一庫碧水寫華章
——溪洛渡水電站蓄水至正常蓄水位、勘測設(shè)計(jì)科研攻關(guān)回眸
邱云
(中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司,四川 成都610072)
2014年9月28日——這個(gè)日子必將為無數(shù)水電人所銘記。
就在這一天,中國目前第二大水電站——溪洛渡水電站庫水位首次達(dá)到600m正常蓄水位高程。
從此,金沙江航運(yùn)與長江黃金水道終成一體,“直掛云帆濟(jì)滄海”,這一千古絕唱已不再是夢(mèng)想。
從此,“高峽出平湖”的偉大構(gòu)想,在《水調(diào)歌頭·游泳》這首豪邁詩篇吟唱半個(gè)多世紀(jì)之后,首次在長江上游段——金沙江,變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)圖景。
從此, 讓牽掛“金沙寶藏開工日”的潘家錚院士,有了“公祭無忘告逝翁”的慰藉;讓力推“黃河拉西瓦,金沙溪洛渡”建設(shè)的張國寶,有了“調(diào)結(jié)構(gòu),興科技”的強(qiáng)力支撐。
跨越千年的詩意與眼前的偉大創(chuàng)舉,一旦完美融合,更加讓國人振奮鼓舞。
巍巍大壩在高水位作用下,運(yùn)行正常,滴水不漏,意味著我國自行設(shè)計(jì)建造的300m級(jí)高拱壩成功建成,它是中國水電史上的巔峰之作,是繁榮富強(qiáng)“中國夢(mèng)”的有力佐證!
1個(gè)目標(biāo),直指高峽平湖夢(mèng)圓
歷經(jīng)一年多的分期蓄水,溪洛渡水電站庫水位達(dá)到工程設(shè)計(jì)的正常水位,總庫容達(dá)到126.7億m3,相當(dāng)于100多個(gè)西湖水量,全面具備機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行條件,標(biāo)志著這座雙曲特高拱壩達(dá)到正常運(yùn)行工況,可以全面發(fā)揮綜合效益,電站由蓄水階段轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行階段新的歷史階段,再次充分說明了我國水電開發(fā)建設(shè)與設(shè)計(jì)技術(shù)水平之先進(jìn),也為新中國65周年華誕獻(xiàn)上了一份珍貴的禮物。
就在半個(gè)月前,溪洛渡工程拿到了蓄水至600m高程的“許可證”。9月10日至11日,由水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院副總工、教授級(jí)高級(jí)工程師(簡稱“教高級(jí)”)魏志遠(yuǎn)擔(dān)任組長,中國電建集團(tuán)西北勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司設(shè)計(jì)大師石瑞芳等17位教高級(jí)、高級(jí)工程師為成員的蓄水驗(yàn)收專家組,對(duì)溪洛渡水電站蓄水至580m以來的有關(guān)情況進(jìn)行了現(xiàn)場檢查和綜合評(píng)審,一致同意水庫繼續(xù)抬升水位至正常蓄水位——600m高程。
電站蓄水至正常蓄水位后,金沙江上首現(xiàn)高峽平湖的壯觀景象。這是國人尤其是水電人孕育了半個(gè)多世紀(jì)的夢(mèng)想。
3個(gè)階段,成就今日壯闊美景
依據(jù)《金沙江溪洛渡水電站蓄水安全鑒定工作大綱》工作安排,溪洛渡水電站蓄水的安全鑒定工作分為四個(gè)階段進(jìn)行,分別為基坑進(jìn)水,導(dǎo)流洞和1、2、5、6號(hào)導(dǎo)流底孔下閘,初期蓄水540m水位并抬升至560m水位安全鑒定,以及正常蓄水至600m水位安全鑒定。
溪洛渡水電站蓄水經(jīng)歷三個(gè)階段,歷時(shí)近1年半。第一階段從2013年5月4日開始蓄水,水位蓄至高程540m;第二階段從2013年11月1日開始蓄水,水位蓄至高程560m;第三階段從2014年8月20日開始蓄水,第三階段蓄水至高程580m后,暫停15天的觀測期,然后繼續(xù)蓄水至設(shè)計(jì)正常水位高程600m,開創(chuàng)了300m級(jí)高拱壩封頂當(dāng)年完成蓄水至設(shè)計(jì)正常水位的先河。
“科學(xué)調(diào)度,統(tǒng)籌安排”,是溪洛渡工程蓄水總原則。
大壩一次建成,水庫分階段蓄水,既保證溪洛渡工程盡快發(fā)揮項(xiàng)目效益,更考慮了工程安全和對(duì)下游的影響。
讓我們將目光指向第一階段蓄水過程,感受金沙江水在雄偉大壩前緩緩抬升,成就今日壯闊平湖美景的精彩瞬間。
2013年5月4日上午,溪洛渡水電站開始第一階段蓄水。操作員在壩上按下按鈕,4號(hào)導(dǎo)流底孔的巨型弧形閘門緩緩下落,導(dǎo)流底孔過流面逐漸縮小,水柱越來越強(qiáng)勁,水聲變得越來越轟鳴。20分鐘后,弧形閘門將導(dǎo)流底孔完全封閉,上游水位開始抬升。為滿足下游航運(yùn)的要和保證大壩穩(wěn)定及施工安全,蓄水期間將根據(jù)需要開啟和關(guān)閉壩體上數(shù)個(gè)過流孔洞,讓水位緩慢上漲。
6月23日,溪洛渡水電站的水庫水位漲至540m高程,第一階段蓄水目標(biāo)勝利完成,庫容51.1億m3,占整個(gè)庫容的40%以上,成為金沙江上的第一大水庫,水位滿足首批機(jī)組發(fā)電的要求。
溪洛渡大壩,似一張鑲嵌在金沙江上的巨大的弓,兩頭接口插進(jìn)兩岸的山體里,中間的弓弧是壩體本身。在蓄水過程中,雙曲拱壩有一定變形,以更好地應(yīng)對(duì)上游的壓力。監(jiān)測顯示,拱壩累計(jì)向下游最大位移18.13mm,小于設(shè)計(jì)預(yù)測最小值,也預(yù)示著溪洛渡大壩完美的設(shè)計(jì)體型與堅(jiān)不可摧的澆筑質(zhì)量,得到了實(shí)踐的初步檢驗(yàn)。同時(shí)地震監(jiān)測顯示,庫首區(qū)微震頻次有所增加,但未超出可行性報(bào)告的預(yù)測結(jié)果,屬于正常的水庫蓄水后庫區(qū)地震活動(dòng)變化過程。
