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二滩水电:探索中国水电科学开发之路
2010/10/28 9:17:21    新闻来源:人民网
  官地、桐子林水电站开工建设,雅砻江下游梯级电站开发全面启动   
  
    简要内容:阶段是全流域项目开发填平补齐,雅砻江流域水电开发全面完成,公司拥有发电能力达到3000万千瓦左右。雅砻江中、下游规划了两河口、锦屏一级和已建成的二滩水电站三座大水库,总调节库容达157亿立方米。 





桐子林水电站前期工程面貌 宋志评/摄




  10月20日,成都、凉山彝族自治州境内的官地水电站和攀枝花市境内的桐子林水电站三地连线,卫星将官地、桐子林水电站现场实时传输到成都主会场,也将两地建设者的激动和兴奋传到了成都。这一天是官地、桐子林水电站正式开工建设的日子。

  作为“一个主体开发一条江”流域开发第二阶段战略的重要里程碑,官地、桐子林水电站的开工建设标志着名列全国“十三大水电基地”第三位的雅砻江下游梯级电站开发全面启动。官地水电站是国家实施“西电东送”的重点工程,也将是二十一世纪雅砻江上第一个投产发电并率先将清洁能源通过“西电东送”中部通道送往华东的电站。被列为国家西部大开发2010年重点开工项目的桐子林水电站是雅砻江下游最末一个梯级电站。根据建设计划,两座电站将于2013年7月与2016年6月竣工,年发电量为117.76亿千瓦时和29.75亿千瓦时,工程投资约159.93亿元和62.57亿元。

  下午三点四十分,成都主会场,中共四川省委书记、省人大常委会主任刘奇葆宣布:雅砻江官地、桐子林水电站正式开工。顿时,雅砻江畔的官地、桐子林水电站施工现场礼炮隆隆,欢声震天。 

  伴随着轰鸣的礼炮声,雅砻江开发的宏伟蓝图在世人面前徐徐展开……

  天赐良机

  “一个主体开发一条江”

  从四川攀枝花市一路西行,穿行于攀西深山峡谷之中,只见雅砻江两岸壁立千仞,江水滩多浪急。

  发源于巴颜喀拉山南麓的雅砻江是金沙江的最大支流,干流从西北向东南一路奔腾而下,穿越高山峡谷,流经四川甘孜、凉山两州,在攀枝花市注入金沙江。特殊的地势造就特别的优势,使雅砻江流域成为我国乃至全世界罕有的绿色能源“宝库”。

  据四川省水力发电工程学会秘书长马怀新介绍,在四川大大小小上千条河流中,以水能资源蕴藏之丰富、开发条件之优越、水能质量之优良来说,雅砻江位居第一。即使在全国范围内比较,雅砻江也毫不逊色,在全国十三大水电基地中位列第三。

  尤其可贵的是,雅砻江天然落差非常集中,特别是著名的锦屏大河湾河段,从锦屏一级至锦屏二级电站,直线距离仅17公里,天然落差高达310米。锦屏二级和一级一起,组成一个装机840万千瓦的双子星座电站。这样优秀的电源点不仅全国独无仅有,在世界上也属少见。

  技术经济指标如此优越的雅砻江水电资源,当如何科学谋划?由谁来担纲开发?

  2003年,二滩公司新一届领导班子主动请缨,向国家有关方面力陈推动雅砻江流域水电科学有序开发的完整思路;同年10月,国家发改委授权二滩公司“负责实施雅砻江水能资源的开发”,“全面负责雅砻江流域水电站的建设与管理”。这一决策在国家层面上确定了二滩公司在雅砻江全流域水电资源开发中的唯一地位。这也是2002年我国电力体制改革之后,国家授权一个主体开发一条江的唯一公司。

  “国家决策由二滩公司一家主体实施雅砻江流域整体开发,完全符合水电资源开发的特点和规律,这一决策对实现雅砻江水电加快开发、科学开发,发挥了全局性、根本性的指导作用。”结合这些年的实践,二滩公司总经理陈云华深有感触地说。

