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金沙江上 赓续初心——乌东德水电站设计纪实

2021年07月06日 08:59:23 | 来源:新华网

  新华网昆明7月6日电(刘桔)奔涌金沙江,自青藏高原孕育而出,超3000米的天然落差,造就丰富水能;金沙江下游,乌东德水电站傲然崛起,270米高拱坝犹如水电明珠,光耀深山峡谷。

  6月16日,伴随着乌东德水电站12台机组全部投产发电,这座总装机容量1020万千瓦,中国第四、世界第七大水电站,将金沙江下游湍急的水流化作源源不断的清洁电能,点亮神州大地千家万户。

航拍金沙江乌东德水电站。新华网发

  攀技术高峰 创8项世界之最

  乌东德水电站位于云南省昆明市禄劝县和四川省凉山州会东县交界的金沙江河道上,枢纽工程主要由混凝土双曲拱坝、引水发电系统、泄洪建筑物等组成。

  站在梅子坪观景平台远眺,乌东德水电站优美的坝体,已稳稳镶嵌在陡峭山壁间,湍急金沙江水在此汇聚,形成了平静的湖泊。高峡出平湖的景致,与大坝设计施工期面临的恶劣环境,形成巨大反差。

  据了解,金沙江河谷地区气候干热,每年35度以上高温天数超160天,同时,峡谷深切,地质条件极其复杂。怎样安全筑坝、筑安全大坝,成为横亘在乌东德水电站设计者眼前的一道难题。

  锁定不良地质块体、透视河床覆盖层、选定优良坝址、防治高位边坡、寻找优质料源……作为乌东德水电站设计单位,长江勘测规划设计研究院(以下简称“长江设计院”)历时十余载,对水电站工程技术、经济、工期等进行了逐项论证。2015年12月,乌东德水电站主体工程正式开工建设。

  “金沙江的V型河谷,决定这里最适合修建特高拱坝。”长江设计院工程师乐江华说:“但乌东德地区气候干热,混凝土开裂风险相对较大。”

  如何破解这一难题?长江设计院为大坝找到了“退烧药”:全坝使用低热水泥混凝土,成为世界水坝建造史上的首创。

  与此同时,大坝还创新应用了智能温控系统,有效防止温度裂缝产生。“我们在大坝浇筑时,预埋了数千支冷却水管和监测仪器,这些监测仪器可实时感知坝内温度,通过数据采集和分析研判,再利用冷却水管精确调节,实现通水冷却。”乐江华说。

  2020年5月,这座坝顶高程988米,最大坝高270米,目前世界上最薄的300米级特高拱坝,傲然屹立金沙江。

  据了解,乌东德水电站创造了8项“世界第一”、15项“世界首次”,实现了超大规模地下洞室群开挖、全坝低热水泥混凝土应用、特高拱坝智能建造、智能灌浆等一系列重大技术突破。

金沙江乌东德水电站地下电站主厂房。新华网发

  重生态保护 建一座绿色大坝

  科学的大坝工程,也是一个生态综合体。对乌东德水电站设计者们而言,建一座“绿色大坝”不是“加分项”,而是“必选项”。

  在乌东德水电站左右岸山体的地下厂房,12台85万千瓦水轮发电机组的转子正在高速运转。乌东德水电站设计总工程师翁永红介绍,这里每台机组的转子重达2000吨,一秒钟能旋转一圈半,虽然能量巨大,但运行平稳。

  机顶盖下,湍急的江水和沉重的转子激烈碰撞,产生源源不断的清洁电能。据了解,乌东德水电站年均发电量389.1亿千瓦时,在满足四川、云南两省用电需求的同时,外送华中电网、华东电网和南方电网。

  在保障能源供应的同时,乌东德水电站为节能减排做出了巨大贡献。翁永红介绍,乌东德水电站每年可节省标准煤1220万吨,减少二氧化碳排放量3050万吨,同时,还可减少二氧化硫、氮氧化合物、烟尘等各类污染排放。

  在大坝不远处的乌东德尾水集鱼站,各种金沙江珍稀特有鱼类,正赶着“乘坐”下午4点的“升降电梯”。据了解,这些鱼类将在全程监控的状态下,经过体检、暂养和转运,最终将被放流至乌东德库区合适江段。

  这套乌东德水电站集运鱼系统,由长江设计院设计研发,是乌东德水电站重要的鱼类保护工程,于今年投入运行。截至目前,乌东德水电站集运鱼系统共收集到鱼类42种,其中目标鱼类28种,还发现近年该河段未发现的鱼类9种。

  “我们希望通过这种方法,促进大坝上下游鱼类的基因交流,同时,集鱼站还兼顾科研功能。”长江设计院乌东德设代处办公室主任张熊说。

  在意每一条鱼,也珍惜每一抹土。乌东德水电站的设计者将生态保护的理念贯穿电站建设的始终。

  据了解,乌东德水电站不仅在建造过程中实现废弃骨料回收利用,还分期实施了一系列生态修复工程。长江设计院景观设计师张丽莎介绍,截至目前,乌东德绿化前期工程已经基本完工,累计实施绿化面积约136万平方米。

乌东德水电站附近三角梅盛开。新华网发

  葆初心使命 民生工程贴民心

  江水为墨,乌东德水电站描绘着金沙江两岸村民越来越幸福美好的生活。

  从大坝出发,沿蜿蜒山路,约半小时车程,便能抵达乌东德镇金瑞二社区。这是离库区最近的一个移民新村,村民从昆明市禄劝县皎平渡镇皎平村搬迁而来。

  沿街错落的民宿酒吧、统一规划的移民新居、日益蓬勃的种植养殖产业……乌东德镇金瑞二社区的社区党委副书记文兴翠感叹:“之前哪里想得到,荒山上建集镇,生活也能越过越滋润。”

  搬迁移民迅速过上安稳生活,乌东德水电站设计者们功不可没。

  根据移民安置规划,乌东德水电站搬迁安置人口约3.2万人,涉及四川、云南两省4州(市)10个县(市、区)。

  为了让移民指标科学合理,长江设计院采用遥感信息技术,对移民实物指标进行了全部调查。“我们对整个库区进行了全面的航飞,用9个月时间,将库区10个区县3万多移民全部实物指标,包括房屋、土地、零星果木等,进行了客观公正精准的确认。”翁永红说:“同时,利用三维数字技术,实现对乌东德水电站库区地形地貌和房屋建筑的直观再现。”

  为了将民生工程打造成民心工程,乌东德水电站设计者坚持以发展的眼光谋篇布局。

  长江设计院乌东德设代处副处长范五一说:“为修建水电站,由长江设计院规划建成的场内公路约55.4公里,其中包括隧道26.8公里,场外也布置了两条对外交通专用公路,全长超70公里。这些配套公路在服务工程建设的同时,也为百姓出行提供了便利。”

  而在金沙江高峡之上,昔日红军渡口旧址修建的洪门渡、皎平渡、龙街渡三座大桥宛若腾空巨龙,连通着云南、四川两省,为两地沟通交流提供了便捷通道。

  ……

  从长江流域首个大型水利工程荆江分洪工程,到长江干流第一坝葛洲坝水利枢纽,从国之重器三峡工程,到如今的金沙江乌东德水电站……长江设计院的设计团队在保护和开发长江的征途上,传承初心,接力向前。

航拍洪门渡大桥。新华网发

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