欢迎您光临《我的新农村梦》分享 http://blog.sciencenet.cn/u/eugenef 2013年8月由中国农业出版社出版,今年《我的新农村梦》两周岁了,盼望她快点茁壮长大成真!背景图片:从山上俯瞰我的家乡瑶山乡琅坑源村。

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《我的新农村梦》之文章8:农村小水电站—德国乡村考察篇

已有 6423 次阅读 2014-8-7 19:19 |个人分类:生活感悟|系统分类:生活其它| 我的新农村梦, 德国乡村小水电站


页首照片: 鸟岛景观

   农村小水电站

——德国乡村考察篇


先说说布伦茨河上总共有多少座小水电站吧。布伦茨河从源头的泉眼开始,在其静静地流淌55公里的流域上紧密结合水利设施共建有18座微型水电站,总装机容量1440kW,年发电量大约2600万度。18座微型小水电站的装机容量如下表所列:

表格1布伦茨河上的18座小水电站

序号

小水电站名称

装机容量

1.

布伦茨泉小水电站,柯尼希斯布龙Gemeinde Königsbronn

42.4

kW

2.

伊策尔贝格湖小水电站Königsbronn Itzelberg

53.4

kW

3.

奔驰水车磨坊,奥夫豪森小村,海登海姆Mühle Benz,  Heidenheim-Aufhausen

26.1

kW

4.

布鲁尼穆勒,海登海姆Brunnenmühle, Heidenheim

27.8

kW

5.

梅尔格尔施泰藤小水电站E-Werk Zöppritex,  Mergelstetten

67

kW

6.

旺根穆勒磨坊,梅尔格尔施泰藤Wangenmühle, Mergelstetten

65.6

kW

7.

博尔海姆小水电站E-Werk  Herbrechtingen-Bolheim

123.3

kW

8.

宾德施泰恩小水电站Bindsteinmühle,  Gerstetten-Bindstein

68.4

kW

9.

黑布雷希廷恩村的一处电站Baumwollspinnerei   Merz, Herbrechtingen

75.1

kW

10.

黑布雷希廷恩村的另一处电站Obere Mühle, Herbrechtingen

116.6

kW

11.

黑布雷希廷恩村的另一处电站Dr. Reh, Herbrechtingen

54

kW

12.

黑马灵恩小水电站E-Werk Hermaringen

279

kW

13.

黑马灵恩村的另一处小水电站Bäckermühle AG, Hermaringen

92.8

kW

14.

松特海姆村的一处小水电站E-Werk Hepp, Sontheim

93.6

kW

15.

松特海姆村的另一处小水电站Schlossmühle Benz, Sontheim

42.4

kW

16.

松特海姆村的另一处小水电站Getreidemühle Fetzer,  Sontheim

62

kW

17.

松特海姆村的另一处小水电站E-Werk Ströhle, Sontheim

118.7

kW

18.

迪兴根村的一处小水电站Rappenmühle, Dischingen

32

kW

虽然布伦茨河上的这些电站都非常小,最小的只有30kW不到,最大的也300kW不到,大部分的国内水电人可能根本不把这些微型电站放在眼里,因为从我个人在上海福伊特工作的八年里,国内的电站建设正快速地朝大型、特大型方向发展,我参与了许多特大型的电站工作,如四川省的锦屏二级、大岗山、溪洛渡、向家坝、白鹤滩和乌东德水电站、重庆市的草街和亭子口水电站、云南的糯扎渡水电站、青海省的拉西瓦、积石峡和羊曲水电站等等。但是,前前后后到德国技术总部出差、工作生活总共不到一年的时间里,其中2010年夏我夫人也来德国生活了一个月,布伦茨河上的那些微型水电站引起了我们夫妇的特别的关注。关注的原因其实很简单,是因为美丽的布伦茨,以及河边的骑车路线。我和我夫人都爱周末骑自行车沿着布伦茨河转,在欣赏美丽的布伦茨沿线的景色同时,不断有这些小水电站进入我们的视线。而我们夫妇都是从事水利工作的,她是水泵的博士,我则一直做水电,所以,对这些点缀于布伦茨河上的微型水电站,看到德国发达农村能建设的那么好,而我们都是从国内农村出来的了解各自家乡农村的实际情况,我们首先是好奇,接着更多的是处于从自己专业的角度去细心留意。

我们把大部分业余时间花在了对布伦茨河的游览和考察上面。沿着布伦茨河上的大部分乡下村庄,我们每看到一处电站,就用相机记录下这些电站的照片。我们把这些照片跟国内有志于从事新农村建设和农村微型电站建设的同行们分享,看布伦茨河上的小水电站是如何结合水利设施的建设进行修建的?以期望能给国内新农村的小型和微型小水电站的规划、设计和建设提供一些有价值的参考。

