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水库；进（出）水口；引水道和调压室；压力隧洞；厂房；尾水隧洞和调压室；出（进）水口；下水库。
如果压力隧洞直接从上水库取水，则引水道和调压室可以省略；如果尾水隧洞较短，则尾水调压室也
可以省略。常规抽水蓄能电站上、下水库均为地表水库，这里将利用废弃矿井地下空间修建的水库称
为地下水库。为区别于常规抽水蓄能电站，将上水库建在地面、下水库建在地下的称为半地下式抽水
蓄能电站；将上水库和下水库均建在地下的称为全地下式抽水蓄能电站。半地下式和全地下式抽水蓄
能电站统称为地下抽水蓄能电站（ ＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＰｕｍｐｅｄ － ＳｔｏｒａｇｅＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒ，ＵＰＳＨ）。
Ｆｅｓｓｅｎｄｅｎ ［１９］ 于 １９１７年最先申请了一个结合风车的地下抽水蓄能装置的专利，其主要由上水库
（位于地面）、下水库（位于地下）、水轮机?水泵和风车等设施组成，但此后数十年该创见性构想并未
实现。抽水蓄能电站地下水库主要在废弃矿井原有空间及构筑物基础上进行改造或扩建。半地下式抽
水蓄能电站利用露天矿坑或塌陷区作为上水库或人工开挖上水库，地下巷道群形成的储水空间作为下
水库；全地下式抽水蓄能电站利用地下不同高程的硐室建设上、下水库。地下抽水蓄能电站一般将竖
井或斜井改建为引水道，通风井改造为通气洞，并将采空区扩建为地下厂房。图 １为地下抽水蓄能电
站两种不同模式的枢纽布置示意图。

图 １ 地下抽水蓄能电站枢纽布置示意图
相比抽水蓄能电站地表水库，地下水库主要有以下特点：（１）充分利用废弃矿井，修复生态环境，
缓解地面塌陷下沉，避免地下水串层污染；（２）地下水库水面蒸发损失少，一般只需要进行初次蓄水，
后续可通过降雨或地下水补充水量；（ ３）硐室高程不一，高程差较大，可形成更高水头，增加发电量；
（ ４）围岩应力控制难度大 ［１５］ ，支护加固成本较高；（５）空间结构交错，巷道形状多变，库区水动力特
性复杂。

３ 抽水蓄能电站地下水库建设进展

据统计，全球废弃矿井数量已超过 １００万座 ［２０］ 。中国作为采矿大国，煤矿数量居世界首位，到
２０３０年，我国废弃矿井数量将达到 １．５万座 ［２１］ 。根据谢和平院士团队 ［２２］ 预测，利用现有废弃矿井建

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