[分享]金沙江上的四大水电工程,第三溪洛渡工程!
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乌东德工程
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上,是金沙江下游河段四个水电梯级最上游梯级,是国家能源发展“十三五”规划中重点建设的水电站之一。乌东德水电站综合效益巨大,其开发任务以发电为主,兼顾防洪、航运和促进地方经济社会发展。电站建成后,在满足四川、云南两省用电需求的同时,外送华中电网、华东电网和广东电网,优化能源结构,促进“西电东送”,推动西部地区“精准扶贫”具有重要作用。
乌东德水电站枢纽主要由混凝土双曲拱坝、泄洪建筑物、引水发电系统等组成。乌东德水库总容量74.08亿立方米,调节库容30.2亿立方米,防洪库容24.4亿立方米,流域面积40.61万平方公里。
混凝土双曲拱坝坝顶高程988米,最大坝高270米,坝顶上游面弧长326.95米。大坝共分15个坝段,混凝土浇筑总量约290万立方米。
乌东德水电站为首个高拱坝坝身不设导流底孔的水电站,其泄洪设施采用坝身泄洪与岸边泄洪洞分流相结合的方式,坝身设置5个表孔和6个中孔,表孔孔口尺寸12米×16米,中孔孔口尺寸6米×7米;坝后采用护岸不护底的水垫塘消能,水垫塘末端设置混凝土二道坝,最大坝高95.5米。3条泄洪洞均于左岸布置,进口底板高程910米,出口采用挑流消能,下方设护底人工水垫塘消能,出口鼻坎高程860米,塘底高程795米。
引水发电系统采用左右岸地下厂房布置型式,主要由进水口、引水隧洞、地下厂房、母线洞、主变室、尾水调压室、尾水洞、出线竖井和出线场等建筑物组成。引水隧洞采用一机一洞布置型式,左、右岸引水隧洞洞径分别为13.5米、12.5米;主厂房开挖尺寸为333.00米×32.50米×89.80米,各布置6台单机容量85万千瓦的水轮发电机组;主变洞开挖尺寸为272.00米×18.80米×35.00米。
乌东德水电站尾水调压室为首个采用半圆型结构型式的调压室,半径25米,高度113.50米。尾水洞在调压室前为一机一洞布置,经调压室后为两机一洞布置,左、右岸各有两条尾水洞与导流隧洞结合。
乌东德水电站工程建设采用河床一次断流、围堰全年挡水、左右岸导流隧洞泄流的施工导流方式;后期导流采用陆续投入运行的永久泄水建筑物泄水。建设期间,共设置“左2右3、4低1高、4大1小”5条导流隧洞,1#、2#导流洞布置于左岸,3#、4#导流洞布置于右岸,断面尺寸均为 16.5米×24米,4条低洞出口尾端均与电站尾水隧洞结合,5#导流洞布置于右岸,断面尺寸为12米×16米。
2011年初,启动工程筹建工作;2014年12月,5条导流隧洞安全过流;2015年汛期,采取围堰防渗墙平台保护安全度汛,10月~11月河床截流,2015年12月16日项目核准,主体工程全面开工建设;2016年6月,高围堰(防渗墙最大高度达97m,为国内同类工程之最)建成挡水;2016年6月~9月,两岸主厂房开挖完成,2016年底,大坝基坑开挖完成,2017年3月16日,大坝首仓混凝土开始浇筑,首次全坝采用低热水泥,首次高拱坝采用全坝无仓面固结灌浆,保证了大坝基础约束区混凝土短间歇连续上升;工程计划于2019年10月~11月导流洞下闸,2020年7月水库蓄水,8月首批机组发电,2021年12月全部机组投产发电。
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白鹤滩工程
白鹤滩水电站为金沙江下游四个水电梯级的第二个梯级,坝址位于四川省宁南县和云南省巧家县境内,上游距巧家县城约41公里,距乌东德坝址约182公里,下游距离溪洛度水电站约195公里,距离宜宾市河道里程约380公里。坝址控制流域面积43.03万平方公里,占金沙江以上流域面积的91%。
根据《长江流域综合规划(2012~2030年)》中拟定的本河段开发任务和白鹤滩水电站工程所处的地理位置、开发条件及地区综合利用要求,确定白鹤滩水电站的开发任务为以发电为主,兼顾防洪、航运,并促进地方经济社会发展。工程建成后还有拦沙、发展库区航运和改善下游通航条件等综合利用效益,是“西电东送”的骨干电源点之一。