1.布伦茨泉小水电站

布伦茨泉小水电站泉水池的设计考虑非常细微,有3处堰顶高度一致长度不一的水

堰,当泉水丰富的时候,水漫过堰顶自动地流到小水电站的下游。还有一处水池放空闸门,可以实行池底的清理或维护。小水电站则在一处不是很起眼的角落,小水电站的房子比旁边的大礼堂要小很多,泉水池像是主要是为了大礼堂增添美丽景观设计的,而小水电站像是偷偷躲在一旁,丝毫不影响周围的美丽景观,只是安静地把泉水转化成电力和经济效益。小水电站进水口有格栅和简易的进水闸门。说到闸门的设计也非常讲究细微和人性化考虑,见右图所示,主要是通过各种大小齿轮,使得闸门的开启和关闭更容易操作。 



布伦茨泉小水电站之一




布伦茨泉小水电站之二  

2. 伊策尔贝格湖小水电站

伊策尔贝格湖是由修道院的人靠人工修建的一处小湖,鱼是小湖的主要产出。几个世纪以来,小湖是布伦茨河上鱼类繁殖的主要场所,在当地鱼类繁殖中起着非常重要的作用。

在布伦茨河流入伊策尔贝格湖处就是鸟岛,繁茂的树林和水道组成的湿地不仅给人以印象深刻的景色,而且也是鸟类繁殖的理想场所。

1957年,由上游布伦茨泉处所在村庄和伊策尔贝格湖村委独立决定对小湖进行拓挖和加深,主要是因为当时湖底淤积了2米深的淤泥使得湖水的深度只有750px深。所以,进行拓挖清理非常必要。采用大型挖掘机,大约从湖底挖出了170,000m3的淤泥。挖出的淤泥经过干燥后,回填于小湖西北角大约四英亩的的长满苔藓的湿地和中间的鸟岛,湿地和鸟岛是鸟类和两栖动物理想的繁殖和生活场所。由于生物种类繁多,经常可见翠鸟、喜鹊、绿头鸭、黑水鸡、加拿大鹅、鸥鹭、麝鼠,李清照的“误入藕花深处”“惊起一滩鸥鹭”用在这里形容你行走其间的感觉是再贴切不过了。





伊策尔贝格湖小水电站

伊策尔贝格湖的主要目的是为了鸟类、鱼类和两栖动物的保护,而由此而建的小水电站只不过是附带效益而已。小水电站厂房旁边是一座大房子,我们拍到里面陈设的野猪和小鹿的实物标本模型,因此猜测估计是一座生物博物馆。


鸟岛景观

3.水车磨坊

 这是我们在布伦茨河上见到的为数不多的几个水车,到底是施奈特海姆(凭记忆判定的),还是Kunstmühle(从地图查到的),已无法验证。两张照片给大家一个印象吧。



水车磨坊

4.布鲁尼穆勒小水电站

关于布鲁尼穆勒泉水已经在《布鲁尼穆勒》一文中详细介绍,此处不再详细复述。



布鲁尼穆勒小水电站

5.梅尔格尔施泰藤小水电站

梅尔格尔施泰藤小湖就在我们2010年所住的宿舍楼前,从面湖的窗户远眺,远处就是海登海姆的城堡,景色非常漂亮。上面左侧照片是我2010年冬天拍摄的。右侧照片是我2013年确定小水电站位置时拍摄的,小水电站非常小,而且布置在非常隐蔽的两栋大宿舍楼中间的偏僻处,让你根本察觉不到它的存在。



梅尔格尔施泰藤小水电站

6.旺根穆勒磨坊Wangenmühle

旺根穆勒磨坊是一个家庭作坊,成立于1859年。一百五十年以来,至今仍然是一处玉米、大米谷物和面粉磨坊加工企业。想象当初磨坊主要靠水力驱动,今天边上的水力驱动已经被升级改成了小水电站,而谷物和面粉加工则应该改成了更灵活和高效的电力驱动。但是,家庭作坊仍然保持着原有的产业,只是升级改成了有机生物类产品。


旺根穆勒磨坊小水电站

我对这处小水电站印象深刻,因为它就在我住的地方梅尔格尔施泰藤的村尾,而且在布伦茨河边,我经常吃完晚饭后就去那里走一走。它吸引我的另外一个地方就是它的河道的设计。在磨坊上游不远处主河道一侧设置一道泄水闸门(见下图),闸门由三扇组成,两侧的两扇是采用电动启闭的,中间的一扇则采用手摇齿轮启闭。闸门旁边有一个小控制箱和立柱上的一个装置(可能是监视镜头装置),所以猜测它就是通过远程控制开启的。一个小小的家庭磨坊采用了如此先进和创新的技术,可见这家家庭作坊为什么百年不倒了?


