1概述挪威王國(guó)位于歐洲西北角，人口420萬(wàn)，其地形特點(diǎn)是沿南北方向分布著高程在1000～2000m的山脈，這些高山都受山谷和海峽的切割。東南部是較開(kāi)闊的平原，最北端為低山高原。挪威境內(nèi)每年降水形成的能量約為5000億kW·h，其中有1500億kW·h的開(kāi)發(fā)在經(jīng)濟(jì)上是合理的，有1000億kW·h已經(jīng)或正在開(kāi)發(fā)，剩下的可開(kāi)發(fā)部分有一半將因?yàn)榄h(huán)境原因不再開(kāi)發(fā)。挪威的水電資源在地理上和規(guī)模上分布非常合理。雖然境內(nèi)沒(méi)有較大的河流，但大量的小河小湖落差非常集中。在城市或人口集中的地區(qū)附近都可找到適于修建水電站的壩址。1900年水電站裝機(jī)為800kW；1930年全國(guó)共有1400座水電站，但其總?cè)萘恐挥?萬(wàn)kW；而到1990年，運(yùn)行中的水電站已達(dá)600座，總裝機(jī)容量達(dá)2700萬(wàn)kW。2水電工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)及施工2.1規(guī)劃與設(shè)計(jì)新電站的規(guī)劃一般由電力公司自己的工作人員承擔(dān)，設(shè)計(jì)工作是委托給獨(dú)立的咨詢工程師。由于規(guī)劃和設(shè)計(jì)密切相關(guān)，互相影響，所以規(guī)劃與設(shè)計(jì)往往不斷調(diào)整和修正。在一條河流的開(kāi)發(fā)方案形成之前，每個(gè)工程項(xiàng)目的初步設(shè)計(jì)工作要經(jīng)過(guò)幾個(gè)階段。最后的開(kāi)發(fā)方案是與項(xiàng)目的初步設(shè)計(jì)同時(shí)決定的。國(guó)家電力局和其它一些電力開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)都是委托專門的設(shè)計(jì)人員作工程設(shè)計(jì)工作，但在整個(gè)設(shè)計(jì)階段，還要請(qǐng)其它的咨詢專家進(jìn)行咨詢。挪威電力行業(yè)十分注意技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的交流，公司內(nèi)部和公司之間的技術(shù)交流會(huì)，請(qǐng)專家講課和有關(guān)工程技術(shù)方面的學(xué)術(shù)會(huì)議安排的很多，這就使得全國(guó)的水電行業(yè)都能在工作中采用最新的技術(shù)。最近十年來(lái)，在水電行業(yè)中又補(bǔ)充了建筑師、經(jīng)濟(jì)師、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)師以及從事野生動(dòng)物和水產(chǎn)養(yǎng)殖工作的人員。目前，挪威主要的水電咨詢機(jī)構(gòu)是由一些較小的公司不斷合并形成的。這些小的咨詢公司都建立于1920年前后挪威水電開(kāi)發(fā)的高潮時(shí)期。目前的趨勢(shì)是各種專業(yè)的咨詢公司進(jìn)一步合并，從而形成多學(xué)科的咨詢公司。二次世界大戰(zhàn)后，隨著國(guó)際間合作的加強(qiáng)，挪威水電工程咨詢專家在國(guó)外十分活躍，這也使挪威專家將國(guó)際上其它國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)帶回了本國(guó)。2.2施工絕大多數(shù)業(yè)主都是采用競(jìng)爭(zhēng)性招標(biāo)的方法選擇承包商。國(guó)家電力局有一支自己的施工隊(duì)伍，但只是作為承包商在施工高峰時(shí)的補(bǔ)充，或是從事一些專門工程的施工。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)家電力局工程隊(duì)的施工任務(wù)從來(lái)沒(méi)有間斷過(guò)，因支那些需要重型石方開(kāi)挖設(shè)備的工作是任何一個(gè)承包商都承擔(dān)不了的。目前，聯(lián)營(yíng)的承包商也不斷增加。這種聯(lián)營(yíng)只是為了承包某一工程而臨時(shí)組成的，目的是充分利用各方的設(shè)備、經(jīng)驗(yàn)和人力，以提高勞動(dòng)效率。事實(shí)上，挪威目前在建的所有大型水電工程都是由聯(lián)營(yíng)體承包的。這個(gè)聯(lián)營(yíng)體在經(jīng)濟(jì)上必須是獨(dú)立的。承包商不一定是專門的水電施工企業(yè)，只是著重于水電方面的施工。目前，施工企業(yè)都在向?qū)I(yè)化方向發(fā)展，有的專門搞復(fù)雜部位的鋼筋混凝土，有的專門搞巖石開(kāi)挖和堆石。這些專業(yè)化隊(duì)伍往往是聯(lián)合起來(lái)，組成聯(lián)營(yíng)體，共同承包工程。同樣的承包商也會(huì)以單獨(dú)或聯(lián)營(yíng)的形式去承包挪威海的石油開(kāi)發(fā)工程的施工，那里既急需施工力量，也為施工隊(duì)伍提供了大量的施工任務(wù)，同時(shí)也大大地提高了承包商的施工組織和技術(shù)水平。挪威的承包商在國(guó)外也很活躍，特別是在隧洞和地下工程的開(kāi)挖方面。