水位到達(dá)540m后,原本狹長的金沙江水面變寬了,渾黃的江水漸漸變得碧綠。一庫清潔碧綠的江水掩映著兩岸的青山,碧水、青山與遠(yuǎn)處姿態(tài)曼妙的溪洛渡大壩交相輝映,大壩直接嵌入兩岸的青山,還在泱泱碧水中投下了時(shí)隱時(shí)現(xiàn)的倒影,形成一幅巨大的水電工程與大自然完美結(jié)合的現(xiàn)實(shí)畫面。
蓄水過程也是電站發(fā)揮效益的過程。7月15日零點(diǎn), 溪洛渡水電站首臺(tái)機(jī)組正式投產(chǎn)并網(wǎng)發(fā)電。到2014年6月30日,溪洛渡水電站實(shí)現(xiàn)了全部機(jī)組正式投產(chǎn)。
8月14日,長江防汛抗旱總指揮部組織召開會(huì)議對(duì)三峽集團(tuán)編制的《金沙江溪洛渡水電站2014年蓄水實(shí)施計(jì)劃(審定稿)》進(jìn)行審查,并于8月18日正式批復(fù):同意溪洛渡水電站從目前水位開始進(jìn)一步抬升水位至580m和正常蓄水位600m。
這一天,在人們的期盼中,如期到來了。
20載論證攻關(guān),描繪溪洛渡倩影
雄偉的大壩,昂然聳立在泱泱碧水之中,豐碑般記敘著鑄就在其中的無數(shù)青春、血汗、智慧與夢(mèng)想。那渴盼富足的眼神,那艱難前行的背影,那戰(zhàn)天斗地的場面,那些為之奔走、奮斗的人們,仿佛從歲月深處浮現(xiàn),穿越時(shí)空,縈繞在我們周圍。
多少年來,滔滔的金沙江水白白流失,豐富的水能資源沒有得到合理利用,加之地處深山峽谷,交通不便,兩岸的各民族同胞絕大多數(shù)過著貧困的生活。
1985年12月,在原水利電力部水電總局安排下成都院正式啟動(dòng)溪洛渡水電站前期勘測設(shè)計(jì)工作。
追夢(mèng)人前進(jìn)腳步不止。不到2年時(shí)間,成都院正式開展溪洛渡水電站地質(zhì)勘探。
1994年5月,全國政協(xié)原副主席錢正英率團(tuán)考察溪洛渡,看到溪洛渡是建巨型水電站的好壩址很高興,“天生一個(gè)好壩址”,“溪洛渡壩址,天造地設(shè)”,錢副主席情不自禁的贊嘆,催生了溪洛渡水電站的建設(shè)。水電專家們經(jīng)過踏勘溪洛渡電站壩址認(rèn)為:金沙江溪洛渡水電站是深藏在崇山峻嶺中的水電明珠。
幾多辛勞幾多人,幾多汗水幾多情。
溪洛渡具有“窄河谷,高拱壩,巨泄量,多機(jī)組,大洞群,高邊坡,高抗震”等工程特點(diǎn),多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)居于世界最高水平,綜合技術(shù)難度最大。工程從規(guī)劃選點(diǎn)、預(yù)可行性研究、可行性研究到招標(biāo)、技施設(shè)計(jì),針對(duì)不同階段深度要求,開展了多方案比較,多方法分析,多手段論證。
溪洛渡前期勘察階段的地理、氣候環(huán)境十惡劣。身體的折磨尚可克服,心靈的創(chuàng)傷就只有靠時(shí)間來撫平。當(dāng)時(shí)在工地往往要待上少則3個(gè)月多則半年,與家人長時(shí)間兩地分居,照顧不了父母和孩子。把工地當(dāng)成家,是成都院人的情懷!正是這種甘于奉獻(xiàn)的精神,寫下了大江大河上一個(gè)個(gè)不朽的傳奇。他們以義不容辭的抉擇,取得了溪洛渡珍貴的勘測設(shè)計(jì)資料。溪洛渡工程在他們手中一點(diǎn)點(diǎn)成形,曾風(fēng)華正茂的他們卻一個(gè)個(gè)換上了中年的容顏。水電精神,其實(shí)就是奉獻(xiàn)精神,這種精神,從老祖宗大禹傳下來,生生不息。
經(jīng)過成都院艱苦卓絕的勘測、設(shè)計(jì)、研究工作,工程樞紐布置基本敲定,溪洛渡水電站神秘面紗向世人揭開。
1.樞紐方案突顯設(shè)計(jì)水平
潘家錚院士曾經(jīng)評(píng)價(jià)說:“龔嘴是成都院設(shè)計(jì)水平打翻身仗的工程,二灘是成都院設(shè)計(jì)水平全面提升到一個(gè)新臺(tái)階的工程,溪洛渡將是成都院設(shè)計(jì)水平再上一個(gè)臺(tái)階、領(lǐng)先水電界的工程?!?/p>
潘院士的話語簡短而有分量,而贏得贊譽(yù)的歷程卻往往走得萬分艱辛,在“二灘”的光環(huán)下,成都院人默默耕耘的背影,清晰可辨。
從樞紐布置上,可以看出一個(gè)電站設(shè)計(jì)水平的高低。“樞紐布置方案選擇是否滿足安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行、施工方便、運(yùn)行靈活、環(huán)境友好、資源節(jié)約這些指標(biāo),是否代表水電建設(shè)技術(shù)發(fā)展方向,考量一個(gè)設(shè)計(jì)院的實(shí)力?!毕宥身?xiàng)目設(shè)總王仁坤如是說。
一個(gè)世界級(jí)偉大工程,需要一流的業(yè)主,需要一流的施工,更需要一流的設(shè)計(jì)保障,設(shè)計(jì)無疑成為了工程的靈魂。要把溪洛渡水電站打造成為西部水電典范工程,這決定了溪洛渡的設(shè)計(jì)工作是一個(gè)充滿創(chuàng)新與敢于挑戰(zhàn)的技術(shù)革新的艱辛過程。
溪洛渡工程樞紐主要由擋水建筑物、泄水建筑物、引水發(fā)電建筑物組成。擋水建筑物最終采用拱壩,有著一個(gè)長時(shí)間的論證過程。從規(guī)劃選點(diǎn)、預(yù)可行性研究到可行性研究,從壩址壩線比選,到各建筑物的布置設(shè)計(jì),包括堆石壩、重力壩、拱壩等比選壩型的多種樞紐布置方案,進(jìn)行了廣泛而深入的設(shè)計(jì)分析比較,逐步逼近并遴選出最優(yōu)的中壩址混凝土雙曲拱壩樞紐格局。
在選定的樞紐格局的基礎(chǔ)上,針對(duì)泄洪消能設(shè)施、引水發(fā)電建筑物及施工導(dǎo)流設(shè)施的布置研究,又?jǐn)M定了一些原則。從這些原則中,可以清楚了解到溪洛渡的特點(diǎn),成都院人的智慧。