  从雅砻江流域的实际情况来看,“一个主体一条江”益处多多:一是梯级开发不仅存在电力联系,还存在着复杂的水力联系,为实现整个流域梯级开发的投资效益和能源开发效益的最大化,由单一主体负责,可站在全局的角度考虑,便于统一规划、合理实施;二是可以将不同梯级电站的部分临时甚至主体建筑物有机结合,有利于节约投资,提高效益;三是单一主体进行流域开发不涉及利益再分配及梯级补偿问题,因此,可提高投资者兴建具有大容量、高调节补偿能力的水电站。

  能够运筹帷幄一条江,是水电工程师的梦想;然而,机遇也意味着巨大的挑战,在国家的信任和沿江人民的期望面前,每一个二滩人都感受到了肩膀上担子的分量。

  2003年底,二滩公司基于对雅砻江水能资源开发优越条件的认识,对未来国家经济发展和电力增长及电力市场消纳、电网规划的预测,通过综合分析和科学论证,确立了“雅砻江流域水能资源开发四阶段战略”:

  第一阶段是在2000年前,开发建设二滩水电站,实现投运装机规模330万千瓦,奠定雅砻江流域水电开发基础。此阶段目标已实现,二滩水电站建设取得了举世公认的骄人成绩。

  第二阶段是2015年前,建成锦屏一级、二级水电站、官地水电站、桐子林水电站,全面完成雅砻江下游梯级水电站开发,公司拥有的发电能力由330万千瓦提升至1470万千瓦,规模效益和梯级补偿效益初步显现,成为区域电力市场中具有较强市场竞争力和可持续发展能力的独立发电企业;基本形成现代流域梯级电站群的雏形。

  第三阶段是在2020年以前继续深入推进雅砻江流域水电站开发,建设包括两河口水电站在内的3-4个中游主要梯级电站,实现新增装机800万千瓦左右,拥有的发电能力达到2300万千瓦以上,公司将进入国际一流大型独立发电企业行列。

  第四阶段是全流域项目开发填平补齐,雅砻江流域水电开发全面完成,公司拥有发电能力达到3000万千瓦左右。

  总装机3000万千瓦、规划设计21个电站,二滩人在雅砻江上绘就了一幅科学、有序、和谐开发的“路线图”。

  不辱使命

  挑战“世界上最难建的水电站”

  锦屏大河湾是雅砻江上一个神奇的地方。当雅砻江的滚滚激流飞奔而来时,被横亘的锦屏山脉挡住了去路,桀骜不驯的雅砻江在锦屏山脚下绕了一个长达150公里的大河湾,这就是我国著名的锦屏大河湾,锦屏一级和锦屏二级水电站就建设在这里。

  雅砻江锦屏一级水电站的拱坝高度为305米,是目前世界上在建和规划建设的最高拱坝,锦屏二级水电站具有世界最大规模的地下引水隧洞。锦屏水电站面临的高地应力、高压大流量地下水、深部卸荷裂隙、建设4条每条长度约为16.67公里的引水隧道,两条17.5公里的交通隧道,建设大型地下厂房工程、大型地下洞室群工程和大规模地下基础处理工程都是世界级的难题。 

  中国工程院院士马洪琪曾在接受记者采访时表示,“锦屏水电站是一座世界上最难建的水电站、技术难度大、施工难度大、环境危险最大”。中国工程院院士谭靖夷也表示,建300米等级的高坝是一项“世界级”的挑战。 

  涵盖了数项世界级难题的水电工程,攻坚破难的必然也应是世界级的大师。二滩公司借鉴二滩水电站建设的成功经验,成立了“雅砻江锦屏水电工程特别咨询团”,咨询团由中国科学院、中国工程院院士,被誉为水电“泰斗”的潘家铮和中国工程院院士谭靖夷任顾问,成员都是长期从事水电工程设计、施工,具有丰富的理论和实践经验以及精深的专业素养,在我国水电建设界享有盛誉的专家。这个咨询团,作为技术辅助决策的权威机构,为解决锦屏水电工程中的重大技术问题出谋划策,为项目建设的顺利进行保驾护航。

  面对雅砻江流域开发中的一系列重大技术问题,二滩公司与国际接轨,建立了与世界一流水电工程咨询机构的合作与交流机制。应二滩公司邀请,先后到锦屏施工现场开展专项短期咨询的有挪威AGM技术咨询公司、意大利A2Z咨询公司,加拿大ITASCA咨询公司等。咨询专家们对锦屏水电工程中的重大技术都提供了独立的咨询意见和建议。与此同时,二滩公司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,组织全国最优秀的科研力量,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。