白鹤滩水电站枢纽由拦河坝、泄洪消能设施、引水发电系统等主要建筑物构成。
拦河大坝为椭圆线型混凝土双曲拱坝,最大坝高289m,坝顶弧长709m,坝顶宽度14m,弧高比2.453,厚高比0.218,坝体浇筑混凝土约810万m3。
泄水建筑物由坝身6个表孔和7个深孔、左岸3条无压泄洪直洞组成,最大总泄量为42348m3/s,坝身和岸边泄量比例约7:3。
地下厂房采用首部开发方案,左右岸各布置8台100万千瓦水轮发电机组,额定流量547.8m3/s,额定水头202m。左右岸引水发电系统均由进水口、压力管道、主副厂房、主变洞、尾水管检修闸门室、尾水调压室、尾水隧洞、尾水出口及地面出线场组成。
电站多年平均发电量624.43亿千瓦时,相当于北京市2015年全年用电量的三分之二。白鹤滩水库总容量206.27亿立方米,调节库容104.36亿立方米,防洪库容75亿立方米,防洪库容位居国内第三,承担着川江防洪的重要使命。
白鹤滩水电站是目前世界在建的最大水电站,电站主要特性指标均位居世界水电工程前列,综合技术水平在世界坝工史上名列前茅。白鹤滩工程具有多项世界之最:地下洞室群规模世界第一、单机容量100万千瓦世界第一、300米级高坝抗震参数世界第一、圆筒式尾水调压井规模世界第一、无压泄洪洞规模世界第一、300米级高坝全坝使用低热水泥混凝土世界第一、装机容量1600万千瓦世界第二、拱坝总水推力1650万吨世界第二、拱坝坝高289米世界第三、枢纽泄洪功率世界第三、工程综合技术难度名列世界前茅。
2010年10月,国家发改委办公厅同意开展白鹤滩水电站前期工作;2010年12月,四川省人民政府发布封库令;2011年1月,云南省人民政府发布封库令。2011年6月,三峡集团开始白鹤滩水电站筹备工作;2014年4月导流洞专项安全鉴定和过流验收完成;2015年11月围堰戗堤合龙;2016年6月围堰填筑完成;2017年4月12日开始大坝主体首仓混凝土浇筑。计划2021年5月水库开始蓄水,2021年7月首批机组投产发电,2023年3月工程完工。
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溪洛渡工程
溪洛渡水电站位于四川省雷波县和云南省永善县交界的金沙江下游河道,是金沙江下游河段规划的第三个梯级电站,距下游宜宾市河道里程184km。溪洛渡水电站以发电为主,兼顾防洪、拦沙、改善下游航运条件等综合利用效益。溪洛渡水电站水库正常蓄水位600m,死水位540m,汛期限制水位560m,水库总库容126.7亿m3,调节库容64.6亿m3;电站装机容量1260万kw,单机最大容量77万kw(共18台),电站最大装机容量1386万kw,多年平均年发电量570.7亿~616.2亿kw.h(近期~远期)。电站枢纽主要由拦河大坝、泄洪消能设施、引水发电建筑物等组成,最大坝高285.5m。
2002年溪洛渡水电站工程项目建议书获国家发展计划委员会批准,2003年可行性研究报告通过审查;2005年12月,经国家发展与改革委员会核准并正式开工建设;2007年11月,大江截流;2013年5月初水库开始蓄水;2013年6月23日,水库蓄水至初期蓄水位540m;2013年7月,首批机组投产发电; 2014年6月,18台机组全部投产发电;2014年9月底,水库首次蓄水至正常蓄水位600m;2015年10月,工程完建。
一、溪洛渡水电站主要建筑物参数
溪洛渡水电站是典型的“三高三大”水电站。“三高”即高坝(300m级)、高地震烈度(基本烈度Ⅷ度)、高速水流(接近50m/s);“三大”即大流量(最大泄量约50000m³/s)、大地下厂房(顶拱跨度超30m)、大型机组(单机容量770MW)。
溪洛渡双曲拱坝坝底高程324.5m,坝顶高程610m,坝高285.5m。仅次于锦屏一级的305m、小湾的294.5m,是国内第三高拱坝。大坝顶拱中心线弧长681.51m,混凝土约680万m3。
