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乌东德水电站:中国花8年耗资1000亿

乌东德水电站:中国花8年耗资1000亿

  水电是一种清洁能源,我国的西南地区水资源非常丰富,但长期以来,受制于技术限制,我们对于西南地区的水资源利用其实并不是很充分。

  媒体报道显示,我国花费8年时间,耗资超过1000亿在西南地区建设了一座巨型水电站,在其建设完成后,金沙江上4个梯级水电站的发电量相当于2个三峡,你知道这项工程吗?

  我国对于水资源的开发利用具有很长的历史,早在秦昭王后期,李冰就总结了前任治水的经验,带领岷江两岸的人民修建了都江堰,显示出了我国高超的水利工程技术。

  而到了近代以后,随着我国工程技术的不断发展,水利工程更是一项一项被提上了日程。其中,金沙江是长江的干流,其流域落差达到了3300米,其中蕴含的水能资源十分丰富,拥有无与伦比的水力发电优势。

  因而,在新中国成立之后,专家就开始在金沙江进行水电站的前期勘探工作,希望能够充分利用这里的水力资源。实际上,早在上世纪50年代,我国就开始进行乌东德水电站的前期勘探工作——这座水电站正是我们今天的主角。

  随着金沙江流域水利水电开发勘察工作的推进,我国几代勘测人员花了60多年时间,深入金沙江腹地,寻找适合建造水电站的位置。

  建造水电站是一项复杂的系统工程,除了要寻找适合的建造位置、建造方法之外,还要考虑到建造水电站对于周边环境和百姓生活的影响,因此,乌东德水电站的前期勘探和规划工作进行了数十年。

  直到2002年,三峡集团才真正拿到了国家授权,开始进行预可行性勘测设计工作,这意味着乌东德水电站正式进入了计划日程之中。

  纸面上可以概括的勘探工作,在实际中其实每一步都充满了危险。有勘探者曾经回忆道,为了勘察清楚金沙江流域每一处的地质情况,勘探者在近乎垂直的峭壁上一点点开凿,硬是开出了一条路。

  而且,这里复杂的地质条件,更是增加了勘探的难度。在选定的乌东德水电站坝址附近900米,就是规模超过6亿立方米的金坪子滑坡体。

  如果此处发生滑坡,很有可能直接堵塞金沙江,导致金沙江“断流”,因此,对于金坪子滑坡体的稳定性评价,在一定程度上决定了乌东德水电站的“存亡”。

  最终,勘探者打出了1.3万平米的勘探平洞、钻出了近2.6万米的地质钻孔,经过了数十年的调查,终于得出了乌东德水电站可以筹建的科学结论。

  水电站的坝址位于云南省禄劝彝族苗族自治县和四川省会东县交界的金沙江河道上,可筹备组到了那里才发现,乌东德几乎是什么都没有。

  筹备组可以说是“白手起家”,从查看坝址周围环境开始优化设计方案,开展工程技术、投资回报、工期等具体论证,全面优化了施工总布局。

  为了接下来的施工,项目组首先开始“通水、通电、通路、通电讯、场地平整”的建设,光是这些工作,就直到2015年12月才完成。那时候,从昆明到工地的时间从7小时降低到了5小时。

  到这个时候,乌东德水电站才真正被核准开工,这项世界都能排得上名的巨型水电站建设工程,就此正式开始。

  乌东德水电站起初的定位是金沙江上的“三峡”,但实际上,乌东德水电站的建设难度比三峡大坝要大得多。

  建设水电站,一共有三项最重要的工程:浇筑拦水大坝、建设引水发电系统、安装发电机组。这三项工程是大坝的核心工程,也是最困难、工作量最大的工程。

  首先要建设的,是水电站的基础——拦水大坝。乌东德水电站的坝址位于金沙江下游的第一阶梯,地形呈深V状,河谷地质条件也十分复杂,作业难度是世界级的。

  而且,根据设计,乌东德大坝被建造成了“又高又薄”的样子,其坝顶高程达到988米,最大坝高270米,底厚却仅有51米,最薄的部分只有11.98米,也就是说,这座大坝的厚高比只有0.19,这让它成为了实际上最薄的300米级的特高拱坝。

  一旦水坝建成,水库蓄水量可以达到惊人的58.63亿立方米,对于我们而言,这可能意味着巨大的发电量、极大的水资源储备,可对于施工人员来说,这意味着大坝坝面将形成509万吨的巨大推力。

  原本大面积浇筑混凝土的控温防裂已经是世界性难题,乌东德峡谷的全年平均湿度还只有15%,可全年却有一半的时间气温会达到35℃以上,炎热时气温可能达到40多度,这让大坝的浇筑难度又上了一个层级。

  因为高温会让混凝土开裂,而即使是最细小的裂缝,也可能会威胁到大坝的安全。那么,怎么样才能让混凝土始终保持低温呢?