——工程泄洪流量大、水頭高,壩址區(qū)河谷狹窄,岸坡陡峻,樞紐泄洪應(yīng)“分散泄洪、分區(qū)消能,按需防護(hù)”,做到安全可靠;由壩身溢流表孔和泄洪深孔以及兩岸泄洪隧洞共同擔(dān)負(fù)泄洪,這樣才能運(yùn)行靈活;各泄洪建筑物的泄量分配,首先研究壩身孔口合理可行的布置方式及泄量規(guī)模,然后確定泄洪隧洞的布置型式與條數(shù)。同時(shí)為了增強(qiáng)樞紐超泄能力,適當(dāng)增設(shè)表孔溢流寬度;利用水庫調(diào)蓄作用,減少樞紐下泄流量,減少消能防沖壓力的布置要求,這樣做既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保。
——電站裝機(jī)規(guī)模大,發(fā)電廠房采用地下式,分左、右岸布置,各安裝9臺(tái)機(jī)組。
——施工導(dǎo)流采用斷流圍堰、隧洞導(dǎo)流、基坑全年施工方案。在滿足大壩和水墊塘施工的前提下,優(yōu)先考慮上下游圍堰和左右岸導(dǎo)流洞的布置??梢酝苿?dòng)工程截流目標(biāo)早日實(shí)現(xiàn),從而可以促進(jìn)電站早日發(fā)揮效益。
——盡量利用導(dǎo)流洞改建為永久水工建筑物,減少工程投資。
——研究工程分期蓄水提前發(fā)電的可行性與措施。
——結(jié)合壩址地形地質(zhì)條件,合理選擇進(jìn)、出口建筑物位置與型式,盡可能減小高邊開挖與支護(hù)成本。
——合理布置各樞紐建筑物位置,避免施工及運(yùn)行期的相互干擾。
這些原則,實(shí)際上是對(duì)自我的限制,限制越多,要求就越高。底蘊(yùn)深厚的成都院人就是在自我挑戰(zhàn)中,向世人描繪出一個(gè)無可挑剔的樞紐方案。
檔水建筑物為雙曲拱壩,最大壩高285.5米。泄洪設(shè)施由拱壩壩身7表孔與8深孔,外加左右岸各2條有壓接無壓洞內(nèi)龍落尾泄洪洞組成,壩后設(shè)水墊塘。左右岸地下引水發(fā)電建筑物均采用首部式開發(fā),布置基本對(duì)稱,分別由廠房進(jìn)水口(左岸為露天豎井式,右岸為岸塔式),單機(jī)單管引水,主廠房、主變室和尾水調(diào)壓室及尾水洞組成。其中尾水系統(tǒng)為“311組合”,即3臺(tái)機(jī)組共用1個(gè)調(diào)壓室和1條尾水洞,尾調(diào)室為長條形,每岸3個(gè)調(diào)壓室成一字并行,中設(shè)隔墻;左右岸各3條尾水洞。GIS開關(guān)站布置在主變洞室內(nèi)即位于主變室上部,出線豎井與地表出線場相連。上、下游土石圍堰擋水,左右岸各布置3條導(dǎo)流洞,其中每岸靠山里的兩條導(dǎo)流洞與廠房尾水洞結(jié)合。壩身設(shè)6個(gè)導(dǎo)流底孔和4個(gè)導(dǎo)流中孔,既能在導(dǎo)流洞下閘水庫蓄水期間確保金沙江不斷流,又能分泄較大洪水,大壩連續(xù)澆筑不受影響,進(jìn)而加快施工進(jìn)度。
2.攻堅(jiān)克難方顯靈魂作用
“攻堅(jiān)克難,挺起中國水電在特高拱壩設(shè)計(jì)中的脊梁。”這是成都院作出的莊嚴(yán)承諾。一諾千金,落地有聲,決不食言!復(fù)雜的地質(zhì)條件,重重的技術(shù)關(guān)隘,沉重的社會(huì)責(zé)任……成都院人走的是前人沒有走過的路。
溪洛渡到底存在哪些技術(shù)難題,那些關(guān)鍵問題如何影響工程,成都院人又是如何成功破解的呢?
(1)大壩壩高高幾許
——大壩身高多少合適?也就是建基面怎樣確定的問題。
溪洛渡拱壩承受的總水推力高達(dá)1400萬噸,對(duì)基礎(chǔ)承載能力、抗滑穩(wěn)定、變形協(xié)調(diào)、整體穩(wěn)定要求極高。我們已經(jīng)知道,溪洛渡壩址河谷狹窄,玄武巖地基強(qiáng)度高,整體塊狀結(jié)構(gòu),適宜300m級(jí)高拱壩建設(shè)。這只是整體概況,也是大前提,但地下的世界永遠(yuǎn)無法“看”清楚,壩址谷坡及河床淺表層巖體受風(fēng)化卸荷影響,不可利用巖體必須挖除,才能滿足大壩嚴(yán)苛的建基要求。通常情況下,拱壩建基面嵌入深度越大,基巖完整性越好,其承載力越高,基礎(chǔ)安全越有保障。凡事一分為二,隨之帶來的負(fù)面效應(yīng)是拱跨加大,承受的庫水壓力增大,壩體結(jié)構(gòu)和壩肩抗滑穩(wěn)定的負(fù)擔(dān)加重,還有可能引發(fā)基礎(chǔ)回彈變形和高邊坡穩(wěn)定等問題,此外開挖過深必然導(dǎo)致開挖和大壩混凝土工程量增加,經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)變差。將這個(gè)問題向另一個(gè)方向考慮——拱壩建基面嵌入深度淺一些。這樣,開挖和大壩混凝土工程量減少,節(jié)省投資,但因風(fēng)化卸荷影響基巖完整性變差,承載能力降低,基礎(chǔ)變形量加大,對(duì)大壩的穩(wěn)定運(yùn)行會(huì)造成安全隱患。
不難發(fā)現(xiàn),拱壩建基面的確定受到一些相互矛盾的因素制約。如何研究確定拱壩合理建基面成為特高拱壩設(shè)計(jì)最關(guān)鍵的技術(shù)問題之一。
這顯然不是靠幾個(gè)簡單數(shù)學(xué)公式能得出答案的難題。過程也很復(fù)雜,此時(shí),思路就很重要了。
既然與巖體有關(guān),那么先要查清壩址巖體風(fēng)化卸荷帶劃分、各級(jí)巖體質(zhì)量空間分布以及玄武巖層間層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶和節(jié)理裂隙性狀及其分布,這個(gè)是基礎(chǔ),也是最重要的設(shè)計(jì)輸入。再結(jié)合拱壩結(jié)構(gòu)受力屬性及其對(duì)基礎(chǔ)相互作用的影響,擬定幾套可能的建基面嵌深方案,通過受力分析、基礎(chǔ)穩(wěn)定、整體穩(wěn)定、工期與投資等全面分析比較,這還不夠,又對(duì)可選方案進(jìn)行整體模型試驗(yàn),最終才提出了大壩安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的建基面嵌深方案。
