中国水电技术发展成就

来源: 时间:2018-07-09

2017年,中国水力发电装机为341GW(包括抽水蓄能28.7GW),发电量1195TWh,分别占到全球水电总装机容量、发电量的26.9%和28.5%。中国水电装机规模是美国的3倍多,而且超过世界排名第二到第五的总和。可以说,中国已成为名副其实的水电大国,水电技术整体跻身世界前列。剥茧不易,抽丝更难。中国水电技术究竟从哪里说起,真的不能胡说。老子讲“上善若水”,倡导人们学习水至柔至善的品性。“水利万物”,水细无声,但是水无所滞,聚则汹涌啊。如何做到拦蓄并举,首推坝工技术。

坝工技术

中国是拥有水坝数量最多的国家。截至2017年底,已建成各类水坝98478座。数量之多、规模之大,名列世界前茅,而中国在规划、勘察、设计和研究中的200米、300米级高坝,气势之大,更是世无伦比。目前全世界已建在建200m及以上的高坝96座,中国占34座;250m以上高坝20座,中国占7座。已建的锦屏一级双曲拱坝(305m)、在建的双江口心墙堆石坝(314m),更是位列同类坝型之冠。

进入21世纪以来,我国建成了一批高水平大坝工程,坝工技术有许多重大突破。在混凝土坝方面,建成了举世瞩目的三峡、光照、龙滩等重力坝和锦屏一级、溪洛渡、构皮滩、拉西瓦、小湾等一批拱坝。其中,已建的锦屏一级(坝高305m)、小湾(294.5m)、溪洛渡(285.5m)及在建的白鹤滩(289m)等4座拱坝的高度都超过了国际上已建成的最高拱坝-英古里坝(坝高272m)。在土石坝方面,建成了有国际影响力的水布垭(坝高233m,国际最高)、三板溪和洪家渡等面板坝以及小浪底、瀑布沟、糯扎渡等心墙堆石坝。在碾压混凝土坝方面,已建成超过100m的既有重力坝,又有拱坝,碾压混凝土重力坝有黄登(坝高203m,国际最高)、光照(坝高200.5m)、龙滩(已建坝高192m,远景坝高216.5m)等坝,碾压混凝土拱坝有万家口子(坝高167.5m,国际最高)、沙牌、大花水等坝。

已建全球最高的拱坝-锦屏一级拱坝,坝高305米。

已建全球水推力最大的拱坝-小湾拱坝,总水推力1900万吨。

已建全球泄洪功率最大的拱坝-溪洛渡拱坝,坝高285.5米,泄洪功率超过9800万千瓦。

中国第一、居同类坝型世界第三的糯扎渡心墙堆石坝,最大坝高261.5米。

不能不说的二滩

中国拥有独步世界的水力资源。水能资源富集的金沙江及三大支流(雅砻江、大渡河和乌江),外围的澜沧江、怒江和红水河乃至雅鲁藏布江,堪称世界水电大宝库。宝库弃之不用,任由横流必为水患。中国历史上数次江河改道,饿殍遍野、千里逃荒的悲惨场面,不就是任由原生态数万立方米的水流从4000多米高的青藏高原咆哮到长江中下游所致吗?江河治理是历史上所有执政者的头等大事。要江河治理与水电开发,就必须打开这一“宝库”。宝库中的资源虽然丰富,但开发条件之恶劣也是非常惊人的。二滩工程正是开启中国水电宝库的钥匙,也是拉开了中国全面水电大开发的序幕。

中国水电技术的全面进步,跻身世界前列应该是从二滩开始。

二滩高240m的双曲薄拱坝,比当时国内最高的龙羊峡拱坝一下子高出62m,(水推力大致是水头的三次方),一步跨入世界先进行列。就薄拱坝坝高而言,二滩当时位列世界第三。单纯坝高而论,例如比意大利瓦伊昂低20m,还不能说明技术难度。瓦伊昂是建在小溪上,二滩则建在烟波浩渺的雅砻江上,要宣泄巨大的洪水,还要抵御强烈的地震,还有巨大的地下洞室群。