溪洛渡左右岸地下主厂房尺寸为443.3m×31.9m×75.6m,主变室尺寸为352.93m×33.0m×19.8m,尾水调压室尺寸为316.0m×95.5m×26.5m。地下厂房洞室群数量(342条洞室)和尺寸均为世界之最。
左右岸分别设置各2条共4条出线竖井,平均开挖直径12m。分2段从主变室连通至出线场,每段长度约230m。
左右岸分别布置9台,共18台水轮发电机。单机最大功率770MW,额定功率700MW,电站最大装机容量13860MW,额定装机容量12600MW。单机额定水头197m,单机额定流量430m3/s,18台7740m3/s,模型试验最高效率95.64%。发电机发出的电压是20千伏,通过主变升压至500千伏。
溪洛渡左右岸分别对称布置了2条,共4条泄洪洞。泄洪洞由进水塔、有压洞段、地下工作闸门室、无压洞段、龙落尾段和出口挑坎等组成。4条泄洪洞总长为7200m;均采用“有压接无压、洞内龙落尾”的型式。有压段直径15m,无压段宽14m,高19m。
二、水文参数
金沙江年平均径流量4570m3/s,实测最大流量29000m3/s。历史最大流量36900m3/s。
溪洛渡水电站总容量126.7亿m3,调节库容64.6亿m3,防洪库容46.5亿m3,防洪库容可进行不完全年调节。
溪洛渡挡水、泄水建筑物按1000年一遇洪水设计(对应流量43700m3/s),10000年一遇洪水校核(对应流量52300m3/s,对应坝前水位609.47m)。地下厂房及尾水建筑物按200年一遇洪水设计(对应流量37600m3/s),1000年一遇洪水校核(对应流量43700m3/s)。
三、泄洪参数(校核水位)
枢纽泄洪设施为坝身7个表孔、8个深孔和两岸4条泄洪洞。
7个表孔尺寸12.50m×13.50m(宽×高),堰顶高程586.50m,单孔泄洪量2900m3/s。八个深孔进口尺寸为5.20m×14.00m,出口控制断面尺寸6.00m×6.70m,单孔泄洪量1600m3/s。校核工况下,表孔泄量为20400m3/s、深孔泄量为12900m3/s,分别占总泄量的41%和26%。
泄洪洞单洞最大泄流量超过4000m3/s,四条泄洪洞最大泄流量达16700m3/s,约占总泄量的33%,系世界上最大的泄洪洞群,龙落尾段最高流速达50m/s。
表孔、深孔和泄洪洞构成泄洪的三套马车,互为备用,是世界上已建、在建的特高拱坝之最,且泄洪建筑物运行频繁,其技术难度均位于世界前列。
四、主要工程节点
1985年12月,溪洛渡水电站开始启动可研勘察设计工作。
1996年5月,审查通过预可研报告。
2003年8月,筹建期第一个工程项目开工。
2005年12月26日,正式开工。
2006年2月18日,右岸地下电站工程开工。
2007年11月8日,成功截流。
2009年3月27日,大坝首仓混凝土浇筑。
2013年5月4日,水库开始下闸(3、4号导流底孔)蓄水,6月23日,水库蓄水至初期蓄水位540m。
2013年6月24日,首台机组(13号)正式开机启动,7月15日首批机组投产发电。
2014年3月6日,拱坝坝体全线浇筑到顶。
2014年6月30日, 18台机组全部投产发电。
2014年9月28日,首次蓄水至正常蓄水位600m。
2015年10月,主体工程完工。
五、电站效益
溪洛渡主要功能是发电,兼有防洪、拦沙和改善下游航运条件等综合效益。
发电:电站年均可提供571.2~640亿(近期~远景)度电,相当于每年减少燃煤消耗2200万t、减排CO2约4000万t、SO2近40万t。
防洪:通过46.5亿m³防洪库容和与下游水库联合调度,可将宜宾、泸州、重庆等城市的防洪标准从以往的不到20年一遇提高至“百年一遇”。
拦沙:金沙江多年平均含沙量达1.7千克/立方米,在溪洛渡坝址金沙江年平均输沙量2.47亿吨,占进入三峡水库入库泥沙量的47%。溪洛渡水电站运用60年可减少向下游输沙108.3亿吨,占同期来沙量的73.6%,有效地减少了三峡水库库尾段重庆港的泥沙淤积。