通過溪洛渡拱壩建基面的研究,成都院開創(chuàng)性地提出了“以巖級(jí)為基礎(chǔ),安全為準(zhǔn)則,分壩高區(qū)段”確定特高拱壩建基面巖體等級(jí)的原則。
(2)拱壩體型求最優(yōu)
——建基面一旦確定,拱壩的高度就確定了。但拱壩設(shè)計(jì)成何種體型最優(yōu),是需要解決的第二個(gè)問題。
拱壩主要是以壓力拱的形式,將水壓荷載傳到兩岸山體,并與壩基礎(chǔ)聯(lián)合作用,承擔(dān)正常的擋水任務(wù)。拱壩為空間殼體結(jié)構(gòu),屬于高次超靜定約束結(jié)構(gòu)。拱壩有個(gè)現(xiàn)象,拱壩高度增加,壩體應(yīng)力會(huì)增大,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也就越難。因此,研究適宜的拱壩體型對(duì)工程安全與經(jīng)濟(jì)的統(tǒng)一尤為重要,這就要求設(shè)計(jì)、施工技術(shù)以及筑壩材料等具有較高水平。
二灘水電站拱壩設(shè)計(jì)為溪洛渡的拱壩設(shè)計(jì)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn),并立足國內(nèi)外拱壩建設(shè)技術(shù)的發(fā)展,以及現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和試驗(yàn)科學(xué)的發(fā)展,成都院開展了多種體型方案的比選研究,包括水平拱圈為橢圓拱、多心圓弧拱、拋物線形拱等體型。采用拱梁分載法分析壩體應(yīng)力,又通過有限元法、結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)和整體地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證體型結(jié)構(gòu)的合理可行性。在成都院牽頭組織下,多家高??蒲袉挝环謩e采用不同的方法分析論證,最終選定了拋物線形雙曲拱壩。拱壩壩頂高程610m,頂拱弧長678.65m,拱冠頂厚14m,拱冠底厚61m,拱端最大厚度64m,厚高比0.216,弧高比2.44,至此,溪洛渡拱壩“曼妙”身材已形成。
大壩混凝土混凝土粗骨料采用玄武巖開挖料加工制作,壩址附近開采的灰?guī)r加工制砂,盡量做到物盡其用,既環(huán)保又省錢。
兩岸拱肩槽開挖揭示的建基巖體質(zhì)量與設(shè)計(jì)勘探預(yù)期較為吻合,完全滿足特高拱壩建基要求。正當(dāng)人們松口氣的時(shí)候,問題出現(xiàn)了。河床底部即360m高程以下的大壩建基面,巖體較為新鮮但錯(cuò)動(dòng)帶發(fā)育,產(chǎn)狀平緩,總體以Ⅲ1級(jí)巖體為主,但局部出露Ⅲ2級(jí)巖體和錯(cuò)動(dòng)帶風(fēng)化夾層,這部分巖體為大壩不可利用巖體。
不可利用巖體分布范圍超出設(shè)計(jì)預(yù)期,必須進(jìn)行科學(xué)處理,才能確保大壩建基要求與大壩工程安全。通過分析,研究提出了河床基礎(chǔ)整體適當(dāng)深挖和加強(qiáng)固結(jié)灌漿等綜合處理措施。
(3)大壩安全又幾何
——高聳拱壩在巨大水推力作用下,安全穩(wěn)定性又有多少保證呢?這無疑是許多人心中大大的問號(hào)。
我們也可以這么問:溪洛渡拱壩最小的安全系數(shù)是多少?如果這個(gè)數(shù)值能達(dá)到要求,那也可以“高枕無憂”了。
溪洛渡壩址巖體發(fā)育有多條緩傾角層間層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶及陡傾節(jié)理裂隙,是影響壩肩基礎(chǔ)抗滑穩(wěn)定和拱壩整體穩(wěn)定的關(guān)鍵,是整個(gè)拱壩最薄弱的地方。
先進(jìn)的數(shù)值計(jì)算分析,模型試驗(yàn),這時(shí)就大有用武之地了。
先看壩肩抗滑穩(wěn)定。壩肩抗滑穩(wěn)定分析以三維剛體極限平衡法為主,同時(shí)輔以三維剛體彈簧元和三維非線性有限元法。針對(duì)壩肩巖體的層間層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶及結(jié)構(gòu)面的分布與特征等,開展了大塊體、階梯狀等各種可能滑塊模式的三維分析,包括滲壓、巖體及結(jié)構(gòu)面的力學(xué)指標(biāo)和結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀的敏感分析,得出了壩肩抗滑安全可靠的結(jié)論。
而拱壩整體穩(wěn)定分析立足三維非線性有限元法和拱壩整體地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn),考慮壩基不利地質(zhì)缺陷的影響,研究大壩工作性態(tài)和超載能力。計(jì)算成果表明:大壩在設(shè)計(jì)工況下整體處于彈性工作狀態(tài),其應(yīng)力、變形規(guī)律符合一般高拱壩的分布特征;通過地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)超載破壞試驗(yàn)分析,結(jié)論讓人歡欣鼓舞——超載至正常荷載的2倍,大壩結(jié)構(gòu)起裂;超載至4倍時(shí)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)非線性變形。由此可見,大壩的整體穩(wěn)定性好,具有較強(qiáng)的超載能力。
(4)大震來襲不彎腰
——壩址地震基本烈度為8度,高壩在水推力作用下,正好遇到大地震,能否“泰山壓頂不彎腰”呢?