  经过对原料的不断筛选,大坝的建设者终于开创了全世界水坝建造史的一道先河:整个乌东德大坝,都采用低热水泥混凝土浇筑。

  这种水泥的原料特殊、还需要调配得十分精细,最重要的是,内外部温度都得冷透,这样才能保证低热水泥混凝土的温度适宜、后期不出现裂缝。

  为了精确控制混凝土的温度,建设者还在混凝土里预埋了温度计、冷却水管,不仅能够实时了解混凝土内部的温度,还能通过智能通水系统来实现混凝土冷却过程的智能化。

  也正是因为这套系统的存在,乌东德大坝也被誉为世界上“最聪明”的大坝,这展现的不仅仅是中国基础设施建设的技术,更是先进的“中国智慧”。

  乌东德大坝的浇筑历时3年多,直到2020年5月才真正完整,经过专家验收,乌东德大坝的混凝土性能优良,是真正的“无缝大坝”。

  大坝浇筑完成后,水电站的引水发电系统也开始建造。乌东德地下电站主厂房建在峡谷两岸的山体内,其长度相当于3个标准足球场的长度,高度则将近30层楼,位居世界第一。

  从山体里掏出这么大一个“洞”,难度极高,因为峡谷两岸坡度大,一旦出现差错,山体就可能因为震动而崩塌。

  为了解决这个难题,建设者不仅给山体安装了一张巨型锚固网作为“外骨骼”,保障山体的稳定性,在挖掘时还要每一层挖完就喷上混凝土进行加固,并布置监测仪器,来监测岩石变形的情况。

  厂房建设完成之后,2019年12月,水电站发电机组的最重要的核心部件——发电机转子开始吊装。

  乌东德水电站的一台转子直径有17米、重达2100吨,这是全世界最重的转子,相当于1400辆普通家用轿车的重量。

  在吊装过程要确保转子和钢块之间不失毫厘地落入机坑,才能让水电站顺利运行,其吊装精度之大、难度之高,同样是对施工人员极大的考验。

  12月16日,首台转子吊装成功,施工人员欢欣鼓舞,并开始进行其他转子的吊装工作。期间,建设者还克服了新冠疫情所造成的的种种困难,终于在2020年5月28日,顺利开始了首批机组的启动试运行。

  2020年6月29日,乌东德水电站首批机组正式投产发电,金沙江的急流转化成绿色电源,点亮了万家灯火。

  作为国家“西电东送”的重大工程项目,乌东德水电站总共安装了12台单机容量85万千瓦的水轮发电机组,总装机容量达到了1020万千瓦,这让它成为了我国第四座千万千瓦级巨型水电站。

  在水电站全部投产发电之后,其年均发电量能达到389.1亿千瓦时,可以满足广州5个月、昆明8个月的用电需求。

  2021年6月16日上午,乌东德水电站全部机组正式投产发电,这意味着它作为金沙江流域第一梯度的水电站,将与其下游的三个梯级水电站形成总装机容量达到3850万千万、年发电量达1890亿千瓦时的水电站群,其发电量相当于 2个三峡大坝。

  根据测算,乌东德水电站所产生的绿色电能,将为我国每年节约1220万吨标准煤,减少的碳排放量,要我们种植8.5万公顷的阔叶林才能分解完毕。

  数据显示,乌东德水电站的预留库容量高达24.4亿立方米,如果以西湖作为计量单位,这一库容量相当于170多个西湖。

  这一库容量,让乌东德水库可以有效地拦截金沙江的洪水。也就是说,这里将是长江流域防洪体系的重要组成部分,一旦汛期到来,乌东德水库就可以拦蓄洪水,减少进入三峡水库的水量,这将有利于减少长江中下游地区的洪水。

  也许更重要的是,乌东德水库还改善了一方的环境,改善了当地老百姓的生活。众所周知,建坝蓄水,肯定会涉及到附近百姓的移民工作。

  根据水电站的可行性研究报告,乌东德水电站将征用105.36平方公里的土地,涉及到2.3万库区移民。

  为了妥善解决移民工作,三峡集团修建了26个安置点,一大批医院、学校等公共设施,还专门修建了道路、桥梁、电力等基础设施,力争为库区移民创造更好的生活。

  这次移民让原本居住在深山中、土坯房中的居民彻底搬出了大山,住到了交通便利、教育和医疗都有保障的政府安置点。

  而金沙江原本的湍急的险滩也因为水库蓄水变得开阔、平缓。数据显示,水库正常蓄水时,将形成153千米的常年回水区,淹没50处原本阻碍航行的各类险滩,改善了库区航运的条件,这也将极大地促进库区周边经济和社会的发展。

  在水电站建设期间,该地区平均每年增加的就业人数就已经达到了7万人,而在水电站建成投产后,除了可以提供丰沛的电力之外,每年还可以贡献119亿元的工业增加值,让当地财政增收13.5亿元。

  水电站所在地云南禄劝县也依靠着建设水电站而发展起来交通基础设施,开始大力发展旅游业、物流业乃至金融服务业等产业,以推动当地经济发展。

  2022年8月,乌东德水电站正式向楚雄州申报了首笔税款,金额高达7310.6万元,这意味着乌东德水电站将正式开始成为楚雄州的骨干税源和财政收入的重要支撑,推动当地的经济的进一步发展。

  可以说,乌东德水电站极大地缓解了当地人与自然的矛盾,不仅助力了乡村振兴建设,更是为美丽乡村的建设增加了活力。

  这一座水电站,不仅仅是我们对自然资源的合理开发,更对“绿水青山,就是金山银山”理论的最好实践,它正在为我国实现碳达峰、碳中和的目标贡献着巨大的力量。

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