  通过这一系列措施,锦屏水电工程构建了一个实力雄厚的科研攻关及管理咨询体系,先后开展并完成了高拱坝施工全过程动态仿真与实施控制、特定骨料条件下的高拱坝混凝土碱活性反应及配合比与温控措施、高坝泄洪雾化模型缩尺效应、高陡边坡变形与稳定分析、深切河谷地应力分布规律和卸荷裂隙形成机理等专项关键技术科研攻关研究,成功攻克了一项又一项世界水利水电建设史上从未遇过的难题。



  首尾呼应

  雅砻江流域建设全面开花

  几年来,二滩水电开发有限责任公司在雅砻江流域的开发如火如荼,目前,锦屏一、二级“双子星座”电站正瞄准2012年投产发电的目标,以闻名中国水电界的“锦屏速度”向前推进。

  装机240万千瓦的官地水电站和装机60万千瓦的桐子林水电站,是雅砻江下游开发条件优越的电源点。迅速推进这两个电站建设,对全面完成雅砻江下游梯级水电开发,使公司拥有的发电能力提升至1470万千瓦,形成现代化流域梯级电站群管理的雏形意义重大。2004年下半年,二滩公司在快速推进锦屏水电站前期工程建设的同时,从全国招聘水电建设的各类人才,迅速成立官地、桐子林建设管理局筹建机构,拉开了前期准备工程的大幕,经过6年的精心准备,两个工程于今年9月双双获得国家核准开工,这也标志着雅砻江流域下游开发全面启动。

  此外,二滩公司还提前成立了雅砻江中游龙头水库电站——两河口水电站的建设管理筹备机构,着手建设前期准备工程,提前启动了牙根一级、牙根二级、楞古、孟底沟、杨房沟、卡拉六个电站的前期勘测设计和对外交通建设工作。雅砻江中游电站总装机达1155万千瓦,高坝大库的两河口水电站是中游龙头电站,也是雅砻江最大库容的电站。启动了两河口水电站建设,就等于抢占了中游水电开发的至高点。当两河口水电站场内交通大桥飞架雅砻江两岸、当卡拉、杨房沟水电站对外交通公路建设的开工炮声在雪域高原响起,有很多水电界人士感慨地讲,“在短短的几年时间,二滩公司‘全江联动、首尾呼应、多点开花、压茬开发’的谋篇布局已经悄然完成”。

  科学调度

  运筹帷幄一条江

  今年9月在成都召开的全国水电厂安全高效运行技术研讨会上,流域梯级调度成为代表们热议的话题。多位专家表示要充分利用水资源,逐步实现流域梯级调度,提高发电效率和其他综合经济社会效益。国家电力调度通讯中心水电与新能源处处长裴哲义告诉记者,水库优化调度就是根据水库设计运用原则,依据较为可靠的来水预报,在保证大坝安全的前提下,对水库的入库水量进行再次优化分配的过程,以满足防洪、发电等各部门的需要,使综合利用效益最佳。

  水电调度从过去一厂一站的单站单库调度,发展到现在的梯级调度甚至全网或跨网(跨流域)的补偿调度,水电站调度运行技术与管理得到了较大发展,在保障水电站安全运行、促进水能资源利用和节能减排等方面发挥了重要作用。

  近年来,通过各级调度部门和水电厂的共同努力,克服了水库总体来水偏少,丰枯不均等不利影响,加强水情预测与分析工作,充分发挥市场的调节作用,精心安排、及时调整电网和水电厂运行方式,大力开展水电经济调度工作,科学调度水库,经济效益显著。根据估算,2000以来,全国水电节水增发总电量年均超过80亿千瓦时,相当于每年节约标准煤260多万吨,减少二氧化碳排放600万吨左右。为缓解电力供需矛盾,节约煤炭资源,节能减排,实现国家经济社会可持续发展做出了积极贡献。

  雅砻江中、下游规划了两河口、锦屏一级和已建成的二滩水电站三座大水库,总调节库容达157亿立方米。三个电站联合运行,将使雅砻江干流完全可以做到多年调节,成为全国唯一一条能够在真正意义上实现年调节的河流。上游大水库将对下游电站产生巨大的补偿调节效益。锦屏一级建成后,官地水电站的保证出力将增加到129%。两河口电站的建成将增加锦屏至桐子林五个电站枯期出力350万千瓦,增加枯期电量168亿千瓦时。也就是说,通过上、下游电站水库的科学调度、补偿调节,在不增加物质投入的条件下,在电力最紧缺的枯水期,可以增加一个二滩水电站全年电量。