由于溪洛渡拱壩高285.5m,已超出現(xiàn)行水工抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的限定,也就是規(guī)范上找不到一個(gè)數(shù)字,能直接告訴你達(dá)到多少就是可靠的,只有開展專題研究論證。
思路再一次決定了出路。
拱壩抗震設(shè)計(jì)的基本思路是:靜載設(shè)計(jì),動(dòng)載復(fù)核;若不滿足抗震需要,重新調(diào)整體型或研究抗震措施。溪洛渡拱壩的抗震復(fù)核,首先按照現(xiàn)行水工抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求,開展拱梁分載法和有限元法動(dòng)力反應(yīng)分析以及壩肩三維剛體極限平衡法動(dòng)力穩(wěn)定分析,計(jì)算結(jié)果讓人稍微放心:壩體應(yīng)力與基礎(chǔ)穩(wěn)定均滿足規(guī)范規(guī)定的容許應(yīng)力和抗滑安全系數(shù)的要求;僅局部區(qū)域的拉應(yīng)力超限,但范圍不到壩面的5%。
針對(duì)此種情況,考慮各種影響因素的三維非線性有限元?jiǎng)恿Ψ治龊腿S整體動(dòng)力模型試驗(yàn),結(jié)合高壩抗震設(shè)計(jì)要求及工程類比分析,綜合評(píng)價(jià)大壩抗震能力。
不論計(jì)算分析,還是模型試驗(yàn)的成果,均表明溪洛渡拱壩具有較好的抗震能力,模型動(dòng)力超載至3倍設(shè)計(jì)動(dòng)荷載以上,拱壩仍具有較好的整體抗震能力,僅左右拱端高程部位出現(xiàn)一定范圍的開裂區(qū),表明拱壩的動(dòng)力極限承載能力很高。
(5)溫控防裂有妙招
——拱壩相對(duì)重力壩最大優(yōu)點(diǎn)是混凝土用量少,但500多萬方的體量仍舊不是小數(shù),混凝土水化熱帶來的溫度控制又成了一大難點(diǎn),控制不當(dāng),拱壩易出現(xiàn)裂縫,而裂縫對(duì)拱壩的整體受力極其不利。曾有水電站因?yàn)楣皦螇紊砹芽p出現(xiàn)較多,蓄水進(jìn)程一再推延。
溪洛渡拱壩當(dāng)然不能出現(xiàn)這種情況。
拱壩設(shè)置29條橫縫,將壩分割成30個(gè)壩段;不設(shè)縱縫,通倉澆筑,最大澆筑倉面超過1 600m2。這么做,相當(dāng)于化整為零,混凝土體積越小,對(duì)溫控越有利。
大壩混凝土彈性模量高,極限拉伸值和自身體積變形又極小,屬于典型的高彈模、低極拉混凝土,且自身體積變形呈較大收縮性,雖線膨脹系數(shù)低,但混凝土總體抗裂性能不高。加上壩址氣溫晝夜溫差大,氣溫驟降現(xiàn)象多。這些都注定了大壩混凝土溫控防裂問題突出。尤其河床壩段基礎(chǔ)混凝土澆筑塊長,陡坡壩段坡度大,相應(yīng)部位的溫控防裂更是關(guān)鍵。
綜合大壩混凝土抗裂能力以及水文氣象環(huán)境和高壩庫水溫度分布特征,成都院人首次提出采用兩套冷卻水溫度系統(tǒng)及通水降溫方式,嚴(yán)格實(shí)施一期冷卻、中期控溫和適當(dāng)降溫,以及二期冷卻方案,加上配套的表面養(yǎng)護(hù)與保溫措施,保證澆筑塊上下左右呈現(xiàn)較小溫度梯度,力爭避免不利溫度裂縫的發(fā)生。
在澆筑過程中,溫度計(jì)、光纖測溫等手段全面了解混凝土溫度變化情況,利用數(shù)字大壩體系研究實(shí)施了人工智能通水冷卻降溫控溫,嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)要求的控制參數(shù),確保大壩澆筑至今沒有出現(xiàn)任何危害大壩結(jié)構(gòu)安全的溫度裂縫。
(6)高壩泄洪最壯觀
——在高拱壩領(lǐng)域,溪洛渡總泄量和泄洪總功率都遠(yuǎn)超世界最高水平。國外已建薄拱壩中泄洪功率最大的是洪都拉斯的唉爾卡洪拱壩, 泄洪功率1 550萬kW;國內(nèi)已建工程中泄洪功率最大的是二灘水電站, 泄洪功率為3 900萬kW,均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于溪洛渡工程1億kW的泄洪功率。如何研究落實(shí)并協(xié)調(diào)解決好各套泄洪消能建筑物適宜的流道體型、消能方式和安全可靠的結(jié)構(gòu)措施,確保樞紐泄洪安全是本工程設(shè)計(jì)研究又一突出的關(guān)鍵技術(shù)問題。
壩身泄洪設(shè)施考慮壩身泄洪水流歸槽及順應(yīng)下游河道行洪,將壩身孔口布置在河道中央壩段,采用“分層出流、空中碰撞、水墊塘消能”的布置形式,經(jīng)多種布置方案比較及物理模型試驗(yàn)研究,壩身泄洪孔口布置7個(gè)表孔和8個(gè)深孔,平面上相間布置。
壩身孔口泄洪挑流水舌均勻歸槽至壩下水墊塘,水墊塘末端設(shè)二道壩。壩身孔口最大泄量約占樞紐總泄量的60%。通過一系列模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬研究,包括常規(guī)水力學(xué)模型試驗(yàn)和單孔減壓箱模型試驗(yàn),反復(fù)研究論證了各孔口流道體型及出流消能方式。實(shí)施方案的壩身孔口具備體型設(shè)計(jì)合理,進(jìn)口水流條件良好,流態(tài)穩(wěn)定,在各種水位工況下,壩身泄洪水流歸槽良好,由于水墊塘水深達(dá)60~80m,水墊塘底板最大動(dòng)水沖擊壓力不大,僅在宣泄校核洪水時(shí)測值與二灘水平相當(dāng)。
左右岸各2條泄洪洞的進(jìn)口置于大壩與廠房進(jìn)水口之間,出口位于廠房尾水洞出口下游。泄洪洞一般流速較大,處理不好會(huì)產(chǎn)生空蝕,對(duì)結(jié)構(gòu)不利。溪洛渡設(shè)計(jì)了漂亮的“龍落尾”泄洪洞,在平面上呈內(nèi)彎布置,為有壓接無壓洞,即進(jìn)口至彎段末端為圓形有壓洞,有壓洞口設(shè)地下弧形工作閘門室,后接無壓洞,無壓洞后段為龍落尾型,出口設(shè)扭曲斜切挑坎,挑流水舌直接歸槽至金沙江。將總能量的80%左右集中在尾部占全洞洞長的15% 的洞段之內(nèi)。泄洪洞洞內(nèi)流速大多控制25m/s左右,僅在龍落尾段流速才由25m/s增加至反弧段末端的50m/s。
這種布置型式的優(yōu)點(diǎn)顯而易見,由于絕大多數(shù)洞段流速低,不致產(chǎn)生空化空蝕,襯砌要求低;另外,高速水流段集中,減少襯砌工程量與溫控難度,增加了洞身運(yùn)行的安全度。由于出口水流流速較大, 挑射水舌能挑至主河床,水流歸槽條件好。
泄洪洞出口對(duì)稱挑流,水下碰撞消能。此種設(shè)計(jì),使高速水流攜帶的巨大能量,在相互碰撞中,大大消減,對(duì)河床和庫岸的沖刷影響微弱。已建工程實(shí)例表明,狹窄河谷中采用挑流的泄洪方式,泄洪霧化是不可避免的,霧化強(qiáng)度及范圍均較大。在樞紐布置中首先考慮避讓的原則,在強(qiáng)霧化區(qū)及較強(qiáng)霧化區(qū)不布置水工建筑物;其次對(duì)霧化區(qū)內(nèi)的邊坡不穩(wěn)定巖體及其他存在地質(zhì)缺陷的巖體采取挖除或其它工程加固措施,加強(qiáng)坡面排水,確保兩岸邊坡的穩(wěn)定性。
對(duì)稱的水舌撞擊化成水霧,緩緩升騰,像極了巨大雄鷹從金沙江上展翅飛翔。
溪洛渡還面臨超大型地下洞室群設(shè)計(jì)、巨厚復(fù)雜覆蓋層大斷面豎井設(shè)計(jì)與施工、谷肩巨厚覆蓋層開挖邊坡的治理等世界級(jí)難題。
成都院積幾十年設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)之大成,集中優(yōu)勢(shì)力量,針對(duì)工程規(guī)模大、技術(shù)難度高、設(shè)計(jì)周期短等問題,在設(shè)計(jì)中采用國內(nèi)外最新的科研成果和新技術(shù)。針對(duì)重大技術(shù)問題列出專題,與國內(nèi)的科研單位和大專院校通力合作,并依托 “七五”、“九五”科技攻關(guān),逐一攻克了這些技術(shù)難題,將中國水電設(shè)計(jì)水平進(jìn)一步推向新高度。
4 000個(gè)日夜,譜寫水電史上宏偉篇章
潘家錚稱贊溪洛渡是世界級(jí)偉大的工程。“羅馬非一日建成”,偉大的建筑離不開高超的設(shè)計(jì),精湛的建設(shè),也離不開時(shí)間的雕琢。
如今,展現(xiàn)在人們面前的全新的溪洛渡水電站,不是夢(mèng)境,而是中國水電人用十余年時(shí)間,用智慧和汗水建造的人間奇境!
