科技日?qǐng)?bào)報(bào)道,總投資1800億、世界第二大水電站-白鶴灘水電站最后一臺(tái)機(jī)組:右岸9號(hào)水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子精準(zhǔn)吊裝入機(jī)坑,白鶴灘水電站16臺(tái)百萬(wàn)千瓦水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子全部吊裝完成,全部機(jī)組投產(chǎn)進(jìn)入倒計(jì)時(shí)。
白鶴灘水電站總裝機(jī)容量達(dá)1600萬(wàn)千瓦,位居世界第二,僅次于三峽工程;單機(jī)容量100萬(wàn)千瓦,位居世界第一。白鶴灘水電站地下洞室群規(guī)模為世界第一,地下洞室總長(zhǎng)達(dá)217公里,相當(dāng)于北京到天津距離的1.7倍。
白鶴灘水電站攔河拱壩高289米,相當(dāng)于100層樓高,為世界第三;最大泄洪量達(dá)到每秒4.23萬(wàn)立方米,6分鐘即可灌滿整個(gè)西湖,樞紐泄洪功率為世界第三。
白鶴灘電站:崖壁上摳出來(lái)的電站
這樣一個(gè)水電站,就建設(shè)在你難以想象的地形上!
白鶴灘位于中國(guó)云南省巧家縣與四川省涼山彝族自治州寧南縣交界的金沙江干流上,是金沙江是個(gè)梯級(jí)電站中的第二個(gè),白鶴灘的壩址在三灘村至下游白鶴灘溝,全長(zhǎng)約5km,金沙江西南向北流經(jīng)壩址,水流非常湍急,兩岸為單斜山,沿江都為陡壁陡崖,地形條件十分復(fù)雜,還處在高烈度地震區(qū),對(duì)于水壩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及山體的處理,提出了世界級(jí)的難題。
上圖就是白鶴灘的在修建大壩前,斜坡已經(jīng)預(yù)處理后的照片,但在處理前,各位可能不知道這些看起來(lái)相當(dāng)規(guī)整的巖壁到底是個(gè)什么樣的巖石。
白鶴灘水電站柱狀節(jié)理巖體
估計(jì)搞水電建設(shè)的朋友見(jiàn)了一定會(huì)崩潰吧,這種風(fēng)化后的柱狀節(jié)理巖體的加固是個(gè)世界級(jí)的難題,這里設(shè)計(jì)的水電站水壩高達(dá)289米,最早根據(jù)白鶴灘壩段地址考慮了上、中、下三個(gè)壩址,上壩址為混凝土重力壩方案,上壩址粘土心墻堆石壩方案,中壩址混凝土雙曲拱壩方案,下壩址混凝土雙曲拱壩方案,最后選擇了中壩址混凝土雙曲拱壩方案。
全球最大的洞室隱藏了世界上第二大裝機(jī)容量的水電站
重力壩大家都很熟悉,絕大部分水庫(kù)都是重力壩,三峽也是重力壩,但在白鶴灘重力壩就稍顯不足,狹小的地形,水壩又高達(dá)289米,壩高289米,壩頂高834米,頂寬13米,最大底寬72米,雙曲拱壩的壩體可以做到很薄,并且還能依托兩側(cè)山體分散高水位的壓力,但卻出現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題,雙曲拱壩兩側(cè)彎曲,中間還要流出泄洪道,水電站布置在哪里?
各位可能根本就想象不到,大家看到的白鶴灘水電站胸圍的水壩只是總工程的一小部分,更大的乾坤卻隱藏在水壩兩側(cè)的山體中,其洞室數(shù)量多到“讓人發(fā)指”的程度,開(kāi)挖量高達(dá)2500萬(wàn)立方米,相當(dāng)于開(kāi)挖出一個(gè)直徑181米的巨型球體。
連接這些洞室的各路總里程高達(dá)217公里,其中最大的洞室是電站廠房,整個(gè)洞長(zhǎng)438米,頂拱跨度34米,高88.7米,成為世界已建跨度最大地下廠房,要說(shuō)《流浪地球》中的地下城,這里還真特么有點(diǎn)像,置身其中,一定有一種恍若未來(lái)科幻的世界。
施工中的洞室,請(qǐng)注意底部幾乎不可見(jiàn)的工程機(jī)械
施工中的水里發(fā)電渦輪蝸殼
左右岸地下各分布8臺(tái)百萬(wàn)千瓦的水電機(jī)組,單臺(tái)水電機(jī)組就有50多米高、8000多噸重,一臺(tái)機(jī)組就相當(dāng)于一座埃菲爾鐵塔的重量,投產(chǎn)后的核心部件水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪,16臺(tái)機(jī)組總共1600萬(wàn)千瓦,年發(fā)電量624億度。
白鶴灘機(jī)組示意圖,注意頂部那個(gè)人有多大
大壩與泄洪道:技術(shù)就是那么樸實(shí)無(wú)華
白鶴灘水電站最大壩高289米,比三峽大壩還高104米,大壩主體混凝土澆筑總方量達(dá)800萬(wàn)立方米,是世界最大的拱形壩之一,并且使用了大體積混凝土溫控防裂技術(shù):每一處澆筑的混凝土中,都埋設(shè)有數(shù)支溫度傳感器和循環(huán)冷卻水管,可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)混凝土內(nèi)部的溫升,并進(jìn)行有針對(duì)性的降溫;從開(kāi)始澆筑起就沒(méi)有產(chǎn)生過(guò)一條裂縫,這項(xiàng)技術(shù)全球獨(dú)步!白鶴灘水電站大壩抗震8級(jí),是全球抗震參數(shù)最高的大壩,沒(méi)有之一。
大壩還嵌入了數(shù)千個(gè)傳感器,可以測(cè)量溫度、變形、應(yīng)力等關(guān)鍵信息。實(shí)時(shí)采集并傳輸?shù)剿娬局悄苁┕す芾砥脚_(tái)iDam進(jìn)行綜合分析,實(shí)現(xiàn)了對(duì)工程各項(xiàng)參數(shù)的精準(zhǔn)智能控制和實(shí)時(shí)調(diào)整,白鶴灘也是世界上最智能的大壩之一。
還有一個(gè)值得說(shuō)道就是白鶴灘水電站的泄洪道,國(guó)內(nèi)比較“少見(jiàn)”的雙曲拱形大壩,加上前衛(wèi)的泄洪道設(shè)計(jì),估計(jì)泄洪時(shí)氣吞山河的氣勢(shì)已經(jīng)讓粉絲贊嘆不已,它也已經(jīng)成為白鶴灘的標(biāo)志性景觀!
