向家壩水電站開啟金沙江的“新黃金時(shí)代”

◎ 文|但棣瑤 編輯|謝澤

向家壩藍(lán)天碧水 攝影/高峰

奔涌的金沙江得名于江水中裹挾的黃色沙土和江中能淘到的少量沙金，在金沙江水電開發(fā)以前，這條江留給人們的記憶更多的是行船兇險(xiǎn)、洪水泛濫、水土流失，江中淘金并不能走向富足。而向家壩水電站建設(shè)的開始，不僅點(diǎn)亮了深山峽谷，更給這里的人們帶來了更多財(cái)富機(jī)遇。桀驁不馴的巨龍從此安瀾，航運(yùn)安全與發(fā)展翻開新篇，源源不斷的清潔電能造福了一方也“造富”了百姓。如今的金沙江正滾滾向前，流向它的新時(shí)代。

舉世矚目的三峽工程建成后，三峽集團(tuán)溯流而上開始了金沙江流域大型水電工程的滾動(dòng)開發(fā)。位于四川省宜賓縣（現(xiàn)宜賓市敘州區(qū)）與云南省水富縣交界的金沙江峽谷出口處，就是金沙江下游四個(gè)梯級(jí)電站中最末一級(jí)的向家壩水電站。這是一座以發(fā)電為主，兼具防洪、航運(yùn)、灌溉、攔沙及反調(diào)節(jié)等綜合效益的巨型水電站。

向家壩水電站工程樞紐主要由擋水建筑物、泄洪消能建筑物、沖排沙建筑物、左岸壩后引水發(fā)電系統(tǒng)、右岸地下引水發(fā)電系統(tǒng)、通航建筑物及灌溉取水口等組成，攔河大壩為混凝土重力壩，左右岸各安裝四臺(tái)單機(jī)最大容量80萬千瓦的機(jī)組，全廠最大容量640萬千瓦，多年平均年發(fā)電量308.8億千瓦時(shí)，灌溉面積530萬余畝，向家壩水庫總庫容51.63億立方米，防洪庫容9.03億立方米。

向家壩樞紐全景 攝影/高峰

1990年國務(wù)院批準(zhǔn)的《長江流域綜合利用規(guī)劃簡要報(bào)告》中明確了金沙江中下游電站的開發(fā)規(guī)劃。2002年國家授權(quán)中國長江三峽集團(tuán)有限公司（下稱“三峽集團(tuán)”）負(fù)責(zé)滾動(dòng)開發(fā)下游向家壩、溪洛渡、白鶴灘和烏東德四座電站。2004年7月向家壩水電站開始籌建，2006年11月獲得國家核準(zhǔn)并開工。2012年10月電站下閘蓄水，11月首臺(tái)機(jī)組發(fā)電。2014年7月全部機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。截至2020年11月底，向家壩電站累計(jì)發(fā)電量超過2438億千瓦時(shí)。

金沙江里特有的“黃金”——清潔的水電

據(jù)《禹貢錐指》記載，《山海經(jīng)》中的“黑水、赤水”在“唐以后名金沙江”，“金沙江”一名出現(xiàn)在公元10世紀(jì)之后，最晚公元13世紀(jì)以前此名稱已通行。依據(jù)歷史文獻(xiàn)，金沙江得名之緣由，有兩種說法。一種認(rèn)為是因江水呈金黃色，如《讀史方輿紀(jì)要》中：“其江夾岸皆石，江中沙土黃色，故名?！绷硪环N說法是因江中產(chǎn)沙金，如《元史·地理志》言：“謂金沙江出沙金，故名?！泵鞔螒?yīng)星著《天工開物》中說：“水金多者出云南金沙江（古名麗水），此水源出吐蕃，繞流麗江府，至于北勝州，回環(huán)五百余里，出金者有數(shù)截?！?/p>

現(xiàn)如今的金沙江，不知這滾滾江水中是否還能淘得金沙，但在中國水電人的眼中，奔流不息的金沙江無疑是一座能“淘電”的巨大能源寶庫。

從河源至宜賓干流河長3364公里，金沙江落差5100米，分別占長江干流全長的55%和總落差的95%。坡陡流急的金沙江水量豐沛且穩(wěn)定，落差大且集中，水能資源蘊(yùn)藏量達(dá)1.124億千瓦，約占全國的16.7%，可開發(fā)水能資源達(dá)9000萬千瓦。中國是世界上水能資源最為豐富的國家，可以說世界水電看中國，中國水電看西南，而金沙江就是中國水電開發(fā)中最重要的戰(zhàn)場。

