三峡集团金沙江上再造一个三峡
——写在溪洛渡和向家坝水电站全面投产之际
□刘川
三峡集团在金沙江上成功再造一个“三峡”。
站在山巅向下看,中国第二大、世界第三大水电站——溪洛渡水电站已高高耸立,云南永善县和四川雷波县分列在大坝两侧,金沙江水绕过坝基向泄洪洞隐去,超高水头泄洪形成的道道彩虹和坝后高峡出平湖的美景相得益彰,三峡集团董事长卢纯和总经理王琳一行很高兴。
十年磨一剑。2014年7月10日,历经10年建设,溪洛渡水电站和向家坝水电站全面投产,装机总量相当于一个三峡,金沙江上“西电东送”骨干电源点已经形成。
“金沙江下游水电开发是三峡集团正在从事的一项伟大事业,也是三峡集团实现可持续发展的重要支撑。”回望来路,卢纯目标坚定,目前,三峡集团总装机量已经突破4000万千瓦,另一个“三峡”——金沙江下游的白鹤滩和乌东德水电站正等着被核准开工。
通过世界领先的特高压直流技术,金沙江“三江”的强大电流正在源源不断地输往上海、浙江和广东等地区,点亮了半个中国,为华东、华中、华南和西南地区的“稳增长、调结构、促改革、惠民生”贡献着清洁能源。
十年之难 世界级的难题和创新
金沙江和溪洛渡都是世界水电建设史上的超级工程。
由于向家坝水电站采取了80万千瓦世界上单机容量最大的水轮发电机组,右岸地下厂房设计跨度达33.4米,高度达88.2米,一个机组的直径比一个篮球场还要大,地下厂房设计跨度和厂房高度均为世界之最。“整个地下厂房就像一个地下宫殿,约20万平方米的区域内,共布置了体形各异、大小不等的122个洞室,这些洞室纵横交错、平竖相贯,组成复杂的大型地下洞室群。”这对施工方水电七局的爆破专家徐成光是极大的挑战。
为解决这一难题,水电七局创新提出运用爆破技术爆刻技术创造的岩壁梁开挖样板工程,混凝土优质快速浇筑技术,相当于拿炸药当雕刻刀。
向家坝水电站下游不远处就是云南水富县城,为了解决下游雾化对水富县居民生产生活和云天化生产的影响,向家坝水电站在高水平大单宽条件下,首次提出并采用带跌坎底流消能技术,入池单宽流量和单宽泄洪功率均为世界之最。
溪洛渡水电站作为世界上第一座千万千瓦级高拱坝电站,具有三高一大(高拱坝、高水头、高边坡、大规模地下洞室群),一库两站、两网两调设计、施工、管理等世界级难题组合,并没前例可循。
坝顶高程610.00米,最大坝高285.5米,坝身布置7个表孔、8个深孔、10个底孔与两岸4条泄洪洞,混凝土总浇筑量665.70万立方米,总工期56个月。
溪洛渡的挑战前所未有,它比世界第一座高拱坝胡佛大坝高了60余米,混凝土浇筑方量是胡佛大坝的3倍,发电量相当于6个胡佛。它是我国首批挑战300米级拱坝建设的依托工程,也是世界上孔洞最多,泄流最大的拱坝。“世界的水电在中国,中国的水电在西部,西部的水电看溪洛渡。”大坝施工方水电八局总经理朱素华举全局之力科技攻关,吃住在工地,投入近1800多套先进设备与时间赛跑。
经过各方努力,溪洛渡水电站最终创造了12个月投产18台机组的世界纪录,引领着国际水电行业的发展速度。
在300米级拱坝浇筑中,混凝土防裂和温度控制是能否成功的关键。