白鶴灘水電站大壩布置了6個(gè)導(dǎo)流底孔、7個(gè)泄洪深孔和6個(gè)泄洪表孔,是全世界最大的泄洪洞群,最大泄洪量高達(dá)每秒1.2萬(wàn)立方米,只需18分鐘就能灌滿一個(gè)西湖。當(dāng)然這樸實(shí)無(wú)華的泄洪道也是中國(guó)水電施工最精湛的技術(shù)體現(xiàn),鶴灘水電站工程泄洪洞水流最大流速達(dá)到每秒42米,襯砌混凝土溫控和抗沖耐磨要求極高:
泄洪道內(nèi)壁非常光滑,看上去如同鏡子一般,人站在上面能照出人影,這種叫做鏡面混凝土,因?yàn)樾购榈懒魉贅O大,對(duì)混凝土表面抗沖刷能力要求非常高,還有兩側(cè)山底的水電站引水道洞群也有類似的要求,鏡面混凝土才能達(dá)到如此高要求。
白鶴灘水電站擁有多個(gè)世界與中國(guó)之最,除了上文提到的水電工程最大的地下洞室群、最大單機(jī)功率水電機(jī)組等以外,還有世界水電工程中直徑最大的圓柱形尾水調(diào)壓池組、建設(shè)中的最大電站和中國(guó)地質(zhì)條件最復(fù)雜的高拱壩等,白鶴灘水電站將于2022年12月全面建成。
從1980年代以來(lái),我國(guó)總裝機(jī)容量在1.2 GW及以上的常規(guī)水電站(不含抽水蓄能電站)總共有60座,其中12座在建,包括上文的正在建設(shè)的白鶴灘水電站一起,西南梯級(jí)開(kāi)發(fā)的在建的或者已經(jīng)完工的水電站有溪洛渡、向家壩、烏東德、龍灘以及錦屏一級(jí)、二級(jí)、拉哇(西藏)、二灘等數(shù)百萬(wàn)千萬(wàn)的水電站。
中國(guó)那么多水電站,為何還要建?
其實(shí)原因很簡(jiǎn)單,我國(guó)的發(fā)展需要大量的能源,而水電則是環(huán)保能源中最優(yōu)質(zhì)的能源之一,在2020年9月份的第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上,我國(guó)已承諾碳排放于2030年前達(dá)到峰值,2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和,而水電的碳排放很低,除了淹沒(méi)區(qū)的甲烷排放以外,日常運(yùn)行的碳排放幾乎就是零。
另一個(gè)則是我國(guó)西南水電資源極其豐富,長(zhǎng)江上游與支流烏江、金沙江、雅礱江、大渡河以及黃河與紅水河、清江與瀾滄江(湄公河上游)等河流的中上游,落差大,流速高,非常適合建造大型甚至特大型水電站。
但其存在的固有缺陷也是非常明顯的,西南地區(qū)地質(zhì)條件非常復(fù)雜,斷裂帶橫穿其中,人跡罕至,交通條件幾近于零,當(dāng)然這些對(duì)于我國(guó)這個(gè)基建狂魔來(lái)說(shuō)并不是什么大難題,美國(guó)人埋頭打仗,我們埋頭搞建設(shè)。
當(dāng)然還有一個(gè)問(wèn)題是能源區(qū)域距離東部用電區(qū)域路途遙遠(yuǎn),這也難不倒中國(guó)電力建設(shè)者,特高壓輸電就是專門為遠(yuǎn)距離輸電量身打造的,而且我國(guó)的特高壓輸電也是全球技術(shù)與應(yīng)用領(lǐng)域最先進(jìn)的國(guó)家,這一點(diǎn)全球沒(méi)有一個(gè)國(guó)家可以媲美,有技術(shù)的國(guó)家沒(méi)有應(yīng)用場(chǎng)合,有需求的國(guó)家沒(méi)有技術(shù),只有中國(guó)兩相配套,獨(dú)步全球,沒(méi)有分店。
美國(guó)人拆大壩,中國(guó)人建大壩?
有個(gè)說(shuō)法是美國(guó)人一直在拆大壩恢復(fù)生態(tài),但中國(guó)人卻還在建大壩,表明中美對(duì)環(huán)保態(tài)度的不一樣,但事實(shí)上這些朋友都忽略了一個(gè)問(wèn)題,美國(guó)人拆除的大壩都是幾十年甚至上百年的老舊大壩,已經(jīng)失去了經(jīng)濟(jì)效益,不拆除哪天決堤反而會(huì)導(dǎo)致更嚴(yán)重的災(zāi)難。
因此美國(guó)一直在拆除這些大壩,同時(shí)也在規(guī)劃新的大壩,從新建大壩這個(gè)角度來(lái)看,兩國(guó)態(tài)度并沒(méi)有差異,所以各位可不要被某些人帶了節(jié)奏,為他們搖旗吶喊。
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