中国水电站发电量占比 中国水电站

仅看单座水电站的发电能力,三峡水电站仍然排在世界第一位 。三峡水电站是中国水利界的世纪杰作,装机发电容量2250万kw,年发电量超过1000亿度,堪称是水电站的“天花板” 。
而在长江上游的金沙江,我国多个重量级水电站正在悄然布局,虽说单站发电能力都不及三峡,但由于数量多,总装机规模也是相当可观 。

中国水电站发电量占比 中国水电站


中国在建最大水电站:白鹤滩水电站
其中,向家坝水电站扩机后的装机容量为775万kw,溪洛渡装机1386万kw,乌东德装机1020万kw,白鹤滩装机1600万kw,四站的总容量达到了4781万kw,相当于在上游又建了两座三峡大坝!
中国水电站发电量占比 中国水电站


在金沙江下游的四大水电中,向家坝水电站的装机容量最低,但在2021年世界水电站的评选中也排到了前11位 。在规模和技术上,向家坝水电站还为中国创造了多项世界第一,再加上是四大梯级中的最后一级,因此枢纽位置更加重要,堪称是长江上游的“小三峡” 。
向家坝水电站,建造到底有多难?
向家坝水电站位于云南省水富市和四川省宜宾市的交界地带,处于金沙江下游峡谷的出口处 。我国在本世纪初就开始了筹建工作,直到2006年正式开工建设,2015年建设完工,历时9年建设完成 。
中国水电站发电量占比 中国水电站


在金沙江建发电站并不容易,最大的难点在于复杂的地质条件 。金沙江地质松软,基岩主要为砂岩、泥岩夹煤线地层,岩相变化大,容易沉陷滑塌,这客观上对水电站的防塌陷、防滑、防渗透等性能提出了很高的要求 。
中国水电站发电量占比 中国水电站


为克服松软的地质条件,工程人员在左岸一期围堰基坑内打造出了世界上规模最大的沉井群:共挖出10个23m×17m的深井,最大下沉深度56m,沉井填埋的混凝土总量高达9.3万m3,规模和技术难度均创下了中国水电的先例 。
为增强抗滑稳定性,大坝左岸厂房坝基和泄洪坝段增加了更大更深的齿槽;右消力池也进行了加码,深挖之后再回填混凝土,最大厚度达42m,在坝后形成了强大的抗力体 。工程还采用了“防渗墙+帷幕灌浆”的方案,选用最优的工艺和参数,严格控制施工质量,有效保证了防渗透效果 。
中国水电站发电量占比 中国水电站


另外一个难点在于消力池的建造 。水电大坝的消能方式分为挑流消能和底流消能,前者施工更简单(三峡大坝就是这种),水流在射流的过程中混合扩散,会形成大规模的雾化现象,这对居民生活和企业生产都有一定的影响 。而在向家坝水电站,坝基下游不远处就是水富县城,分布有云南天然气化工厂大型企业,因此泄洪雾化就成了一个限制性因素 。
中国水电站发电量占比 中国水电站


底流消能示意图
为减轻雾化影响,工程人员最终确定选用底流消能的方式——这意味着建设成本更高,难度也更大 。通过中孔和表孔间隔布置(详见上图),在大坝下游设置一定长度的消力池底板,大量混凝土填铺其中,成功减少了对下游河床的冲刷,施工规模相当巨大 。为供应大量的砂石骨料,输送带的长度足足有30余公里,再一次创下了世界之最 。
蓄水发电后,对中国有多大贡献?
向家坝水电站的重要之处主要体现为巨大的防洪、发电、航运等功能,综合效益极为显著 。
在防洪方面,库区正常水位下库容为49.77亿m3,控制着金沙江流域面积的97%,尤其是暴雨区和主要产沙区 。库区预留的防洪库容有9亿多m3,距离下游的防洪城市很近,因此在防洪体系中所占的比重也很大 。

推荐阅读