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煤炭、石油等常规化石能源的开发和使用对环境的污染已经严重威胁人类的安全。在能源短缺和环境恶化双重危机的背景下,新型清洁能源的开发已成为时代的主题。城市生态水系的水能作为低水头水能资源,其蕴藏量巨大,对其加以利用既能缓解能源紧缺又能改善城市生态环境。因此,对城市生态水系的水能资源开发利用具有十分重要意义。本文针对开发城市生态水系的低水头水能资源,从发电系统设计入手,确定了对城市生态水系开发的评价体系,并对西安灞河 B#橡胶坝水利发电系统进行了综合评价。为今后同类项目的建设提供借鉴,减少投资决策的主观性和盲目性、降低投资风险、优化水资源配置。主要研究成果如下: (1)通过对灞河马渡王水文站的1975~2005年的水文资料利用典型年法进行分析计算,得到灞河多年平均流量为13.66m3/s,并对灞河上橡胶坝群各个橡胶坝的水能蕴含量进行统计。 (2)通过对国内外低水头水能资源开发方式和水力机械的调研,结合西安浐灞生态区灞河 B#橡胶坝的实际情况,设计了灞河 B#坝发电系统。确定了电站总装机容量为1100kw,选择3台型号为GZ003-WP-120贯流式水轮机和3台TSWN99/46-8的卧式水轮发电机组作为发电机选型方案。采用单母线扩大单元接线方式并入电网,并对电站的附属设施及厂房进行了设计。 (3)对国内外建设项目评价体系进行研究和分析,从社会效益、经济效益、环境效益三个方面,筛选出适合城市生态水系低水头水能资源开发利用的评价指标,并确定了22个指标构成西安灞河B#橡胶坝水力发电系统的综合评价体系。 (4)邀请30位水利工程方面的专家参与评分,确定指标的评级矩阵,利用层次分析法计算出各个指标的权重。再另外邀请10位水力发电系统建设方面的专家对每个指标打分,结合权重,利用模糊综合评价法计算项目的综合效益等级。得到灞河 B#坝水力发电系统的社会效益为很好,环境效益为较好,经济效益为很好。最后得出本电站的建设效果为较好。