金沙江白鹤滩水电站全部机组投产发电

2023.01.03
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12月20日,由华东院承担全过程勘测设计的世界在建规模最大、技术难度最高的水电工程——金沙江白鹤滩水电站全部机组投产发电,此举也标志着我国金沙江下游清洁能源走廊全面建成。近期,白鹤滩水库水位保持在正常蓄水位825米,至江苏±800千伏特高压直流输电工程已经投产,至浙江±800千伏特高压直流输电工程即将投产。电站投运以来,各项功能均达到设计目标,枢纽建筑物各项性态指标均优于设计值,机组运行稳定高效。

白鹤滩水电站总装机容量1600万千瓦,拥有全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组,年均发电量约624亿千瓦时,是我国实施“西电东送”、构建清洁低碳安全高效能源体系的国家重大工程。白鹤滩水电站的建设,引领我国超大规模地下工程、特高混凝土拱坝、超大功率泄洪消能、巨型工程施工组织、超高水头大容量机组、工程生态环境保护等关键技术再上新台阶。白鹤滩水电站设计和工程建设,进一步巩固了我国世界水电发展引领者地位,对我国水电工程建设和雅鲁藏布江下游水电开发,具有重要意义。

 

三十年 三代人

不懈追逐的水电梦

金沙江流域的普查和规划始于上世纪50年代,至60年代因条件不成熟而暂停。1990年,《长江流域综合利用规划简要报告》批准实施,金沙江下游梯级电站开发格局确定。1991年,根据相关部委安排,华东院全面展开白鹤滩梯级的开发研究,至今已逾30年。

30多年来,白鹤滩累计完成20万米地质勘探钻孔、5.5万米勘探平洞及大量室内外试验,全面揭示了白鹤滩水电站极端复杂的地质环境;联合80余家国内外知名高等院校和科研机构开展科技攻关,编制技术报告数千本,绘图30余万张,召开咨询审查会300余场,为建成这座大国重器提供了强有力的技术支撑。

在1991-2000年前期规划阶段,针对64公里长的金沙江河段进行了规划选址研究。第一批华东院人来到白鹤滩,一头扎进大山开展前期勘察工作。高山环绕、江水汹涌,这是白鹤滩给很多人留下的第一印象。那个时候道路不通,缺水缺电,正是在这样充满挑战的环境下,他们逢山开路、遇水搭桥,在坝区修建了气象站、公路、马道、过江索道等设施,开展了大量的水文、水能和地质勘测等基础工作,积累了大量的一手资料,对64公里左右的河段进行研究比选。当时的工作、生活条件,恐怕只有十分艰苦才能形容。

在2001-2006年预可行性研究阶段,对两处坝段的水能规划、地形地质条件、枢纽布置、施工条件及工程投资等方面进行全面比较,选定了白鹤滩坝段作进一步研究。在经费十分有限的情况下,他们翻山越岭,足迹踏遍杳无人烟处。很多人在这里,一待就是20年,从风华正茂到两鬓斑白。

可行性研究阶段,进一步从水能条件、地形地质条件、工程布置及建筑物、建坝技术难度、施工条件、建设征地、环保水保和工程投资等方面,深入比选此坝段内上坝址粘土心墙堆石坝加溢洪道方案、中坝址双曲拱坝加泄洪洞方案和下坝址重力拱坝加泄洪洞方案,最终选定中坝址混凝土双曲拱坝、坝身孔口和岸边泄洪洞、两岸基本对称的地下厂房引水发电系统布置方案作为枢纽布置方案。

2021年“七一”前夕,经过三十年的勘测设计、十余年的工程建设,白鹤滩水电站首批机组投产发电。习近平总书记在贺信中指出,“白鹤滩水电站是实施‘西电东送’的国家重大工程,是当今世界在建规模最大、技术难度最高的水电工程。全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组,实现了我国高端装备制造的重大突破。”

 

