我国水电之光 白鹤滩水电站如何建成世界级超级工程-白鹤滩水电站的建设情况简介
白鹤滩水电站是中国西部金沙江上的一座超级水利工程,它不仅是中国第三个10万兆瓦级的巨型水电站,也是世界上单机容量最大、地下洞室群规模最大、无压泄洪洞群规模最大等多项世界之最的水电站[1]。它的建成将为国家经济社会发展和生态文明建设提供强大的清洁能源支撑。那么,这样一个令人惊叹的工程是如何建造出来的呢?让我们一起走进白鹤滩水电站,探寻它的建设历程和技术奥秘。
白鹤滩水电站位于金沙江下游四个梯级电站中的第二个梯级,跨越云南省巧家县和四川省宁南县两。这里地形险峻,河道湍急,是中国西部最具开发潜力的水能资源区之一。早在上世纪60年代,我国就开始了对金沙江流域的勘察规划工作。经过半个多世纪的论证和优化,白鹤滩水电站于2010年开始筹建,2017年8月正式开工建设。
白鹤滩水电站以发电为主要功能,同时兼顾防洪、拦沙、航运等综合效益。工程枢纽由拦河坝、泄洪消能设施、引水发电系统等组成。拦河坝为混凝土双曲拱坝,坝顶高程834米,最大坝高289米,相当于100层楼房的高度。坝顶弧长708.7米,拱坝厚度63米,扩大基础厚度93米。坝基为柱状节理玄武岩。总水推力1650万吨,仅次于云南小湾水电站的1800万吨,在世界上排名第二。
泄洪建筑物由坝身6个表孔、7个深孔、6个导流底孔(建成后封堵)、坝后水垫塘、左岸3条无压泄洪直洞组成。泄洪洞最大流速每秒48米,最大泄洪量每秒1.2万立方米。坝身最大泄洪量30 000立方米每秒[6]。枢纽最大泄洪功率62 610兆瓦。
引水隧洞采用单机单洞竖井式布置,尾水系统采用2机共用1条尾水隧洞的布置形式,左右岸各布置4条尾水隧洞,其中左岸结合3条、右岸结合2条导流洞布置。左右岸地下厂房内各布置8台1.000兆瓦水轮发电机,是世界首座单机容量达到1兆瓦等级的水轮发电机组[7]。电站总装机容量16.00兆瓦,保证出力5.50兆瓦,多年平均发电量64.1万兆瓦时[6]。正常蓄水位825米,相应库容206亿立方米。死水位765米。调节库容104亿立方米,防洪库容75亿立方米[6]。按千年一遇洪水(38800立方米每秒)设计、万年一遇洪水(46100立方米每秒)校核。最大下泄流量42355立方米每秒,泄洪功率90 000兆瓦[5]。施工总工期144个月。
白鹤滩水电站的建设过程中,涉及了水电设计、重大装备制造、建设管理等多个领域,展现了我国完整产业链在建设大国重器、超级工程中的优势。为了保证大坝不出现温度裂缝的问题,白鹤滩全坝首次采用了我国自主研制的新型特种水泥——低热硅酸盐水泥混凝土。在大坝建设过程中,三峡集团与清华大学共同研制的智能通水成套装备及多端控制系统通过实时感知混凝土温度,动态控制通水流量,实现了混凝土温度过程的智能精准控制。
白鹤滩水电站共设计安装16台单机容量为1兆瓦的水轮发电机组,是全球单机容量最大的水电机组,也是中国自主设计制造的完全国产化百万千瓦机组[9]。作为世界上首批百万千瓦水电机组,不仅实现了单机容量的巨大跨越,背后的技术支撑更是引领了我国整个水电装备制造产业技术水平的全面提升。
白鹤滩水电站是国家重大工程,是西电东送骨干电源点之一[10]。它投入使用后,每年平均发电量约为624.43亿千瓦时,一天的发电量可满足50万人一年的生活用电。每年可节约标准煤约1968万吨,减排约5100万吨二氧化碳、46万吨二氧化硫[8]。它展示了中国水电装备的创新能力和建设水平,为国家经济社会发展和生态文明建设做出了重要贡献。
白鹤滩水电站的建造过程也不乏争议和挑战。2012年6月27日,白鹤滩水电站当地局部强降雨,引发特大山洪导致泥石流,冲毁了施工区营地,造成40名施工人员失踪或死亡[19]。这一灾难引发了社会对水电开发的质疑和反思,有人认为水电工程破坏了自然生态,增加了地质灾害的风险,不利于可持续发展[20]。然而,水电开发的支持者则认为,水电是一种清洁、可再生的能源,对于缓解能源危机、减少温室气体排放、保护环境有着重要作用[21]。他们还指出,泥石流是一种自然现象,与水电工程无直接因果关系,水电工程在建设过程中也采取了多种措施,尽量减少对生态环境的影响。
白鹤滩水电站的建设历程,是一部中国水电事业的发展史。它见证了我国水电技术的创新和进步,展现了我国水电人的智慧和勇气。它也反映了我国水电开发的利弊和挑战,需要我们在保障能源安全和促进经济发展的同时,兼顾生态文明和社会公平。白鹤滩水电站是一个世界级的超级工程,也是一个复杂的社会问题。它值得我们更多地了解和关注。
(全文完)