在溪洛渡建设部的引领下,溪洛渡大坝工程还应用了计算机技术、仿真技术、精确温控技术、卫星定位导航技术、信息传输技术。大坝内埋了7200个先进的监测仪器,从混凝土生产到调运入仓,基础处理等每一个施工部位、每一道工序、每一个细节、每一道流程,均是全方位、全时空地精确监控。“溪洛渡大坝是装了芯片和大脑的大坝,也是国内首个‘数字大坝\’,并最终实现了‘智能大坝\’。”溪洛渡水电站建设部主任洪文浩说。
最重要的一点还在于,从三峡到溪洛渡和向家坝,三峡集团走出了一条以市场换技术、再以技术占领市场的成功之路,国产世界最大单机容量实现了70万千瓦到80万千瓦的飞跃,国产化500千伏高压电缆系统在向家坝、溪洛渡水电站成功应用,大容量国产化发电机组出口断路器成功应用……大幅降低成本的同时摆脱了国外垄断。在未来的白鹤滩和乌东德水电站建设中,还将实现水电机组单机百万千瓦的突破。
国产水电机组质量怎样?在正在发电的水轮机上,能竖着放置一枚硬币或五张扑克牌竖着叠加在一起都不会倒。
“溪洛渡、向家坝给了我们一个巨大的成长平台,我们不仅在此获得了技术突破,让我们下一步要更多地参与国际市场,并把中国的技术标准推向世界。”东方电气集团东方电机有限公司副总经理李云军说。
十年之果 造福百姓拉动经济
向家坝、溪洛渡建成有
何意义?
行走在两大水电站中能找到答案。在溪洛渡所在的永善县和雷波县,在向家坝所在的宜宾县和水富县,均可看到一座座新城抢抓水电发展机遇发展港口和经济的活力和生机。
7月10日,走在向家坝大坝上,大坝主体建筑已经完工,只有左岸坝后升船机还在抓紧施工中。
向家坝垂直升船机提升高度114.2米,比三峡工程升船机还高1米,且地震动加速度比三峡升船机的地震动加速度大1倍,虽然承船厢重量仅为三峡升船机的53%,但其综合施工难度与三峡升船机为同一量级,均为世界之最。
向家坝水电站建设部党委书记、副主任王毅华介绍目前升船机土建机房已完成浇筑,年底机房将完工,计划于2016年6月份投入使用,该升船机设计通航能力112万吨,王毅华预计未来将达到300万吨-500万吨。
向家坝、溪洛渡水电站的修建,将极大地改善金沙江宜宾段以上105公里航道条件,使坝址以上航道由V级提高至IV级。“以前这里只能利用自然河道行船,行船等级不过百吨,现在向家坝库区可行驶千吨轮船一直到溪洛渡坝下,这有利于长江经济带向上游延伸。”王毅华说。
不仅是航运。向家坝灌区所覆盖的宜宾、泸州等区域是粮食和经济作物重要产地。但因降雨分布不均,春、夏、伏旱灾害频发,农田灌溉保证率相对较低。
向家坝灌区水利建成后,不但可以解决川南地区以及云南省水富县530万亩耕地的直接灌溉水源问题,还可以保障城乡500余万人口的生活饮用水,尤其会重点解决川南重镇自贡市、内江市的城市安全用水和生态补水问题。预计灌区农经作物产量将增加22.58亿公斤,农民人均收入可增加1274元。
这个四川水利建设史上灌溉面积仅次于都江堰灌区的大型骨干水利工程,被喻为当代四川最大的水利民生工程,有着“川南都江大堰”的美誉。
王毅华透露目前取水枢纽全长15公里南北两条总干渠等配套工程正在抓紧推进中,并已开挖了5.1公里。
在汛期,向家坝和溪洛渡联合运行,将使下游沿岸的宜宾、泸州、重庆等城市的防洪标准从目前5-20年提高到50-100年一遇的水平。
四川“丰余枯缺”的水电矛盾今年将得到破解。省能源局相关负责人表示,随着调节能力强的金沙江、雅砻江大型水电机组全部投产,四川省枯水期的用电保障能力得到进一步提高,“在目前经济增幅下,从发电能力分析,枯水期四川省已基本不缺电。”