匠心独运

勇攀水电建设新高峰

白鹤滩水电站地处我国西南地区,区域地质背景复杂,地质灾害多发。工程区地形险峻,岩质坚硬、性脆,断裂构造发育,地应力高,极端复杂的地质环境,为工程设计建设带来了巨大挑战。

两座世界最大规模地下厂房洞室群,建设于埋深400米的山体内,硬脆玄武岩叠加超高地应力和软弱错动带,洞室的群洞效应非常显著,巨型洞室围岩控制难度极大。

高近300米的特高拱坝,基础坐落在柱状节理玄武岩上,岩石性状硬、脆、碎,开挖易松弛。这是国内外首次系统研究利用此类岩石。同时还存在缓倾角错动带易变形、河床薄层角砾熔岩易破坏等难题,堪称世界上开挖处理难度最大的拱坝基础。

白鹤滩水电站控制金沙江流域面积的91%,下泄流量最大42348立方米每秒、泄洪功率最大9万兆瓦均居世界前列。为在狭窄河谷内安全下泄巨量洪水,采取不对称布置的表孔、深孔和世界最大规模反拱水垫塘,实现了对称消能。左岸3条无压泄洪洞,规模世界最大。

两座地下电站共安装16台世界最大功率百万千瓦水轮发电机组,是首座全部采用国产机组的巨型水电站。机组以及与之配套的电气、机械设备的设计指标,都大幅超越国内外技术标准,引领世界水电机组迈入百万千瓦级。

白鹤滩水电站分布有28处滑坡、88条泥石流沟以及崩塌、塌岸等多个地质灾害风险点,类型繁多、规模巨大、突发性强。近坝区多处地质灾害风险点,直接威胁电站建设和运行安全,必须进行系统治理或监测。

 

绿色白鹤滩 美丽白鹤滩

白鹤滩水电站按照“长江大保护”总体要求,开展了鱼类鸟类栖息地保护、进水口分层取水、鱼类洄游过坝设施、古树移栽保护和生态智慧在线监测等系统的生态保护措施,深入践行“生态优先、绿色发展”的水电开发理念,打造“美丽白鹤滩”。

白鹤滩水电站建设涉及两省六县区10.8万移民,是移民人口最多的在建水电工程,且与脱贫攻坚、西部大开发、长江经济带发展在时间空间上高度契合。通过七年规划、四年建设,共复建安置点48个、等级公路247公里,大幅改善了库区基础设施条件和人民群众生活水平。

目前,白鹤滩水库已经蓄至正常蓄水位,电站迎来全部机组投产发电重大胜利,至江苏±800千伏特高压工程已经投产,至浙江±800千伏特高压工程即将投产。电站投运以来,各项功能均达到设计目标,枢纽建筑物各项性态指标均优于设计值,机组运行稳定高效。

白鹤滩水电站是一座超级绿色能源引擎,每年可节约标煤约1968万吨,减少二氧化碳等废气排放约5200万吨,对我国实现双碳目标发挥重要作用。白鹤滩水库防洪库容达75亿立方米,在长江流域排名第三,接近金沙江下游其他三座电站之和,是长江防洪体系重要组成部分,并为进一步提升长江“黄金水道”功能、推动长江经济带发展创造了条件,对缓解下游梯级水库泥沙问题和河道淤积具有重要作用。

这是华东院接续三十年的艰苦奋斗和砥砺征程。华东院人默默挥洒下的心血与汗水,自有山川日月、河床风物作证,大国重器的落成,成为了青春最好的奖章!

如今,我们无比欢欣激动迎来电站全部机组投产发电的重大历史时刻!三十年磨一剑,我们用实际行动诠释了习总书记在贺信中说的“社会主义是干出来的,新时代是奋斗出来的。”华东院将继续推进后续运行调度管理、库岸稳定研究、生态景观提升等工作,以实际行贯彻落实党的二十大精神,为促进经济社会发展全面绿色转型作出新的更大贡献!

白鹤滩