溪洛渡以巨大的張力吸引了中國水電界實(shí)力雄厚的建設(shè)隊(duì)伍。
就是這些隊(duì)伍,在4 000多個(gè)日夜的奮戰(zhàn)中,用智慧與拼搏譜寫了水電史上的宏偉篇章。
讓我們從設(shè)計(jì)角度,“以管窺豹”,用點(diǎn)線脈絡(luò)來透視這場偉大的奮斗史。
2003年8月5日,溪洛渡施工區(qū)第一條公路開始動(dòng)工,溪洛渡建設(shè)正式進(jìn)入實(shí)施階段。
溪洛渡,有著許多世界級(jí)設(shè)計(jì)難題的巨型工程,成都院將其作為近百個(gè)勘測設(shè)計(jì)項(xiàng)目中的一號(hào)工程,派出副院長擔(dān)任項(xiàng)目經(jīng)理,院總工程師擔(dān)任項(xiàng)目設(shè)計(jì)總工,并牢牢樹立“建一流工程,首先需要一流設(shè)計(jì)”的理念,激發(fā)員工對(duì)于溪洛渡工程建設(shè)的高度責(zé)任感和認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度,形成“干溪洛渡工程,實(shí)現(xiàn)個(gè)人理想、體現(xiàn)人生價(jià)值”、“干溪洛渡工程,就是長水平、出成績、煉人才”的良好局面,把溪洛渡工程作為培養(yǎng)高層次水電技術(shù)專家和優(yōu)秀技術(shù)人才的重要平臺(tái)。
設(shè)計(jì)人員到位,設(shè)計(jì)人員思想到位,設(shè)計(jì)人員工作到位,為提供優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)產(chǎn)品和一流的技術(shù)服務(wù)奠定了基礎(chǔ)。
考驗(yàn)無處不在,迎難而上,一貫是成都院可貴的品質(zhì)。溪洛渡截流比原計(jì)劃提前了整整一年,意味著開展準(zhǔn)備工程設(shè)計(jì)和模型實(shí)驗(yàn)研究等工作也將壓縮一年時(shí)間。同時(shí)原設(shè)計(jì)為六洞導(dǎo)流、六洞截流方案,調(diào)整為六洞導(dǎo)流、五洞截流方案,給設(shè)計(jì)管理和工作方法上帶來了諸多難題。通過加強(qiáng)組織管理,增加人力資源投入,成都院人以頑強(qiáng)的意志與非凡的責(zé)任感,打贏了一場時(shí)間與速度較量的戰(zhàn)斗,圓滿實(shí)現(xiàn)了2007年大江截流目標(biāo)。
溪洛渡工程開工后,工地到處進(jìn)行開挖及混凝土澆筑,各個(gè)工作面都離不開設(shè)計(jì)人員,遇到的問題常常要求設(shè)代人員快速作出判斷,提出處理方案。工程的環(huán)境艱苦,工作過程輝映著酸甜苦辣。領(lǐng)教了苦處和難處,讀懂了什么叫“櫛風(fēng)沐雨”、“風(fēng)餐露宿”,但是大家堅(jiān)定了一個(gè)信念:干,就是硬道理!為此,加班加點(diǎn)是家常便飯,大家制訂了一系列的現(xiàn)場工作要求、工作流程和方法、工作重點(diǎn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等,堅(jiān)持現(xiàn)場值班,及時(shí)解決施工中出現(xiàn)的問題。
年輕設(shè)計(jì)人的身影在工地隨處閃耀,他們善于學(xué)習(xí),苦活累活搶著干,進(jìn)步很快,不需多長時(shí)間的磨練,就能獨(dú)當(dāng)一面。
在溪洛渡工地,退而不休的大有人在。他們做事很認(rèn)真,容不得半點(diǎn)瑕疵,只為溪洛渡完美建成貢獻(xiàn)出自己的余熱,爬邊坡,鉆洞子,完全不輸年輕人,以對(duì)水電事業(yè)的熱愛保留著自己記憶中最美的青春風(fēng)采。
工程蓄水階段,庫岸穩(wěn)定及大壩變形等方面最受關(guān)注。
溪洛渡蓄水對(duì)庫岸的穩(wěn)定影響到底有多大,哪些部位需重點(diǎn)監(jiān)測和治理,不僅關(guān)系到溪洛渡的正常運(yùn)行,也關(guān)系到兩岸人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。責(zé)任重大,負(fù)責(zé)庫區(qū)地質(zhì)調(diào)查的技術(shù)人員,幾乎每天蹲守庫區(qū)巡查,并制定了一系列處理方案。在溪洛渡整個(gè)蓄水過程中,沒有出現(xiàn)影響工程的蓄水進(jìn)程的滑坡、垮塌事件,這與地質(zhì)勘測人員的常年研究和奔波付出分不開。
拱壩在巨大的庫水推力作用下,位移、變形、滲水等方面的變化趨勢(shì)怎樣,需要對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,以便為蓄水進(jìn)程提供依據(jù)。設(shè)計(jì)人員在陰暗潮濕的壩體廊道里,收集上千個(gè)數(shù)據(jù)。
在溪洛渡,不論是哪個(gè)專業(yè)哪個(gè)部門,不論是領(lǐng)導(dǎo)還是一般員工,這樣的事跡很多。從這一個(gè)個(gè)小的縮影中可以折射出成都院人的人格、品質(zhì),功績,還有那只有奉獻(xiàn),別無索取的精神。
站在進(jìn)水口610m高程平臺(tái),望著一望無際的庫水,禁不住浮想聯(lián)翩。滔滔金沙江水,就是從這里起步,攜烏蒙的云煙、山谷的倒影,也帶著人們對(duì)能源的企盼,水電建設(shè)者的汗水,成都院人的深情、智慧與胸懷,款款流淌。
千里之外的霓虹閃爍,我們分明聽到了那滾滾江水的奔流聲!