环保:溪洛渡水电站用于环境保护和水土保持总投资约12.06亿元,工程区人工绿化面积120万m2,施工区林草覆盖率42%。
保护鱼类:采用分层取水方式改善下游水生生态环境,提高下泄水温约1℃;已培育、放流120万尾。
六、发电情况(2018年3月6日)
溪洛渡水电站目前已累计发电超过2455亿度(其中,2017年累计发电614亿度)。
七、科技创新
获得国家科技进度二等奖1项,省部级科技进步特等奖3项、一等奖15项。2016年获得菲迪克2016年工程项目杰出奖。
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向家坝工程
向家坝水电站是金沙江下游河段规划的最末一个梯级,坝址位于四川省宜宾县和云南省水富县交界处,是我国“西电东送”工程的骨干电源点,电站主要供电华东地区,在枯水期兼顾四川省用电需要。电站的开发任务以发电为主,同时改善航运条件,兼顾防洪、灌溉,并具有拦沙和对溪洛渡水电站进行反调节等作用。
电站上距溪洛渡河道里程为156.6千米,下距宜宾市33千米,距水富县城1.5千米。电站正常蓄水位380米,死水位370米,总库容51.63亿立方米,调节库容9.03亿立方米,为不完全季调节水库。电站装机8台,单机额定容量750MW,总装机容量6000MW,单机最大容量800MW,相应全厂最大容量6400MW,保证出力2009MW,多年平均发电量308.8亿Kw.h。电站建成后与溪洛渡水电站联合运行,可将下游沿岸的宜宾、泸州、重庆等城市的防洪标准从目前5~20年一遇提高到50~100年一遇的水平;电站的修建将极大地改善金沙江宜宾段以上105公里航道条件,使坝址以上航道由Ⅴ级提高到Ⅳ级;向家坝灌区可覆盖四川、云南所属的宜宾、泸州、自贡、内江、昭通等近20个县市,灌溉面积达530万余亩。
工程枢纽主要由挡水建筑物、泄洪消能建筑物、冲排沙建筑物、左岸坝后引水发电系统、右岸地下引水发电系统、通航建筑物及灌溉取水口等组成。其中拦河大坝为混凝土重力坝,最大坝高162米,坝顶长度896.26米。泄水建筑物由12个表孔和10个中孔组成,相间布置,表孔单孔尺寸为8.0米×26.0米(宽×高),堰顶高程354.0米,表孔单孔最大泄流量2399立方米/秒。中孔单孔尺寸为6.0米×9.6米(宽×高),进口底槛高程305.00米,中孔单孔最大泄量1987立方米/秒。采用带跌坎的底流消能,池长228m。左岸坝后厂房226.94米×39.5米×79.15米(长×宽×高);右岸地下厂房245.0米×31.0米×85.5米(长×宽×高)。右岸地下厂房最大跨度达33.4米(岩锚梁以上)、最大高度达85.5米,位居世界前列。一级垂直升船机最大提升高度114.2米,设计货运量为112万t/年,设计客运量为40万人次/年。向家坝水电站设计洪水(P=0.2%)入库流量41200立方米/秒,校核洪水(P=0.02%)入库流量49800立方米/秒。
电站涉及库区移民搬迁安置人口11.15万人,其中四川省5.58万人,云南省5.57万人。2012年9月,库区移民全部搬迁完毕,并通过了两省组织的库区移民专项验收。
截至2017年底,累计完成土石方明挖5854万立方米,洞挖415万立方米,土石方填筑1386万立方米,混凝土浇筑1719万立方米,钢筋38万吨,金结设备安装8.06万吨,机电设备安装4.91万吨,帷幕灌浆78.9万延米,固结灌浆33.05万延米。
工程于2004年7月开始筹建,2006年11月正式开工,2008年12月二期工程截流;2012年10月10日电站下闸蓄水,10月16日顺利蓄至初期蓄水位354米;2012年11月右岸地下电站首批2台机组投产发电;2013年4月12日大坝全线浇筑至坝顶高程384米,7月~9月工程提前逐步抬高蓄水位至正常蓄水位380米(可研计划中2013年全年蓄水位均为354米),2014年7月7日,最后一台机组投产发电,至此,右岸地下电站、左岸坝后电站共8台机组全部投产发电,较核准的总进度计划(2015年6月完成全部装机)提前一年。目前除升船机外,主体工程全部完工。
来源:水利家园