堰，是较低的挡水建筑物。桨轮堰水电站（见示意图1）是由横置的桨轮式水轮机转轮和由挡水堰体、冲压桨轮口、冲压口闸门等组成的水轮机座且使其并列横向设置构成桨轮堰水轮发电机组整体建筑形态，桨轮堰结构同时具有挡水和实现水能转换形成出力的双重作用，在由上述结构构成的桨轮堰体上还可再建一定高度的挡水堰体，使该桨轮堰形成的挡水蓄水高度进一步加高，使之在相同桨轮堰体内部结构与规格不变的情况下形成更加强大的转轮出力能力。

 

桨轮堰水电站的作用方法，是通过其冲压桨轮口的作用将桨轮堰体聚集的水能从堰的下部切向冲压桨轮转轮的最大力矩处形成最大水能转换出力，因为超长设计的桨轮转轮可形成巨大的整体合并压强合力，因此即使是在超低水头的情况下也可形成巨大的单机水能转换合成出力能力转换，并可通过调控冲压口闸门开闭数量等方式进行桨轮堰水电站出力能力的大幅度调控与电力调频。因为其冲压桨轮口的设置位置很低，所以其水头利用能力是十分充分的。

 

从宏观建设看，同一个较长设计长度的桨轮堰体可由一至多个单独运行的桨轮堰水轮机组并列一体化构成，多并列设置方式适合在宽河流、大流量、季节流量大幅度变化的河流上应用；而在一个较长坡度河流流段上，由上游到下游可连续梯级分布设置多个桨轮堰水电站，使经过该流段的同一股水流水能实现梯级多次出力转换与全部开发利用。

 

 

任何水电站的水坝都有一定的抗震性，但是面对如同汶川地震一样的山崩地裂式的大地震，如果是在震中地区建存有高坝型特大型的水电站水库，很难完好无缺地存在，或是确保其未来还能够长久安全地运行使用，而其一旦发生破坏，造成的直接与间接损失将是惊人的、连续扩大式发展的，而其再生恢复也是十分困难的。

 

桨轮堰水电站的堰坝建设高度一并控制在10～20米为宜，最高也会低于30米，因此其具有天然的抗地震能力。用一个比喻来形容其抗震能力的产生方式是：桨轮堰水电站就如同一个“不倒翁”，其抗震性的表现方式不是通过完好无损的方式来抗震，而是通过不畏地震的顽强再生方式来抗震。

 

桨轮堰水电站如果遇到大地震造成损坏，其实际损失不大，因为其结构低矮简单，建设方便，重新建设十分容易；其地震破坏时刻所形成的水害危险与对于下游造成的冲击破坏也是不大，因为其是在一个河流上阶段性建设形成众多梯级形态的低坝少量蓄水水库，并且水流可通过各个堰坝顶部广泛自由下泻，个别区域的桨轮堰水库全部或局部被破坏对于下游造成的水害危险不大，况且也不是立刻全部完全消失式的破坏，因此其适宜在任何地质断裂带上建设；当然也可通过超强工程设计方式实现在非直接地质断裂带上更加容易地形成良好的抗震表现。

 

 

汶川地震之后，人们十分关注滋润成都平原两千年之久的都江堰水利工程的安危。但是可以明确地说，每一个桨轮堰水电站的建设都可以形成一个小型、微型的“都江堰式”区域灌溉水利工程。我们可通过与桨轮堰水电站一同一体化规划建设的桨轮堰提水站（见示意图2）的建设，可使河流水流无需通过任何人力、电力、柴油的能源消耗，只是利用河流水流自身拥有的水能能力，方便持久地使其提升到十数米、数十米、数百米的高度，这可在河流两旁广泛建设形成非河道型水库与实现长远距离调水，可方便实现减洪蓄洪，可大量节省山区灌溉用水过程中所必需的高扬程提水灌溉设备与其形成的大量能源消耗。

 

 

在一个较长的河流段上，由上游到下游连续梯级分布设置串联的桨轮堰水电站的规划建设方式，除可使经过该流段的同一股水流水能梯级全部开发利用外，还可形成串联的“桨轮堰水库”，使其具备优质通航能力或具备通航条件。而这在交通条件不便，公路建设困难与建设昂贵的广大山区可形成黄金水道，这对于区域经济发展、方便人民生活和实现“运输方式的节能减排”也将发挥长久重要的作用，从而形成另外附加的社会、经济效益。

 

而通过桨轮堰通航河道船闸升降系统的共同建设，还可使各个串联建设的桨轮堰水库航行船舶实现续航。其船闸升降系统是由船舶进出与升降系统装置，平衡配重升降水箱与其调控系统装置和使上述两个系统装置连接配合调控的系统装置三大功能部分组成（见示意图3）；与水位升降式船闸比较，其具有建设结构大幅简化，材料强度与面积要求大幅减小，工程面积小、成本低，升降快，控制简单，配重升降水箱需要配合下降的水量很小的特点。此外，桨轮堰通航河道的建设更应该尽量提前规划，避免在中途建设特大水库，破坏通达更加长远的目标实现。

 

 

我国西南地区的河川水流绝大部分来自于雪山的融化雪水与上游平缓坡度高原雨水的广泛分散聚集，而该过程是缓慢与持续的，因此该区域的河流水流均呈现出流量巨大与持续长久稳定的显著特点，这尤其适合桨轮堰水电站的结构性能共同发挥“发电、提水、航运”的综合应用优势效益；而其所在的区域又多处于地质断裂带的多地震发生区，高山高坡度地质情况也十分复杂，尤其是在地震发生之后容易崩塌，因此在上述区域广泛分布，布局规划建设桨轮堰水电站具有满足适用性的客观现实要求。

 

发展是硬道理，责任重于泰山！区域范围水利工程的规划关乎千百年的大计，关乎千万人的生命安危，关乎千万民众的未来生存状态，也关乎区域协调可持续发展目标的实现，因此提供对于桨轮堰水力发电技术及其衍生技术方案更多应用形成优势的分析思考建议，供广大读者分析参考。