60 000移民,100 000建設(shè)者,托起溪洛渡的夢(mèng)
水庫蓄水,關(guān)系到庫區(qū)的淹沒,涉及庫區(qū)移民工作,因此移民搬遷驗(yàn)收是蓄水的另一張重要“許可證”。
溪洛渡水電站的建設(shè)征地涉及四川、云南兩省沿江的9個(gè)縣(區(qū)),需搬遷安置6萬多人。
2013年4月,四川省和云南省分別召開了金沙江溪洛渡水電站工程蓄水移民安置專項(xiàng)驗(yàn)收工作會(huì)議。意見認(rèn)為溪洛渡水電站庫區(qū)移民安置工作基本結(jié)束,不影響電站工程蓄水。
從導(dǎo)流底孔下閘之日起,一庫綠水在平靜地穩(wěn)步抬升,輝映著兩岸的青山,一座美麗的溪洛渡水庫逐漸形成。
大壩已高高聳立,金沙江已被攔腰截?cái)唷L咸辖淮缃右淮绲赝仙L。
在第二階段蓄水過程中,根據(jù)上游來水和下游需求的變化,壩體上的各個(gè)泄流孔洞也不斷開啟或關(guān)閉。壩體上飛流而下的巨大“水龍”根據(jù)需要不斷變換著位置和流量,形成不同的壯麗景觀。開啟泄洪洞泄洪時(shí),洪水宛如巨龍出海,空中對(duì)躍,一下子鉆入水中,只留下鋪天蓋地的雨水,氣勢(shì)驚天動(dòng)地。站立于大壩之上,俯瞰巨瀑飛流直下,疑是銀河落九天,在你的眼前翻騰,滾動(dòng),看上去它是柔軟的,酥松的,但它的力量卻直達(dá)心靈深處;近三百米的落差,水流間碰撞的聲音,水流觸地的聲音交織在一起,如雷鳴一般;水汽遮天敝日,巨大的水流濺起的水霧,滋潤著兩岸的青山綠水,只要有陽光,就會(huì)有七色彩虹飛架兩岸,雄偉,壯觀。
此刻,命運(yùn)的保護(hù)神在峽谷站定,目光深沉而堅(jiān)毅,她注視著這個(gè)峽谷深處每一個(gè)驚人變化,她看到了人們的笑臉,那是對(duì)幸福生活的表達(dá)。
來此參觀的附近游客絡(luò)繹不絕,人數(shù)比蓄水前成倍增長,有白發(fā)蒼蒼的老人,背著書包的孩子,或步行或坐車,他們相約來到壩區(qū),默默注視著緩慢上升的江水,感受人類的宏偉巨制與自然力量的交融。
溪洛渡移民,離開故土,走向未知,既是劇烈的陣痛,又是希望的洗禮。
移民中有人搬遷至離溪洛渡咫尺的永善,這里已然是一座漂亮的縣城。一幢幢別致的高樓拔地而起,各種造型的房頂在藍(lán)天的襯托下,顯得更加美麗。寬闊的大道,特色的街燈,白天車水馬龍,夜晚霓虹閃爍,處處透出現(xiàn)代城市的韻味。和破敗的舊縣城形成更加強(qiáng)烈的對(duì)此。入夜,人們?cè)趰湫碌慕值郎仙⒉綍r(shí),漂亮的街燈與天上的星月交相輝映,美麗的小城披上了夜幕的輕紗,在群山的呵護(hù)下,宛如神秘的仙宮。古老的永善縣城正以嶄新的面貌迎來一個(gè)高速發(fā)展期。
從2013年5月起,為了保證溪洛渡水電站7月份按時(shí)發(fā)電,大壩開始下閘蓄水。金沙江激蕩的江水被巍峨的大壩攔腰截?cái)?,奔騰的江水被迫放慢了腳步,水面緩緩上升,淹沒了兩岸的荒山坡,也淹沒了低處的破舊房子……
參觀的游客里有不少移民。他們來到溪洛渡大壩前,這些世世代代居住在荒山僻野里的農(nóng)民,被溪洛渡宏偉的規(guī)模和雄壯的風(fēng)姿徹底征服了。他們?cè)隗@奇之余,不住地嘖嘖贊嘆。在那一刻,他們忘記了自身所有的困難和付出,黑色的臉上露出了純樸的笑容。
祖先的榮耀,自己的辛勞,多少夢(mèng)想與期盼,多少悲傷與歡樂,都慢慢地沉入了綠色的湖底。
是的,他們有理由激動(dòng)與自豪,他們用自己的故土,甚至遠(yuǎn)遷他鄉(xiāng)換來了溪洛渡的今天。
與他們同樣有理由激動(dòng)與自豪的是十萬溪洛渡建設(shè)者,溪洛渡的任何部位,都帶有他們的體溫與汗水。
溪洛渡地處高原邊緣,日照強(qiáng)烈。5~9月,峽谷無風(fēng)時(shí),毒辣的太陽火一樣烤得施建人員汗流浹背。冬季,狂風(fēng)乍起,呼嘯嗚咽著,讓人冷到不停顫抖,施建人員還要與冰冷的水打交道,沖洗巖面,清掃浮渣。在地層深處的晦暗硐室里,有他們佝僂身子打鉆的背影;在高高的門機(jī)駕駛艙里,有他們熟練操作設(shè)備的身姿;在陡峻的邊坡頂端,有他們攀爬匍匐的身影……他們一日復(fù)一日,一年又一年地勞動(dòng),讓溪洛渡獲得了翻天覆地的蝶變。
回味和感受一下工程宏大的場面吧!五臺(tái)纜機(jī)拉起五條纜索,如巨大的五線譜,飛越大峽谷;一罐罐混凝土在壩塊群中滑動(dòng)、穿梭,像跳動(dòng)的音符;倉面上弧光閃閃、馬達(dá)轟鳴,大壩如雨后春筍,日新月異。兩岸高聳的進(jìn)水塔慢慢隱入水中,將攜有巨大能量的金沙江水引入機(jī)組;地下廠房18臺(tái)水輪機(jī)高速旋轉(zhuǎn),強(qiáng)大的電流源源不斷地產(chǎn)生。
汗,是力的結(jié)晶、熱的化身,是能放射巨大能量的鐳。它伴隨著勞動(dòng)者神圣的勞動(dòng),創(chuàng)造了一個(gè)又一個(gè)人間奇跡。
溪洛渡刷新了諸多水電建設(shè)史紀(jì)錄,隨便列舉一條,都讓人驚奇。2010年起大壩進(jìn)入澆筑高峰期,這一年完成混凝土澆筑159.9萬m3。2011年完成217萬m3,最高月產(chǎn)量21萬m3。這是技術(shù)進(jìn)步,設(shè)備創(chuàng)新與建設(shè)者艱辛付出共同創(chuàng)造的奇跡。
這一群人,托起了溪洛渡夢(mèng)想的魅力綻放。
無法估量的效益,力促中國夢(mèng)溫暖前行