  同时,雅砻江的调节作用,还会给下游的溪洛渡、向家坝、三峡电站和葛洲坝电站带来巨大的补偿调节效益。据初步测算,总计可以增加四个电站枯期平均出力289万千瓦,增加多年平均发电量68亿千瓦时,增加枯期电量112亿千瓦时。

  绿色开发

  “开挖到哪里,绿化到哪里”

  据二滩公司总经理陈云华介绍,官地水电站年平均发电量替代同等规模的燃煤火电厂,相当于每年减少原煤消耗529万吨,每年减少二氧化硫排放约 8万吨、二氧化碳 846万吨,减少粉尘排放170万吨,减少废渣排放42万吨,不仅可以大大节约煤炭资源,而且可减少燃煤污染,改善生态环境质量,对国家“节能减排”工作、减轻北煤南运的交通压力等都将发挥重要的作用。

  然而在二滩人的眼里,环保并不仅仅是如此简单。环保背后看不到的过程也要同样环保。从2003年加速开发雅砻江以来,二滩人就把“单一工程环保”的理念升华为“流域环保”的理念,他们前瞻性地做好雅砻江流域水电开发科学规划和生态保护全流域规划,在流域开发的时序、工程规模的确定、枢纽方案选择、施工及建设工期安排等方面,从流域生态保护的角度充分考虑避免或减少对环境的不利影响、最大限度地减少移民搬迁。2006年,当时的国家环保总局授予二滩水电站“环境友好工程”称号,这是中国水电建设界第一次获得此项殊荣。

  二滩公司负责环境保护工作的主任工程师王红梅告诉记者,二滩公司对环境保护的实施已经由“看得见的保护”上升为“看不见的保护”。锦屏一级水电站坝高305米,建成后,水库中水的温度有一定差异,表面水温较高,深水水温较低。考虑水温对鱼类生存的重要性,二滩公司不惜投资5.4亿元,在锦屏一级大坝上采用了叠梁门方式实现分层取水,这样可以根据鱼类生存对水温的需求,选择不同分层取水的方式,实现调节下游水温的目的,保证了鱼类生存必须的生态环境。二滩公司还投资1.5亿元修建了锦屏一级、锦屏二级及官地水电站鱼类增殖站,这是目前国内水电行业规模最大的鱼类增殖放流站,建成后,每年将向雅砻江放流鱼苗150万尾。今年年底,鱼类增殖站将具备试养条件。

  从西昌驱车至锦屏水电站,一条条隧洞首尾相连,最长的隧洞长达17.5公里。近百公里的专用公路洞线长达64.74公里。仅将明线改洞线这一项,造成的植被损伤就可减少90%。“开挖到哪里,绿化到哪里”、“弃碴到哪里,防护到哪里”,按照这一原则,锦屏一级、锦屏二级水电站施工营地以及对外交通公路都全部绿化,各项目工程弃碴场均提前建成,有的弃碴场已进行了绿化。

  针对雅砻江河谷气候干热、植被恢复难度大的特点,二滩公司开展了雅砻江干热河谷绿化的专题研究,并邀请多家绿化科研单位对不同类型的开挖边坡采用不同绿化技术进行生态恢复试验。目前,锦屏一级、锦屏二级、官地、桐子林电站均在进行整个项目区陆生生态恢复的规划实施,已完成环保投资8.46亿元,规划实施后的工程区,陆生生态多样性与生态环境质量都会较工程建设前有大幅度提升。

  千里雅砻江畔,一个个大型水电工地向世人展示着“开发清洁能源,建设和谐水电”的绿色风景。随着雅砻江流域水能资源“四阶段”开发战略的逐步实现,鳞次栉比的水电站如同一颗颗闪亮的明珠镶嵌在雅砻江上,“高峡出平湖”的胜景把祖国的大西南装扮得更加壮丽。来自巴颜喀拉山南麓的清流,将按照水电人的意愿,流进一条条引水隧道,拨响一台台发电机的琴弦,演奏出一曲曲美妙动听、永不消失的绿色能源之歌。

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