向家坝、溪洛渡电站建成后还可以解决三峡最大的心病——泥沙淤积。专家认为,金沙江中游是长江主要产沙区之一,多年平均含沙量每立方米达1.7公斤,约为三峡入库沙量的1/2。利用金沙江输沙量高度集中在汛期的特性,合理调度可使大部分入库泥沙淤积在死库容内。工程可以减少三峡库区34.1%的入库沙量,与三峡水库联合调度可减少长江中下游分洪量27.4亿立方米。
按照设计发电量,溪洛渡和向家坝水电站年均发电880亿千瓦时,相当于从金沙江中捞起了3300多万吨标准煤,可减少二氧化碳排放超过7500万吨,减少二氧化硫排放90万吨,减少氮氧化物排放约39万吨,创造超过2万亿的GDP产值,优质清洁的水电将送往上海、浙江和广东,点亮大半个中国,助力国家“稳增长、调结构、促改革”战略。
十年之后 白鹤滩和乌东德再造一个“三峡”
在向家坝和溪洛渡全面投产后,白鹤滩和乌东德的开发已被提上日程。
1981年成都勘测设计研究院编写了《金沙江渡口宜宾河段规划报告》,在金沙江下游推荐了四级开发方案,即:乌东德水电站、白鹤滩水电站、溪洛渡水电站和向家坝水电站四座世界级巨型梯级水电站,均由三峡集团负责开发,规划的总装机容量为4210万千瓦,年发电量为1843亿千瓦时,规模相当于两个三峡电站。
白鹤滩水电站装机容量1400万千瓦,乌东德水电站的装机容量为870万千瓦,这两个电站加起来装机容量和发电量均和三峡相当。
但越向上游走,生态系统更为脆弱,环保等要求更高。向家坝和溪洛渡的环保经验或可借鉴。
2013年9月11日,向家坝安边镇烧瓦坨码头,金沙江溪洛渡向家坝水电站珍稀特有鱼类增殖放流站站长刘勇和同事一起将38700尾鱼苗放归金沙江。
这是增殖放流站投入运行以来的第六年,其间共开展十次珍稀特有鱼类增殖放流活动,向长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区水域投放鱼苗超过71万尾,放流种类达到7种。
总投资约6000万元的溪洛渡、向家坝珍稀特有鱼类增殖放流站,是金沙江下游珍稀特有鱼类保护工作的重要组成部分,根据总体设计,增殖放流站可蓄养各种珍稀特有鱼类亲鱼2000尾以上,年可生产5至10厘米规格的各种珍 稀特有鱼类鱼种60万尾至80万尾,供应保护区内增殖放流。
向家坝工程砂石骨料料源选择是一大难题。最终设计采用总长达31公里的胶带机,将经过粗碎后的毛料运至坝区进一步加工为砂石骨料成品,这是我国水电建设迄今运距最长的胶带机输送系统。
向家坝水电站不仅建起了世界上最大的人工砂石系统,而且针对砂石系统生产采用的灰岩含泥多,增加了洗泥工序,修筑尾渣坝,建设废水回收系统。坚持零排放,零污染,这在国内人工砂石系统中尚属首次。
王毅华透露,目前仅向家坝水电站的环保投入就已超过9亿元。
未来三峡力图织就的能源绿网已见雏形。
院士眼中的金沙江水电开发
溪洛渡工程是仅次于三峡的宏伟水电工程。金沙江这个大宝库开发后,将会形成中国乃至世界上最强大的水电基地,会掀起西南水电开发的高潮,意义十分巨大。
——两院院士潘家铮
溪洛渡大坝是我所见到的国内很好的大坝,是坝工建设的艺术品。
——中国工程院院士谭靖夷
溪洛渡大坝的建设,开创了我国300米级高拱坝建设数字化的先河。