在中國規(guī)劃的十三大水電基地中，金沙江是具有重要戰(zhàn)略地位的最大水電基地。根據(jù)國家發(fā)改委的計(jì)劃，金沙江水電開發(fā)序列按照從下游、中游到上游逐步推進(jìn)。其中，金沙江下游河段從下至上依次為向家壩、溪洛渡、白鶴灘、烏東德四座水電站，溪洛渡與向家壩水電站、白鶴灘與烏東德水電站各構(gòu)成“一組電源”，主要向華中、華東和華南地區(qū)送電。

進(jìn)入新千年，隨著“西部大開發(fā)”戰(zhàn)略和“西電東送”工程的實(shí)施，西部水電集中開發(fā)大幕已經(jīng)揭開，水電建設(shè)也全面步入流域梯級(jí)開發(fā)的新階段。

2002年國務(wù)院正式批準(zhǔn)《電力體制改革方案》，推動(dòng)水電開發(fā)市場主體多元化，水電建設(shè)步伐明顯加快，全面推進(jìn)金沙江、瀾滄江、雅礱江、大渡河、黃河上游、紅水河、東北諸河、湘西諸河、烏江、閩浙贛諸河和黃河北干流等水電基地建設(shè)。十多年間，我國水電裝機(jī)規(guī)?？焖佘S升，并于2004年、2010年、2014年相繼突破1億千瓦、2億千瓦、3億千瓦，實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展。1999年底我國水電總裝機(jī)容量只有7297萬千瓦，排在世界第二。到了2012年底，我國水電裝機(jī)容量達(dá)到24858萬千瓦（其中抽水蓄能2033萬千瓦），穩(wěn)居世界第一。

向家壩水電站就是這股水電開發(fā)建設(shè)熱潮中的一顆閃亮的明珠。隨著2005年和2006年溪洛渡、向家壩水電站這一組“西電東送”骨干電源工程相繼開工，三峽集團(tuán)正式開啟了金沙江下游水電開發(fā)的新階段。

向家壩升船機(jī) 攝影/高峰

重大科技創(chuàng)新成果

向家壩水電站長距離帶式輸送機(jī)運(yùn)行管理 中國電力設(shè)備管理協(xié)會(huì)一等獎(jiǎng)

重力壩深層抗滑穩(wěn)定分析理論、方法及應(yīng)用研究 中國水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)一等獎(jiǎng)

復(fù)雜環(huán)境下大體積混凝土精細(xì)爆破拆除關(guān)鍵技術(shù) 中國工程爆破協(xié)會(huì)一等獎(jiǎng)

水利水電工程灌漿分析理論與技術(shù)及工程應(yīng)用 天津市科技廳一等獎(jiǎng)

大型沉井群用于水電工程深厚覆蓋層地基處理技術(shù)研究 國家能源局三等獎(jiǎng)

金沙江向家壩水電站超長皮帶骨料運(yùn)輸系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)踐 國家能源局/云南省科技廳三等獎(jiǎng)

向家壩水電站骨料及混凝土生產(chǎn)廢水處理與再利用技術(shù) 中國水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)三等獎(jiǎng)

金沙江向家壩水電站特大型地下洞室群關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用 云南省科技廳三等獎(jiǎng)

建設(shè)一座巨型電站，結(jié)出累累創(chuàng)新碩果

2001年到2010年，“西電東送”工程項(xiàng)目的總投資在5265億以上（不包括三峽電站）。這一時(shí)期，同時(shí)開工的工程數(shù)量之多史無前例，單個(gè)工程的規(guī)模之大是罕見的。在我國電力建設(shè)史上，如此大規(guī)模的電源、電網(wǎng)建設(shè)前所未有，帶動(dòng)了能源電力、材料學(xué)和制造業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域在科學(xué)技術(shù)上不斷開拓創(chuàng)新、開花結(jié)果。

“西電東送”工程的第二條線路，就是將三峽和金沙江干支流的水電送往華東地區(qū)，形成中部通道。向家壩水電站就是金沙江下游的骨干電源點(diǎn)之一。

由于工程所在地深厚覆蓋層地質(zhì)條件十分復(fù)雜，向家壩水電站設(shè)計(jì)與施工建設(shè)上面臨“三高、三大”等關(guān)鍵技術(shù)難題，即“高壩、高邊坡、高地震烈度區(qū)”和“大型地下電站洞室群開挖 、大流速泄洪消能、大型水輪發(fā)電機(jī)組( 單機(jī)容量80萬千瓦為當(dāng)時(shí)國內(nèi)最大單機(jī)容量水輪發(fā)電機(jī)組）的安裝調(diào)試及運(yùn)行”等技術(shù)難題。

