，有一些工程甚至采用了不衬砌隧洞，不衬砌高压管道，绝大多数都获得成功，总结出一些经验。最大的不衬砌水道内水压力达到450m，使建造水电站的投资大为节省。10年之内，水电站总装机容量由644万k W增加到1677万k W，挪威很快由一个比较贫穷的落后国家变成一个中等发达国家，到1975年全国总发电量达774亿k W·h，人均用电量近1.8万k W·h。目前我国年人均发电量只有近1200k W·h。

1975年以后，挪威水电站的发展又跨出新的一步，那就是在1973年在Driva电站采用了第一个气垫式调压室。该电站水头约为450m，装机容量为14万k W，气垫室容积为3000m3。该电站投入运行后，情况良好，漏气漏水极少。同时，在这之前对不衬砌水道的设计已比较成熟，已建成40余条内水压力在150m水头以上的不衬砌水道，除了早期有几条有问题外，其余40条运行均良好。可以说基本掌握了规律。因此，人们对深埋不衬砌水道、气垫式调压室有了信心，也看到了它们的优越性。引水式水电站的设计模式就演变成了图2中最下面的形式。从1973～2005年，挪威共建成带气垫式调压室的水电站10座，总装机容量达256万k W，其中两座最大的装机为124万k W的Kvilldal电站和另一座装机120万k W 的Sima电站的一半 （该电站由两个各自独立的引水系统），均采用气垫式调压室。目前，挪威全国水电站总装机容量已达2600万k W，占全国电力系统总容量的99.8%。挪威全国电力供应已达饱和状态，除满足全部工业、生活用电外，大量向邻近国家输出，更大量的用来冶炼出口金属产品，实际上是变相出口电力。加上北海石油以及其电子、机械产品的生产出口，挪威人均年国民产值在全世界一直排在前5名之内，和中东那些人口少、盛产石油的沙特阿拉伯、科威特等不相上下，排在美国、日本、英国、法国、德国等一流经济强国之前。(www.xing528.com)

我国水电资源比世界各国都多，比挪威当然更多，我国的矿产资源也是十分丰富的，两者都集中在西南及西北地区，而这些地方又是目前相对贫困、落后的少数民族聚居地区。如果我们能够努力学习国内外已有的先进经验，开发出我们潜在的资源、优势，我们国家将会有多么灿烂的前景。四川阿坝藏族自治州已走上这条道路，四川甘孜藏族自治州也正在起步，我们完全可以期待10年、20年之后这些地区也会富甲天下，整个西部地区，也许30年、50年后将令人刮目相看。

图2　挪威引水式水电站发展史示意图

目前挪威，引水式水电站设计思路和以往设计思路完全不同，主要表现在充分相信岩体的承载能力，尽量不作什么衬砌，按一定的要求深埋，用气垫式调压室代替了以往的地面调压室，尽量采用地下厂房。这种思路不仅省钱、省时、运用安全可靠，而且对环境的破坏可减少到最低程度。