二滩水电站

二滩水电站工程还是中国建设体制深化改革的成功典范。鲁布革的引水系统引进外资外企兴建,开了先河。二滩则是利用世界银行贷款最大的大型水电工程,完全按照世行要求进行国际招标和合同管理。通过二滩工程建设,中国全面地学习国际经验和技术,进行消化、吸收和提高,尤其是管理上达到很高水平,完全与国际接轨。与外国企业和专家建立了良好地关系,引进了技术与经验,也把我们的经验反馈给世界银行和国际水电界。二滩工程的移民、环保、生态工作也做的十分细致,得到国际上高度评价。二滩公司也从单纯的建设单位发展成为一个真正的有限责任公司,成为中国一家独立的、现代化的企业,一家项目开发与生产经营并举的复合型企业,承担着雅砻江流域梯级滚动开发和综合利用的重任。

雅砻江公司前途非常光明。当时二滩投产发电正好遭遇亚洲金融危机,电力消纳难以解决,一度负债高达98%。现在的雅砻江公司,建成了世界第一高坝锦屏一级水电站大坝,电站装机360万千瓦;还建成了世界综合规模最大、难度也最大的地下洞室群-锦屏二级水电站,装机480万千瓦;还有装机容量240万千瓦的官地水电站和60万千瓦的桐子林水电站。目前正在建设的有川西藏区最大的水电站两河口和中国第一个完全总承包意义的杨房沟水电站。此外,目前还全面推进牙根、楞古、孟底沟、卡拉等四个电站的前期勘测设计工作。

雅砻江公司创造了多项第一。第一个采用分层取水的生态友好实践工程-锦屏一级水电站进水口。

雅砻江锦屏、官地水电站鱼类增殖放流站

雅砻江公司还是首次引入流域梯级电站全过程咨询的企业,开创了建设期咨询的先河。雅砻江非常重视科技创新,与国家自然科学基金会共同成立资金规模为5000万元的雅砻江水电开发联合研究基金,借助国家级科研平台,开展雅砻江流域水电开发过程中需要解决的包括工程技术、经营管理和环境保护等方面的重大课题研究。雅砻江公司还建设了国内放流规模最大的鱼类增殖放流站。

结束语

在此,对水电工程各位项目总工程师表达最特别的敬意。一项大型水电工程的成功,无不体现项目总工总览全局的智慧,尤其他们承受了来自各方的压力。当出现任何质量问题,首先考量的就是设计,方方面面的问题都要设计总工首先去背书。清楚记得成都院周钟任锦屏一级总工推进每一项工作的艰难,也深知昆明院邹丽春在任小湾设总时的无奈。当小湾大坝出现裂缝后,时任设计总工的邹丽春在路过一所监狱的劳改工地对澜沧江总工艾永平说,我学开挖机,你学开推土机。小湾裂缝解决不了,我们就跟他们一起开挖机、开推土机。年龄大了,进了监狱干不动体力活了,干点技术活还可以。两位总工承受的压力,外人怎么能体会得到。社会主义倡导的价值观,不能像腐朽的资本主义的金钱观那么具有铜臭味,更不能像美国在1936年那样给胡佛坝做出重大贡献的总工400万美元的奖励。社会主义市场经济,不仅要遵循经济规律,也是尊重价值规律。对承受巨大压力、关系国计民生的重大工程的技术人员,给予应有的报酬和人文关怀。

工程是技术的体现和延续,它推动着人类文明的发展(潘家铮语)。这是我用工程体现技术的初衷。矗立在江河中的每一座大坝,不是静态工程,而是流动的技术史诗。几千年的中华文明史,是一部水患史,也是一部江河治理史。中国水电人在自然与社会的结合处思辨。一座座刷新行业记录的巍峨大坝,不是为了征服自然,而是倚重自然,因势利导地利用自然造福社会。他们脚踏山川,更仰望星空,用现代技术架设了人与自然、人与社会、人与自身的和谐之桥。当然,坝工技术只是中国水电技术的重要组成部分,泄洪消能技术、地下工程、施工、边坡治理,复杂基础处理、防震抗震......等技术。