蓄水至正常蓄水位是水電工程建設(shè)的重要里程碑。它的意義在于,溪洛渡工程發(fā)電、防洪、航運(yùn)等巨大的綜合效益從此顯現(xiàn),有力地推動(dòng)著中國夢(mèng)的實(shí)現(xiàn)。
1.發(fā)電效益,世人矚目
溪洛渡水電站是實(shí)施國家“西電東送”戰(zhàn)略的骨干電站。電站總裝機(jī)最大容量1 386萬kW,遠(yuǎn)期考慮上游梯級(jí)聯(lián)合調(diào)度保證出力達(dá)到665.7萬kW,多年平均年發(fā)電量初期576.7億kWh,遠(yuǎn)期為640.6億kWh,年利用小時(shí)數(shù)4 530~5 080h。眾所周知,水電是清潔、可再生能源,溪洛渡水電站大量的優(yōu)質(zhì)電能代替火電后,每年可減少燃煤4 100萬t,減少二氧化碳排放量約1.5億t,減少二氧化氮排放量近48萬t,減少二氧化硫排放量近85萬t,為我國的節(jié)能減排作出重要貢獻(xiàn)。補(bǔ)償效益,極其可觀。長江水系汛期水量豐沛,各電站汛期電量比重較大,特別需要調(diào)節(jié)水庫將汛期水量調(diào)配到枯水期發(fā)電。溪洛渡 水 庫 具 有 64.6億m3的調(diào)節(jié)庫容,經(jīng)過水庫的補(bǔ)償調(diào)節(jié)可使下游向家壩水電站枯水期平均出力增加37.7萬kW,增加枯水期電量16.4億kWh;可使三峽、葛洲壩兩水電站枯水期平均出力增加37.8萬kW,有利于三峽、葛洲壩水電站在系統(tǒng)中容量效益的發(fā)揮。
2.防洪效益,福澤下游
溪洛渡水庫地理位置優(yōu)越,控制了金沙江流域面積的96%,年徑流量約占三峽水庫入庫徑流量的1/3。溪洛渡水庫防洪庫容46.5億m3,控制洪水能力強(qiáng),具有較大的防洪能力?!爸灰鉀Q好長江中下游的堤防建設(shè),溪洛渡及金沙江上的其他水電站與三峽聯(lián)合調(diào)度,可使長江中下游防洪標(biāo)準(zhǔn)由百年一遇升為千年一遇?!弊T靖夷院士談到溪洛渡水電站時(shí),頗為家鄉(xiāng)湖南感到高興。
3.攔沙效益,嘆為觀止
由于溪洛渡水庫的攔沙作用,50年內(nèi)三峽庫區(qū)段入庫含沙量將比天然狀態(tài)減少1/3強(qiáng),有效減少重慶市河段的泥沙淤積,可進(jìn)一步降低重慶港的回水高程,對(duì)促進(jìn)三峽工程效益的發(fā)揮和重慶港繁榮及可持續(xù)發(fā)展,有不可替代的作用。
4.航運(yùn)效益,初步顯現(xiàn)
溪洛渡電站樞紐位于金沙江不通航河段,水庫形成后,可以實(shí)現(xiàn)局部河段通航。包括溪洛渡在內(nèi)的金沙江梯級(jí)電站相繼建成,可以使云南的綏江、永善、巧家等縣的航運(yùn)通過能力大幅度提升,500t級(jí)以內(nèi)的船舶能在庫 區(qū)內(nèi)自由航行,1 000t級(jí)船隊(duì),可由萬里長江第一港——水富港直達(dá)東海之濱的上海港。
5.“力推發(fā)展,功不可沒
溪洛渡水庫處于四川省涼山彝族自治州和云南省昭通市,該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后。伴隨溪洛渡建設(shè)過程中庫區(qū)對(duì)外、對(duì)內(nèi)水陸交通條件改善,移民及工程開發(fā)建設(shè)資金的投入,對(duì)各縣的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、資源開發(fā)利用、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化等都起到積極的推動(dòng)作用,為庫區(qū)各縣脫貧致富創(chuàng)造機(jī)遇,也為攀西-六盤水地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出重大貢獻(xiàn)。
溪洛渡造福人民的世紀(jì)夙愿,已變成美好的現(xiàn)實(shí)。
溪洛渡,這個(gè)曾經(jīng)的渡口,隨著溪洛渡全部機(jī)組發(fā)電和蓄水完成,帶給世界一個(gè)魅力四射的形象,它像一輪冉冉升起的太陽,在金沙江上發(fā)出耀眼的光芒。這輪太陽承載的不僅僅是一個(gè)局部、一個(gè)群體的夢(mèng)想,而是整個(gè)中華民族的復(fù)興之夢(mèng)的組成部分。溪洛渡,這座中國水電科學(xué)發(fā)展的新地標(biāo),表達(dá)了中國夢(mèng)的力度與廣度,譜就了水電發(fā)展史的新華章,展示了中華民族的自豪與驕傲。
記者真切希望,到2015年溪洛渡水電站全面竣工,當(dāng)清潔而穩(wěn)定的電能給缺電的省份帶去光明與動(dòng)力時(shí),當(dāng)人們欣喜地享受電能帶來的方便與快捷時(shí),當(dāng)天空變藍(lán),河水變綠時(shí),不要忘記為此奉獻(xiàn)了家園和土地的庫區(qū)人民,不要忘記為了工程的建設(shè)付出青春汗水乃至生命的建設(shè)者,不要忘記給予期望與指導(dǎo)的院士、專家、科研精英們,更不要忘記成都院幾代人在近半個(gè)世紀(jì)里的付出、堅(jiān)守與執(zhí)著。
(責(zé)任編輯:卓政昌)
國外水電
收稿日期:2015-03-21