泄水闸门

7.博尔海姆小水电站

博尔海姆小水电站在Wangenmühle下游不远处。小水电站有很长的引水河道,水头落差估计不超过4米,有比较丰富的流量,小水电站装设两台机组,所以博尔海姆小水电站是一个比较初具规模的小水电站。

上面贴的几张博尔海姆小水电站的照片是我多年前拍摄的,当时小水电站的老设备正被拆除摆在外面,从下游侧往流道内望去,我拍到了一张一个洞的照片,那个地方就是装设立式水力驱动机组的。


 博尔海姆小水电站

小水电站河道的设计跟Wangenmühle处类似,在这里水被分成两股,一股溢流到外河,一股流向博尔海姆小水电站以及下面的两处泄水闸门。从旺根穆勒磨坊小水电站和博尔海姆小水电站的设计,我想到小水电站的设计永远应该跟河道的规划设计紧密结合。河道的规划设计当然要优先考虑生态保护、景观形成和出现洪水时的应急要求,同时为了避免建设大坝以及适宜建设低投资成本的小水电站,还需要考虑尽可能的聚集水量以及合理利用地势形成一定水头落差,以提高水利设施的发电效益。


8.宾德施泰恩小水电站(Bindstein-mühle)


   宾德施泰恩小水电站坐落在风景秀丽的布伦茨大拐弯的拐角处,只装设一台机组,水头落差估计不超过3米。从厂房内的机组布置看是水轮机应该是立式的,采用齿轮将垂直向变成横向由皮带带动发电机驱动发电(发电机明显地像似一台小型的电动机)



9.黑马灵恩小水电站

黑马灵恩有两座小水电站,其中位于村头的一座比较大,而且历史比较悠久,建于1906年,装机279kW,发电主要供当地970户居民使用,2012年累计发电500kW.h。关于这座电站在《布鲁尼穆勒》一文中已经提及。



黑马灵恩小水电站


输电电线

 位于黑马灵恩村尾的另外一座磨坊电站,只有下面的一张照片记录。


10.贝根韦勒小水电站

虽然路过这个村庄,但是根本没有留意到这座电站,所以没有拍摄的照片。倒是在Google上查到的,对其河道的设计跟松特海姆小水电站一样挺有参考价值的。它仅需稍微拓挖一条支流,在主河道上稍微设一道闸门,把河水引过来,然后在合适的地势位置建造一座小水电站或磨坊,水经过发电后沿着拓挖的河道回流到主河道。一个小拐弯,很简单的设计,水流经的面积更大,利于植被的生长,同时电站发电也带来了经济效益。

贝根韦勒小水电站(图片来源于谷歌地图)

11.松特海姆小水电站

从本文开头的布伦茨河上的18座电站列表中可以看出在松特海姆有很多座小水电站,我们却只拍摄到了一座电站。这主要是因为松特海姆在布伦茨河的下游,而我们骑自行车到松特海姆仔细浏览的时间非常短。



松特海姆的小水电站

12.贡德尔芬恩小水电站

贡德尔芬恩是一座相对较大的城镇,布伦茨河流淌到这里,水网交织,河道和城市建设融为一体。下面的照片是城中的一处小支流上的一个非常小的电站。

中一处小支流上的小水电站

13.多瑙河上的几处小水电站(2014/08/07此处为多瑙河德国境内,属于上游段)

布伦茨河流过贡德尔芬恩后,不远就汇入到了美丽的多瑙河。沿着布伦茨河骑自行车,再沿着多瑙河,我们最多路过了多瑙河上的三座稍微大一些的电站。其实,在多瑙河的这段河流在上世纪80年代初总共规划建设了4座电站,它们的基本参数如下表所列:

表格 2 布伦茨河与多瑙河交界处附近的四座小水电站

电站名称

出力

[MW]

水头

[m]

装机

台数

年发电量

[GW.h]

建设年代

迪林根水电站Kraftwerk Dillingen

7.4

5.50

2

45.4

1981

赫希施塔特水电站Kraftwerk Höchstädt

10.0

7.45

2

61.6

1982

施文宁根水电站Kraftwerk Schwenningen

8.6

6.30

2

53.4

1983

多瑙沃特水电站Kraftwerk Donauwörth

8.5

7.0

2

54.8

1984

四座小水电站,虽然出力最大的赫希施塔特水电站才一万千瓦出力,在国内属于非常小的小水电站规模(小水电的上限出力是25MW),电站的发电水头最小的才有5.5m,最大的也只有7.45m,但是四座电站8台机组累计的年发电量却达到了2.152亿度。自四座小水电站分四年相继建成后到2012年短短的三十余年时间里,四座梯级电站累计发电量达到63.384亿度,以0.5/度电估算,累计创造的电力效益大概是31.692亿元。这是何等高投资回报的工程!

2012年我在培训期间34次骑自行车来到了多瑙河边,最远的一次我到达了施文宁根水电站,而多瑙沃特水电站由于距离太远,没有到达。我拍摄的其中几处电站的部分照片如下:


电站下游侧拍摄



迪林根水电站闸门设计

电站没有建设大坝,均采用闸门设计拦水。


 
迪林根水电站上游侧拍摄
      迪林根水电站下游侧拍摄

迪林根水电站的一侧设置了小型的船闸,供在多瑙河上划船的爱好者通过,如下面的照片所示。


 
迪林根水电站船闸处的闸门
迪林根水电站船闸下游渠道



电站上游侧拍摄


电站下游侧拍摄

电站一边矗立的多瑙河上几处电站分布图




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