向家壩工程建設(shè)者們充分利用三峽工程的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)工程中遇到的難題，開展了一場持續(xù)工程建設(shè)全過程的科技創(chuàng)新活動(dòng)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在整個(gè)工程建設(shè)進(jìn)程中，開展了超過100 項(xiàng)的科研實(shí)踐，取得了數(shù)十項(xiàng)重大科技創(chuàng)新成果。

向家壩電站還是金沙江上第一座配備升船機(jī)的水電站。升船機(jī)為齒輪齒條爬升、短螺桿長螺母柱保安式全平衡垂直升船機(jī)。單程提升高度世界第一（比三峽升船機(jī)高1.2米）。雖然其結(jié)構(gòu)尺寸和承船廂帶水總重量比三峽升船機(jī)要小，但抗地震設(shè)計(jì)加速度比三峽要大，升船機(jī)主體結(jié)構(gòu)和設(shè)備的抗震要求更高，向家壩升船機(jī)綜合技術(shù)難度與三峽升船機(jī)基本相當(dāng)，均屬世界最高水平。

向家壩升船機(jī)的設(shè)計(jì)和施工，在吸收和繼承三峽升船機(jī)創(chuàng)新成果和建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)革新優(yōu)化，完全由國內(nèi)承擔(dān)設(shè)計(jì)和建設(shè)，取得了一系列創(chuàng)新成果，標(biāo)志著我國在升船機(jī)設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試的技術(shù)水平達(dá)到了世界先進(jìn)水平。

掌握了技術(shù)還不夠，要保障這樣一個(gè)大型工程項(xiàng)目按時(shí)順利完成和保證安全和質(zhì)量達(dá)標(biāo)，還需要嚴(yán)格而精準(zhǔn)的大型工程項(xiàng)目管理水平。向家壩工程的建設(shè)者們?cè)诓粩嗫偨Y(jié)三峽工程及國內(nèi)同類工程建設(shè)管理經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，推行以質(zhì)量、安全、進(jìn)度、投資控制為中心，以合同管理為基礎(chǔ)的項(xiàng)目管理模式，實(shí)行項(xiàng)目法人負(fù)責(zé)制、招標(biāo)投標(biāo)制、工程監(jiān)理制，以及合同管理制，逐步建立和健全了科學(xué)的管理體系和制度，為工程建設(shè)保駕護(hù)航。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從2004 年工程籌建至2012年首批機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電，僅向家壩工程部制定的建設(shè)管理制度、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等就多達(dá)300 余項(xiàng)。

2010年7月8日，向家壩-上海正負(fù)800千伏特高壓直流輸電示范工程投入運(yùn)行 ，打通了西電東送的中部通道。這是我國自主研發(fā)、自主設(shè)計(jì)和自主建設(shè)的，世界上電壓等級(jí)最高、輸送容量最大、送電距離最遠(yuǎn)、技術(shù)水平最先進(jìn)的直流輸電工程，是我國能源領(lǐng)域取得的世界級(jí)創(chuàng)新成果，代表了當(dāng)今世界高壓直流輸電技術(shù)的最高水平。

云霧山水向家壩 攝影/高峰

防洪·灌溉·航運(yùn)：全能的向家壩水電站綜合效益顯著

人們通路架橋，攔河筑壩，建庫蓄水，為野性奔騰的江水注入了一份理智和沉靜，也為這里世代生活的人們帶來了全新的生活。

一座電站的修建，對(duì)這片土地和這里的人們所產(chǎn)生的影響是廣泛而深遠(yuǎn)的。水電工程除發(fā)電外還具有防洪、航運(yùn)、供水、灌溉、水資源配置等傳統(tǒng)的綜合效益，新形勢下還承擔(dān)著促進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)、促進(jìn)移民致富和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展等任務(wù)，發(fā)電之外的效益不容忽視。這也是興建水電站與開發(fā)火電、核電、風(fēng)電等最不一樣的地方。

每到汛期，向家壩水電站就要聯(lián)合上下游梯級(jí)電站完成防洪任務(wù)。電站汛期預(yù)留防洪庫容9.05億立方米，具有控制洪水比重大，距離防洪對(duì)象近的特點(diǎn)。

