“白鶴灘工程必將帶動我國巨型水電站建設水平進一步提高,成為世界水電發展過程中里程碑式的水電工程。”中國工程院院士鄭守仁接受本報記者采訪時表示。鄭守仁院士長期關注白鶴灘水電站工程,多次參加工程設計審查和施工關鍵技術咨詢,為之傾注了大量心血,談及白鶴灘,他滿懷期待,娓娓道來。
世界水電發展歷程中的里程碑
“這將是世界水電發展史上的又一座里程碑。”
白鶴灘水電站有哪些“過人之處”?鄭守仁院士一一給我們做了分析。從裝機規模看,白鶴灘水電站裝機規模達1600萬千瓦,超過巴西伊泰普水電站,成為僅次于三峽電站的世界第二大水電站。單機容量更是達到100萬千瓦,為世界第一。從水庫庫容看,白鶴灘電站水庫總庫容206.27億立方米,位居我國高拱壩庫容第一,防洪庫容75億立方米,在我國僅次于三峽水庫和丹江口水庫,位列第三。白鶴灘壩址地質條件復雜,拱壩最大壩高289米,僅次于305米高的錦屏一級拱壩和292米的小灣拱壩,位列世界第三。總水推力僅次于小灣拱壩。
此外,從地下洞室群、建筑為抗震、地形地質條件等指標看,白鶴灘水電站每一項單項指標均名列前茅,綜合多個方面,其工程規模、技術難度已處于世界前列,高拱壩綜合技術難度世界第一。
鄭守仁院士指出,經過十多年的勘測設計、試驗研究,并總結借鑒了二灘、小灣、錦屏一級、溪洛渡等工程的經驗,白鶴灘水電站的大量關鍵技術問題已經得到解決。沒有制約工程建設的因素,水電站技術經濟指標優越。“白鶴灘工程必將帶動我國巨型水電站建設水平進一步提高,成為世界水電發展過程中里程碑式的水電工程。 ”
綜合效益巨大
白鶴灘工程建成后將發揮怎樣的綜合效益?
鄭守仁院士指出,白鶴灘水電站水庫防洪庫容巨大,通過長江中上游水庫群的聯合調度,可以在很大程度上提高長江中下游的防洪能力。以2016年長江流域抗洪為例,三峽水庫和向家壩、溪洛渡等水庫聯合發揮防洪作用,成功抵御了洪水威脅。
白鶴灘工程建成后等于又為長江中下游提供了75億立方米的防洪庫容,結合流域聯合調度,可以顯著提高長江流域的防洪能力。避免長江中下游洪水災害帶來的生態災難。
從水資源綜合利用方面來講,白鶴灘水庫的調蓄功能可以提高其下游電站的水資源綜合利用能力。枯水期增加下泄流量對長江中下游的航運、供水提供更加堅強的保障。
白鶴灘電站還是一座動力巨大的“綠色引擎”。“電站多年平均發電量625.21億千瓦時,替代標煤約2100萬噸,減少二氧化碳排放量約4690萬噸,減少二氧化硫排放量約60萬t,減少煙塵排放量約6萬噸,可有效減少溫室氣體排放量,充分發揮‘綠色能源’效益。”
把工程質量和工程安全放在首位
建設這樣世界級的奇跡工程,必然要直面艱難險阻。
談到白鶴灘工程的技術難點,鄭守仁院士指出,白鶴灘拱壩最大壩高289米,為已建在建的第三高拱壩。拱壩承受總水推力達1650萬噸,僅次于小灣高拱壩。同時,白鶴灘拱壩為國內壩址地形地質條件最為復雜的高拱壩工程之一,高拱壩設計建設綜合技術難度世界第一。柱狀節理玄武巖壩基處理、高拱壩混凝土溫控防裂、強卸荷邊坡治理等關鍵技術已達到當前國內工程最高水平,對勘察、設計、施工都提出了非常高的要求。
白鶴灘水電站左右岸地下洞室群規模巨大。地下洞室總長達217千米,洞室開挖量達2500萬立方米。洞室數量多,平面空間交叉多,布置十分復雜。
白鶴灘水電站地下洞室群尺度位居水電工程領域前列。地下廠房長438米,巖梁以上寬34米,巖梁以下寬31米,高88.7米,為世界上已建水電工程中跨度最大的地下廠房;8個圓筒式尾水調壓室直徑為43-48米,直墻高度為57.93-93米,亦為世界上已建水電工程中跨度最大的調壓室。
地下洞室群地形、地質條件復雜,具有地應力高、層間(內)錯動帶及柱狀節理玄武巖發育的特點。出漏于巨型穹頂(拱頂)、邊墻的錯動帶易形成較大范圍的坍塌,易卸荷松弛的柱狀節理玄武巖影響高邊墻圍巖穩定,高應力區脆性巖石巖體易產生輕微巖爆或中等巖爆。“如此復雜的地質條件下的巨型地下洞室群,其設計的復雜程度、技術難度、實施的困難程度無疑都是世界級的。”
鄭守仁院士指出,三峽集團擁有建設三峽工程、向家壩、溪洛渡等大型水利水電工程的建設經驗。在白鶴灘和烏東德工程的建設過程中要充分地吸收以往工程建設的成功經驗。“白鶴灘工程是300米級別的高拱壩,同時工程所處的地形地質條件又極其復雜,工程質量的要求必須從嚴、從高。”
“潘家錚院士曾經講過,我們在西部修建世界級的高壩,一定要確保工程質量和工程安全,稍有閃失對水利水電工程來說都可能是致命的。所以一定要把工程質量和工程安全放在首位,并要高度重視生態環境保護問題。”
“能參與這些大型工程是很幸運的”
為確保金沙江下游水電工程的建設質量,三峽集團組織成立了金沙江水電開發質量檢查專家組,作為專家組成員鄭守仁院士多次來到白鶴灘工程一線檢查指導工程建設,為白鶴灘工程傾注了大量的心血,但他仍然謙遜地看待自己的付出。
他說,烏東德、白鶴灘工程都是300米級的高拱壩,技術難度大,工程規模都是世界最高級別的,能參與這些大型工程,感到自己是很幸運的。“尤其是這些大型水電站在勘測設計初期,通過現場查勘、討論,也是提高自己各方面能力的難得機會。”
我們國家建設了世界最大的水利樞紐工程——三峽工程,以及向家壩、溪洛渡、小灣、錦屏一級等一系列世界級的水電工程,這都為我們建設好白鶴灘和烏東德等大型水電工程積累了寶貴經驗。眾多科研單位高等院校參與這個工程,他們做了大量的實驗研究,為我們解決工程技術問題奠定了基礎,提供了技術支撐。我們能建設白鶴灘這樣高技術難度的水電工程是我們國家科技積累和進步的結果。也是無數水利水電工作者和科研人員不斷奮斗的結果。
(本文原載于《中國三峽工程報》于2017年8月3日出版的白鶴灘水電站主體工程全面建設特刊)