水利工程論文-美國田納西流域開發(fā)與管理現(xiàn)狀摘要：根據(jù)1996年水利部和美國田納西流域管理局(TVA)簽訂的合作諒解備忘錄，水利部第二批培訓考察團，于1997年5月赴美進行了為期兩周的培訓考察。這次培訓考察涉及TVA法、水資源管理與防洪、水電操作、TVA檢修計劃、水電現(xiàn)代化計劃等內(nèi)容。本文僅就田納西流域的開發(fā)與管理現(xiàn)狀進行介紹。關(guān)鍵詞：美國田納西流域開發(fā)管理一、防洪和水資源管理田納西流域位于美國東南部，是美國第五大河。流域面積10.6萬km2，干流全長約1050km，落差約130m，中上游有5條主要支流，流域多年降雨量為1320mm，降雨年內(nèi)分布比較均勻；多年平均流量為1850m3s，相應(yīng)年徑流量約為584億m3。根據(jù)TVA法，TVA統(tǒng)籌兼顧社會對水的不同需求，負責田納西流域的治理規(guī)劃和開發(fā)，負責流域水資源的統(tǒng)一管理，包括制定水資源綜合利用規(guī)劃、工程建設(shè)和經(jīng)營管理。對影響田納西河流域干支流的項目有審批權(quán)，與其它機構(gòu)合作管理河道，審批沿岸的任何開發(fā)活動。經(jīng)過六十多年的開發(fā)建設(shè)，田納西河流域干支流以航運、防洪為目的的水利工程已接近開發(fā)完畢，田納西河流域已成為世界上開發(fā)管理最為完善的水系之一。到目前為止，TVA共建有.水庫54座，其中有防洪庫容的水庫有35座，總防洪庫容約為145億m3，占流域年徑流總量的25左右。干流興建了9座水庫，總防洪庫容約為72億m3。流域內(nèi)的主要防洪工程是水庫和中下游零星的堤防，沒有系統(tǒng)的堤防工程和城市防洪墻工程。水庫的興建大大減輕了流域的洪災(zāi)損失，據(jù)統(tǒng)計，印多年來，防洪減災(zāi)效益約40億美元，僅1973年TVA的防洪措施就為當?shù)販p少了5億美元的損失。目前，流域的防洪標準達到了百年一遇。TVA的水庫系統(tǒng)不僅使本流域的11個重災(zāi)區(qū)的水災(zāi)受災(zāi)程度大大降低，而且，在下游的俄亥俄河和密西西比河處于汛期時，TVA通過和美國陸軍工程兵團及俄亥俄河管理委員會合作，優(yōu)化水庫調(diào)度，還可以共同防止下游發(fā)生大水災(zāi)的可能。田納西流域的洪水調(diào)度主要是水庫調(diào)度，防洪調(diào)度和發(fā)電調(diào)度均由TVA決策。水庫已實現(xiàn)聯(lián)合調(diào)度，防洪是第一位的，發(fā)電調(diào)度服從防洪調(diào)度。如果州與州之間或縣與縣之間因防洪和發(fā)電發(fā)生沖突時，由TVA負責協(xié)調(diào)解決，但原則依然是防洪第一，往往是給受災(zāi)州(縣)以經(jīng)濟補償。TVA根據(jù)多年的資料，分析確定了田納西流域百年一遇洪水風險區(qū)域，要求洪水風險區(qū)域內(nèi)的居民和企業(yè)搬離。目前區(qū)域內(nèi)的居民和企業(yè)很少，少數(shù)洪水風險區(qū)域內(nèi)的房屋設(shè)施都采取了相應(yīng)的安全措施。TVA從早期的“讓水遠離民眾”和“讓民眾遠離水”采取工程和行政措施讓民眾免遭水患，到近期的“讓民眾參與水”增強民眾的水意識、參與治水并共享治水的成果，反映了TVA多年來治水思想、實施措施的重大轉(zhuǎn)變。TVA的水文檢測，水流量預(yù)報、蓄洪量調(diào)控、防洪的實際運作方案及大壩的安全措施和應(yīng)急方案，其技術(shù)和思想比較先進，很值得借鑒。二、電力生產(chǎn)經(jīng)營TVA法涉及電力方面的規(guī)定很多。電力生產(chǎn)經(jīng)營在TVA職能中占有重要地位，特別是在TVA發(fā)展的近期，其地位和作用日趨顯著。TVA法規(guī)定，航運是TVA的第一職責，實際上，成立TVA最初的宗旨正是改善田納西流域的航運條件；防洪居第二位；而TVA的水壩只有在完成了上述兩項職責后，才能考慮發(fā)電的需要?；谶@種指導思想，1955年以前，TVA只有結(jié)合航運和防洪需要的水電站。盡管如此，當時的TVA電力系統(tǒng)供電面已達13萬km2，涉及7個州。由于這些區(qū)域用電量增加很快，遠遠超過TVA水電的供電能力，TVA開始興建一系列的大型火電廠和核電站，以彌補供電不足。在1933年TVA成立初期，只有威爾遜水電站和另外一座火電廠。經(jīng)過60多年發(fā)展，目前TVA共擁有電站44座，總裝機容量約為3200萬kW，其中水電站30座，裝機容量456.3萬kW，占14；火電站11座，裝機容量1740.7萬kW，占55；核電站3座，裝機容量591.7萬kW，占18；燃油、燃氣機組容量251萬kW，占8；抽水蓄能裝機容量153萬kw，占5。TVA的電力系統(tǒng)共擁有輸電線路28000km，電壓等級為26kv到500ky，并和其它電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運行，交換電力電量。