2.3設(shè)備制造二次大戰(zhàn)以來(lái)，挪威絕大多數(shù)電站的水輪機(jī)都是由國(guó)內(nèi)廠家Kvarner公司制造的，也有一些是進(jìn)口的。在高水頭混流式水輪機(jī)的制造方面，挪威水輪機(jī)制造業(yè)在本世紀(jì)30年代就有了真正的突破，這對(duì)挪威水電的發(fā)展具有十分重要的意義。挪威水電站的水頭絕大多數(shù)在500～1000m之間，水頭很高，其發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速一般在300～1000r／min之間，也有低轉(zhuǎn)速的發(fā)電機(jī)，包括轉(zhuǎn)速在90～125r／min的“燈泡式機(jī)組”。挪威于1968年開(kāi)始采用水冷發(fā)電機(jī)，到1991年共有15臺(tái)發(fā)電機(jī)是采用全水冷方式，是世界上數(shù)量最多的。目前，又設(shè)計(jì)了定子用水冷、轉(zhuǎn)子用氣冷的發(fā)電機(jī)組，容量在180～360MVA之間。2.4研究工作特倫赫姆大學(xué)的工程學(xué)院和SINTEF在水電開(kāi)發(fā)方面的研究中十分活躍，這也得益于電力工業(yè)和機(jī)電制造廠商的有力支持。特倫赫姆大學(xué)的水力機(jī)械實(shí)驗(yàn)室（后劃歸SINTEF）與kvarner密切合作，目前的研究主要集中于兩個(gè)方面：一個(gè)是高效的高水頭大型水輪機(jī)；一個(gè)是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本低廉的小型水輪機(jī)。另外，為了利用盡可能小的水庫(kù)儲(chǔ)蓄盡可能多的電能，這個(gè)實(shí)驗(yàn)室已著手研究高水頭可逆式水輪機(jī)，目前正在運(yùn)行的抽水蓄能機(jī)組的一級(jí)抽水高程為700m。SINTEF的水力實(shí)驗(yàn)室有一套大型的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，可以進(jìn)行整個(gè)電站的模型試驗(yàn)。水力學(xué)模擬與計(jì)算機(jī)模擬可以互相驗(yàn)證，這對(duì)研究由隧洞、壓力管道、水輪機(jī)組成的整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程是十分重要的。他們還通過(guò)埋設(shè)儀器的方式，研究氣墊式調(diào)壓井的運(yùn)行，以進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)計(jì)。SINTEF研究所目前形成了一套生產(chǎn)規(guī)劃模型，其水電站調(diào)度模型是目前挪威各電站的標(biāo)準(zhǔn)管理工具。3水電工程建設(shè)中的幾個(gè)技術(shù)特點(diǎn)3.1設(shè)計(jì)特點(diǎn)二次大戰(zhàn)結(jié)束前修建的電站，多采用明管加地面廠房的布置方案。隨著洞挖成本的降低，用地下廠房和襯砌的斜井來(lái)代替明管逐漸成為最經(jīng)濟(jì)的布置方案。在引水工程中，壓力管道是成本最高的。通過(guò)縮短壓力管道的長(zhǎng)度，降低單位長(zhǎng)度成本所節(jié)約的投資，可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)補(bǔ)償開(kāi)挖進(jìn)廠交通洞所需的費(fèi)用，以及廠房本身可能增加的費(fèi)用。3.2壓力管道與廠房的演變地下廠房和壓力鋼管的演變有如下4個(gè)過(guò)程，這4個(gè)過(guò)程最終都是以最小成本作為最終目的。（1）1950年以前的設(shè)計(jì)，是通過(guò)無(wú)壓引水平洞將水引到距離電站盡可能近的地方，然后與有壓明鋼管相接，引到地面廠房，設(shè)地面垂直調(diào)壓井。（2）1950～1960年間，無(wú)壓引水平洞接地下水平調(diào)壓井，再接45゜傾角的鋼襯砌斜井，后接地下廠房。鋼襯砌斜井通過(guò)混凝土將部分水壓力傳給巖石。這種布置進(jìn)一步減少了投資，因?yàn)橛袎汗芏蔚目s短和成本的降低節(jié)約的資金遠(yuǎn)大于地下廠房，進(jìn)廠交通洞和尾水洞的開(kāi)挖。（3）1960～1975年，鋼襯砌的斜管改為無(wú)襯砌斜管，這主要是由于大量的實(shí)踐提高了人們對(duì)巖石特性的認(rèn)識(shí)。（4）1975年以后，由于取消了襯砌，也就沒(méi)有必要再縮短斜井的長(zhǎng)度，所以，從電站廠房直接向進(jìn)水口打直洞引水，也就是自然而然的事了。同時(shí)，采用了氣墊式調(diào)壓井。無(wú)襯砌引水隧洞的運(yùn)行即使在近1000m水頭下（Nyset－ssteggie水電站，水頭965m，1987年建成）也十分正常。當(dāng)巖石條件較差時(shí)，可以采用部分襯砌或在斜井底部村一段的辦法。3.3地下廠房全世界大約有400座水電站地下廠房，其中200多座是在挪威。早期，地下廠房只是作為一種可供選擇的方案。二次大戰(zhàn)期間和戰(zhàn)后，人們認(rèn)識(shí)到地下廠房對(duì)于避免轟炸十分有利。隨著巖石開(kāi)挖方法和設(shè)備的快速進(jìn)步，開(kāi)挖成本也隨之降低，地下廠房方案成為最為經(jīng)濟(jì)的方案，同時(shí)也不再受地形條件的限制。通常情況下，由于整體布置的要求，地