川江沿岸的宜賓、瀘州、重慶等城市早年的防洪標(biāo)準(zhǔn)僅為5年至20年一遇，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家規(guī)定的50年至100年一遇的標(biāo)準(zhǔn)。因此，興建向家壩水電站，并與溪洛渡水電站聯(lián)合運(yùn)用是解決川江防洪問題的主要工程措施之一，再配合其他措施，可使宜賓、瀘州、重慶等城市的防洪能力逐步達(dá)到國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，配合三峽水庫的調(diào)度，還能進(jìn)一步提高荊江河段的防洪能力，減少長江中下游地區(qū)的分洪損失。

除此之外，水庫在向家壩電站還有另一個(gè)十分重要的作用，那就是為灌區(qū)供水。

向家壩水電站灌溉工程位于四川盆地西南部和云南省東北部的低山丘陵區(qū)，毗鄰重慶市。灌區(qū)開發(fā)任務(wù)以灌溉為主，兼顧城鄉(xiāng)生活和工業(yè)供水。

水富全景 攝影/高峰

灌區(qū)工程由取水樞紐、輸水及灌溉渠系、囤蓄水庫、提水工程及田間工程五大部分組成。取水樞紐與向家壩水電站大壩相結(jié)合，其中，北總干渠取水口位于向家壩水電站樞紐左岸，與大壩14號(hào)非溢流壩段結(jié)合，南總干渠取水口位于向家壩電站樞紐右岸進(jìn)水口上游。以長江為界，分為北總干渠和南總干渠，灌區(qū)也分為北總干渠灌區(qū)和南總干渠灌區(qū)。向家壩灌區(qū)建成后，將有效解決北起自貢市大安區(qū)，南至興文縣共樂鎮(zhèn)，西起向家壩樞紐，東至長江、赤水河，共計(jì)530萬畝良田的灌溉問題，可補(bǔ)充解決灌區(qū)內(nèi)2座城市、143個(gè)城鎮(zhèn)（其中8座縣城）和400余萬農(nóng)村人口用水問題，并向周邊城鎮(zhèn)及相關(guān)工業(yè)園區(qū)提供工業(yè)供水，相當(dāng)于在川南再造一個(gè)“都江堰”。

工程全面建成后將結(jié)束川南片區(qū)無大型骨干水利工程的歷史，從根本上解決農(nóng)田灌溉和生產(chǎn)、生活用水問題，為促進(jìn)川南經(jīng)濟(jì)區(qū)的快速崛起、一體化和可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

截山而出的金沙江，河道狹窄，灘多流急。向家壩水電站修建以前，金沙江營運(yùn)通航河段僅宜賓至新市鎮(zhèn)105公里的五級(jí)航道。向家壩水電站建成，水庫形成后，淹沒了庫區(qū)需要整治的84處礙航灘險(xiǎn)，庫區(qū)成了安全的深水航區(qū)。

2018年5月26日，向家壩水電站升船機(jī)正式開始試通航。至此，歷經(jīng)十余年的建設(shè)，金沙江航運(yùn)正式進(jìn)入“升船機(jī)時(shí)代”，為“長江經(jīng)濟(jì)帶”建設(shè)再添新動(dòng)力，長江“黃金水道”也進(jìn)一步延長至金沙江下游。

截至2020年11月，向家壩升船機(jī)自試通航以來，累計(jì)運(yùn)行5701 廂次，通過船舶5885艘次，通過貨物超過222萬噸，金沙江“黃金水道”的作用逐步顯現(xiàn)。

從三峽工程的建設(shè)一路走來，三峽集團(tuán)逐漸形成了“四個(gè)一”的水電開發(fā)理念，即“建好一座電站、帶動(dòng)一方經(jīng)濟(jì)、改善一片環(huán)境、造福一批移民”。在充分發(fā)揮電站發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益、流域梯級(jí)樞紐防洪減災(zāi)、水資源保護(hù)、節(jié)能減排等生態(tài)效益的同時(shí)，通過工程措施、技術(shù)手段和科學(xué)調(diào)度，努力實(shí)現(xiàn)清潔能源開發(fā)在生態(tài)效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益上的統(tǒng)一。

巍然屹立的向家壩水電站見證了建設(shè)者與當(dāng)?shù)匕傩諅兊钠D苦奮斗與勤勞智慧，不管是庫區(qū)移民富起來后看得見的“金袋子”，還是鄉(xiāng)村振興之路上老百姓對(duì)未來的美好憧憬，這一切都是新時(shí)代里金沙江上的“淘金者”們金色的收獲。