TVA法規(guī)定了TVA出售電力的次序依次為州、縣市和公司。TVA的電力用戶主要是160家電力分銷商和61家電力直供用戶。供電人口約為800萬。在冬季，TVA電網(wǎng)的最大負荷為2599.5萬kW(出現(xiàn)在1955年)，夏季最大負荷為2549.6萬kW(出現(xiàn)在1995年)。幾十年來，TVA的年發(fā)電量一直呈穩(wěn)步增長的勢頭，但近十年增幅較小，1986年年發(fā)電量為1050億kWh，1996年發(fā)電量1600億kWh，其中火電發(fā)電量占70，水電發(fā)電量占16，核電占14。TVA有權(quán)自定電價，并以此影響相鄰電力系統(tǒng)的售電價。TVA的售電合同中，規(guī)定了批發(fā)商的電價水平，并能夠予以監(jiān)督，體現(xiàn)了TVA電力為當?shù)厣鐓^(qū)、民眾特別是鄉(xiāng)村用戶服務(wù)的宗旨。TVA的電價在全美一直處于較低的水平，多年來為流域內(nèi)居民和工商用戶提供了大量的廉價電力。從發(fā)電成本分析，水電最低，約0.2kwh，核電為0.5-0.6kwh，火電為1.11.6kwh，抽水蓄能為3.94.9kwh，燃油(燃氣)發(fā)電為5.16.Ikwh。TVA的電力系統(tǒng)由聯(lián)邦政府所擁有，并在國會的限定條件下經(jīng)營。聯(lián)邦政府對TVA的電力發(fā)展有諸多限制，如制定電價不以盈利為目的，供電范圍不能任意擴大，控制發(fā)行電力債券額度等。1959年以后，TVA電力建設(shè)資金，不再由聯(lián)邦政府撥付，靠TVA發(fā)行電力債券解決，盡管國會通過了TVA的“自籌資金法案”，允許發(fā)行300億美元的電力債券，但是也給TVA帶來了限制，即TVA供電用戶不得超過1957年的供電范圍，即使TVA有能力供電也不允許。國會主要是迫于私人電力企業(yè)的壓力，擔心TVA供電區(qū)域的繼續(xù)擴大會造成當?shù)仉娏Ω偁幍氖Ш?。TVA的電力生產(chǎn)，經(jīng)歷了一個從小到大、從單一的水力發(fā)電到水電、火電、核電并舉綜合發(fā)展的過程。目前，TVA已成為全美最大的電力生產(chǎn)商。電力生產(chǎn)經(jīng)營已成為TVA的經(jīng)濟支柱，1996年，TVA電力銷售收入為57億美元，占TVA年度預(yù)算的98。TVA的電力發(fā)展今后面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)，從內(nèi)部講，由于歷史上電源建設(shè)決策上的失誤和迫于環(huán)保方面的壓力，有一座核電站停運；火電容量閑置過多；消除污染導致火電的成本大幅度上升；電價上漲壓力很大。從外部講，目前全美經(jīng)濟發(fā)展趨緩，電力需求增長放慢，導致了電容量閑置；全美將取消電力管制，電力市場更加開放，電力生產(chǎn)、銷售商的競爭將會更加激烈，對TVA的電價、服務(wù)質(zhì)量、目前擁有的供電市場的穩(wěn)定等提出了更高的要求，對此，TVA還缺乏總體上行之有效的對策。三、TVA的生產(chǎn)和設(shè)備管理TVA的防洪治理、水電開發(fā)技術(shù)、電站自動化控制技術(shù)并不先進，一些水工、電氣設(shè)備甚至比較落后。例如，很多電廠仍在使用三、四十年代生產(chǎn)的單相變壓器、多油斷路器，并且運行良好，而這些在我國已基本淘汰。TVA對管理工作十分重視，把科學的管理方法運用于水利工程的各個環(huán)節(jié)，是TVA取得成功的基礎(chǔ)。TVA的電力生產(chǎn)調(diào)度管理水平在全美是一流的。多年來，TVA先后推行了可靠性管理、物質(zhì)管理、經(jīng)濟成本的動態(tài)管理，特別是近年來，又實行了全面質(zhì)量管理，并和美國國內(nèi)其它軟件公司合作開發(fā)了“WUS”系統(tǒng)，使各項工作更加科學化規(guī)范化，使各種決策更加準確，收到了較高的經(jīng)濟回報。例如，通過其完善的管理系統(tǒng)，能夠?qū)崟r掌握TVA電網(wǎng)中負荷大小和變化趨勢，合理確定水電、核電和火電的比例，并能夠計算出當時的發(fā)電成本，隨時和周邊發(fā)電網(wǎng)的電價做比較，科學地決定是自己發(fā)電還是外購。在設(shè)備的運行、維護、大修等方面，TVA也有一套完備的管理體系，通過對多年運行檢修資料的統(tǒng)計分析，能夠定量分析判斷設(shè)備總體健康水平，為合理地安排機組檢修提供科學的依據(jù)，科學的管理，大大提高了工作效率，降低了成本。美國能源研究所的一份統(tǒng)計報告認為，水電站的主要動力驅(qū)動部件的最長使用壽命為40年，但是TVA的平均使用壽命達到了52年。由此可見TVA的生產(chǎn)運行和設(shè)備管理水平是相當高的。四、TVA的水電現(xiàn)代化計劃TVA近年提出了龐大的水電現(xiàn)代化計劃，該計劃的提出主要基于以下考慮。一是TVA領(lǐng)導認識到，解除電力管制后，電力企業(yè)之間的競爭，主要