“基建狂魔”又要开工了!2025年7月19日,雅鲁藏布江下游水电工程正式拉开建设序幕。这一次,我国将投资1.2万亿元在西藏林芝建设5座梯级电站,建成后装机容量可达6000万千瓦,年发电量3000亿千瓦时。什么概念呢?这是一个可以“再造三个三峡”的超级工程!

为什么中国总在“拼命”建水电站?

我们必须看到,中国是世界上河流最多的国家之一,也是世界上水旱灾害最多的国家之一。而“兴修水利”也因此被刻进了中国的基因里。到现在,中国已建成水库大坝约9.5万座,大坝类型、大坝数量、高坝数量、水力发电装机规模均居世界第一,坝工建设技术迈入世界领先行列。

而在这些彰显中国水电实力的超级工程中,屹立在金沙江下游的白鹤滩水电站仍是一座丰碑。作为目前仅次于三峡的世界第二大水电站,它是当今世界技术难度最高的水电工程,建设过程中创下6项世界第一,被誉为世界水电行业的“珠穆朗玛峰”。

白鹤滩水电站

白鹤滩奇迹

白鹤滩水电站,位于四川省宁南县和云南省巧家县交界的金沙江下游干流河段上。

这里崖壁陡峭,两岸山体以柱状玄武岩为主,地质结构疏松,在雨水或震动作用下很容易发生山体滑坡。这里是典型的干热河谷气候,炎热干燥,狂风肆虐,据气象部门统计,每年7级以上大风超过200天。深山峡谷、激流险滩,要在这样的地方开山凿岩、拦河筑坝,建设者们要面临的状况十分严峻。

以白鹤滩水电站的右岸边坡施工为例,它需要进行处理的范围宽度达到1000米范围,总开挖量1430万立方米,支护面积43万平方米,相当于60个足球场大小。但整个施工都是在陡峭的山壁上,地质构造复杂又脆弱,建设者在开挖时,不仅要及时使用各种加固、支护手段,保持山体的稳定性,还要避免大型机械设备对周边地质造成破坏,就连施工产生的石渣也不能直接排入江中,影响生态环境。而对整个工程建设来说,这只是其中的一个缩影,建设者们要克服的困难数不胜数。也正因如此,白鹤滩水电站创造的奇迹才更难能可贵。

白鹤滩水电站到底有多厉害呢?

整个大坝为混凝土双曲拱坝,坝顶弧线长709米,最大坝高289米,相当于100层楼高。从空中俯视,白鹤滩水电站双曲拱坝犹如一个弯曲的、薄薄的鸡蛋壳镶嵌在金沙江河谷中,但实际安全系数超过2.0,可以长期承受1650万吨的水推力。

这也是世界首次全坝使用低热水泥混凝土。这并不简单。事实上,混凝土浇筑体积越大,产生的热量越多,热胀冷缩带来的变形就越大,这使得大体积混凝土温控防裂成为特高拱坝建设面临的世界难题。为了解决这一问题,白鹤滩水电站创新性地使用了低热硅酸盐水泥,比传统水泥温度低。同时,建设者们还在大坝内部埋设了300万米长的冷却水管,借助1万多个传感器,形成了智能温控系统,使大坝可以进行故障自我诊断、温度流量异常报警等。在这样的技术加持下,大坝至今没有发现一条温度裂缝。

白鹤滩水电站还拥有世界规模最大的“地下厂房”,开挖量2500万立方米,相当于10座胡夫金字塔的体量,甚至能容得下一艘航空母舰。水电站的发电机组就深埋在这些“地下厂房”内。

如果说发电机组是水电站的“心脏”,那白鹤滩水电站就拥有一颗“大心脏”。金沙江水流冲击着水轮机,不断转化为电能。这里的机组转速是每转一圈,发电150度电,相当于一户普通家庭一个月的用电量。每台机组运转一个小时发出100万度电,可满足一家人400年的生活用电量。这种单机容量百万千瓦的机组,白鹤滩水电站有16台。而为了有效调节尾水隧洞中的水压力,确保这颗“大心脏”安全稳定地的运行,白鹤滩水电站还配备了世界已建水电工程中最大的圆筒式尾水调压室,又上一重保险。

作为水利枢纽水里枢纽工程,白鹤滩水电站需要在汛期泄洪。为此,这里建造了3条世界规模最大的无压泄洪洞,单洞最大泄洪流量4083立方米/秒,水流可以每小时180公里的速度通过。泄洪洞内同样采用了衬砌混凝土智能化温控防裂等新技术,使其光滑如镜、抗冲耐磨,可以成功解决抵抗流速高、坡度陡、流量大等难题。

“连珠成线”的最后一环

建起这样一座超级水电站,非一时之功。

金沙江在长江上游,早在1954年长江大洪水之后,我国就开始部署研究在金沙江干流上兴建水利工程的方案,并组织相关单位对金沙江开展了大量的普查、勘探、规划等一系列筹备工作。直到2010年,白鹤滩水电站正式启动前期筹建工作,终于迈出了实质性的一步。此后十余年,白鹤滩水电站攻克了16项世界级核心科技难关,形成了127项关键技术突破。

2021年6月28日,金沙江白鹤滩水电站首批机组投产发电之际,习近平总书记发来贺信:“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。”

到现在,4年过去,白鹤滩水电站累计发电量已突破2000亿千瓦时大关。这些清洁电能通过“白鹤滩—浙江”“白鹤滩—江苏”两条±800千伏特高压直流输电工程,源源不断地输送到华东地区,为当地经济发展提供了强劲的动力。仅此,每年就可以节约标准煤1968万吨,减少二氧化碳排放量5160万吨。

值得一提的是,随着2022年白鹤滩水电站全部机组投产发电,长江干流上的乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝等6座水电站形成了世界上最大的清洁能源走廊。这条走廊跨越1800公里,共安装110台水电机组,总装机容量达7169.5万千瓦,年均生产电能约3000亿千瓦时,可满足3.6亿人一年的用电需求,为改善我国能源结构发挥了积极作用。

来源: 我是科学人