“向家坝电站地质条件、建设环境比三峡工程复杂,某种意义上说,向家坝电站的建设投产,使我国水电工程建设技术向前跨越了一个新台阶。”
——中国工程院院士张超然
移民新城屏山展新颜
登临凤凰山,放眼望去,屏山这座新县城就在脚下延伸开去——依山傍水、随坡就势;新建的移民安置小区,散发出宜居的温馨;一座座教学大楼,散发人文关怀,笔直延伸的公路如同年轻人舒展的血脉,蓬勃向上……所有的一切,美丽壮观。
走进屏山县百合小区,年过八旬的郭术康老两口手牵手迎面走来,谈及“搬到新县城感受”,丈夫郭术康望望身旁的妻子笑着说:“还习惯,就是太大了!”“变化太大了!”一句朴实直白的话道出了屏山发展印象。一直以来,由于山阻水隔,屏山发展的速度十分缓慢。2006年11月,向家坝水电站开工建设,屏山打响了“移民迁建,强势崛起”的宏伟战略。2010年6月,屏山新县城正式开工,经过4年的建设,屏山县城扩容5倍,一幅面积约5.4平方公里的崭新蓝图已拉开。“车子跳,屏山到”。曾经长期往返于屏山老县城和宜宾市区的驾驶员文波,这样描述老屏山的山高坡陡、弯多道急:“跑一趟,两个半小时,人都要甩昏。”而如今,屏山新县城作为宜宾市的北大门,距宜宾市区仅23公里、离向家坝水电站46公里、至宜宾机场37公里。屏山,全面融入了宜宾市“半小时经济圈”。
屏山境内除金沙江、岷江河段外,西宁河、中都河、富荣河、龙溪河等蕴藏丰富的水能资源,蕴藏量达17.23万千瓦,可开发量8.034万千瓦,水能开发潜力很大。
屏山计划随着向家坝库区近20亿千瓦时“留存电”政策全面落地,依托产业转移、产业升级和产业链延伸,在此基础上开发清洁能源,打造综合能源开发展示县。“向家坝水电站蓄水后形成的100余公里的‘高峡平湖\’,景观壮丽。屏山可以发挥资源效益,打造生态旅游深度开发展示县。”屏山县委书记邱东林表示要在“一路一带”大旅游规划下,借势发力,打造具有国际性影响的“向家坝高峡平湖休闲度假区”、“世界第一立佛—八仙山石刻大佛”两大名片,成为川南旅游环线重要节点和目的地,加速产城一体、产镇一体、产村一体,打造三产协调统筹发展展示县。
向家坝水电站全面投产助推屏山发展新蓝图加快实现。
数说两大水电站
向家坝水电站
·装有8台80万千瓦的水轮发电机组,是目前世界上已运行的单机容量最大的水轮发电机组。
·地下厂房设计跨度达33.4米,高度达88.2米,均为世界之最。
·升船机提升高度达114.2米,一次过坝为一顶二驳500吨船队,年货运量112万吨,是世界提升高度最大的一级提升垂直升船机。
·采用10个尺寸为23米×17米的沉井群,最大下沉深度达60米,是目前世界最大规模的沉井群。
·主体工程混凝土总量为1221万立方米,采用了目前世界规模最大的人工砂石加工系统。
溪洛渡水电站
·总装机1386万千瓦,世界第三大水电站,仅次于三峡和伊泰普。
·12个月投产18台水电机组,创造了水电投产的世界纪录。
·地下引水发电系统是世界上最大的地下洞室群工程,地下电站总装机容量为世界之最。
·溪洛渡水电站是世界上第一座千万千瓦级高拱坝电站,水头高、泄量大、河谷狭窄,泄洪功率大,泄洪功率堪称拱坝枢纽世界之最。
·右岸通过500千伏线路输往南方电网,左岸通过800千伏溪浙特高压直流输往浙江,形成“一网两调”。
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