探秘金沙江上的烏東德與白鶴灘水電站

編者按：

千萬(wàn)IP創(chuàng)科普，共筑科技強(qiáng)國(guó)夢(mèng)。為普及科學(xué)知識(shí)，弘揚(yáng)科學(xué)精神，提高全民科學(xué)文化素質(zhì)，助力實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)，中國(guó)科協(xié)科普部與人民網(wǎng)聯(lián)合策劃推出“見(jiàn)證科技之路”主題報(bào)道，聚焦國(guó)家科技戰(zhàn)略政策、重要科技獎(jiǎng)項(xiàng)、“卡脖子”關(guān)鍵核心技術(shù)等，深入基層一線開(kāi)展采訪調(diào)研，推出一批生動(dòng)鮮活的科普精品，大力弘揚(yáng)科學(xué)家精神，為建設(shè)科技強(qiáng)國(guó)匯聚磅礴力量。

在奔騰不息的金沙江下游，兩座世界級(jí)水電站——烏東德與白鶴灘巍然矗立。它們不僅是世界水電工程建設(shè)的代表作，更是中國(guó)在綠色能源開(kāi)發(fā)與生態(tài)保護(hù)協(xié)同推進(jìn)中的典范之作。這兩座“國(guó)之重器”以科技與智慧，實(shí)現(xiàn)“力與美”“工程與自然”的和諧統(tǒng)一。

“最薄”與“最巧”：拱壩技術(shù)的極致演繹

烏東德水電站坐落于狹窄陡峭的河谷之間，被譽(yù)為“世界上最薄的特高拱壩”。中國(guó)三峽建工(集團(tuán))有限公司金沙江下游工程管理部副主任、正高級(jí)工程師周孟夏介紹：“烏東德大壩僅用280萬(wàn)方混凝土，就建起一座300米級(jí)高拱壩，堪稱工程節(jié)儉與結(jié)構(gòu)精巧的典范。”其“內(nèi)家巧勁”般的雙曲拱壩設(shè)計(jì)，將水推力巧妙傳遞至兩岸山體，實(shí)現(xiàn)“四兩撥千斤”的力學(xué)之美。

順江而下，白鶴灘水電站則面臨“不對(duì)稱”河谷的挑戰(zhàn)。工程師們突破傳統(tǒng)，通過(guò)偏轉(zhuǎn)大壩軸線、調(diào)整受力中心，使這座弧長(zhǎng)709米的巨壩在復(fù)雜地形中穩(wěn)如磐石，展現(xiàn)出中國(guó)水電設(shè)計(jì)的創(chuàng)新智慧。

圖為白鶴灘水電站

“無(wú)縫大壩”：從材料到智能的全面突破

“無(wú)壩不裂”曾是全球水電工程的百年難題，而在白鶴灘水電站，中國(guó)工程師們實(shí)現(xiàn)了世界首座“無(wú)縫高壩”的壯舉。

“我們?nèi)珘问褂玫蜔崴?，從源頭上控制混凝土溫升?！敝苊舷恼f(shuō)。配合精密的理論計(jì)算與智能溫控系統(tǒng)，大壩的混凝土最高溫度被嚴(yán)格控制在27攝氏度以內(nèi)。每一倉(cāng)混凝土都在實(shí)時(shí)監(jiān)控中“冷靜”成型，標(biāo)志著中國(guó)在大體積混凝土溫控防裂技術(shù)上達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

“百萬(wàn)機(jī)組”：從引進(jìn)到引領(lǐng)的逆襲之路

白鶴灘水電站安裝了16臺(tái)全球單機(jī)容量最大的百萬(wàn)千瓦水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量達(dá)1600萬(wàn)千瓦，年均發(fā)電量超過(guò)624億千瓦時(shí)。

百萬(wàn)機(jī)組的研發(fā)制造，帶動(dòng)了包括材料生產(chǎn)、焊接技術(shù)、電氣設(shè)備、裝備制造等的全產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)，800兆帕高強(qiáng)鋼、機(jī)組設(shè)計(jì)、絕緣技術(shù)等一系列新材料、新工藝、新技術(shù)得到突破。得益于國(guó)產(chǎn)起重機(jī)械的進(jìn)步，機(jī)組也得以使用最大化整體吊裝工藝，在地面完成組裝后一次性吊裝就位，既提升質(zhì)量，也大幅節(jié)約工期與能耗。

“綠色基因”：生態(tài)優(yōu)先貫穿建設(shè)始終

在工程奇跡的背后，是貫穿始終的“綠色基因”。烏東德水電站工程在干熱河谷中開(kāi)展了大規(guī)模表土收集與生態(tài)修復(fù)，累計(jì)收集表土近80萬(wàn)方，實(shí)施古樹(shù)“一樹(shù)一方案”移栽保護(hù)。如今，施工區(qū)生態(tài)水保林達(dá)254公頃，鳥(niǎo)類、松鼠等動(dòng)物明顯增多，甚至出現(xiàn)了國(guó)家二級(jí)保護(hù)動(dòng)物栗喉蜂虎鳥(niǎo)類的巢穴。

圖為施工區(qū)栗喉峰虎鳥(niǎo)

烏東德、白鶴灘均構(gòu)建了全方位環(huán)保體系：實(shí)施“粉塵控制五部曲”、實(shí)現(xiàn)廢水“零排放”、建設(shè)魚類增殖站和集運(yùn)魚系統(tǒng)。截至目前，已累計(jì)放流魚苗約568萬(wàn)尾，成功修復(fù)生態(tài)跡地約600公頃，移栽古樹(shù)541株。

從依靠“體重”硬扛水推力的重力壩，到以柔克剛的薄拱壩；從“無(wú)壩不裂”的魔咒，到“無(wú)縫大壩”的奇跡；從三十年前引進(jìn)國(guó)外機(jī)組，到如今自主研制百萬(wàn)千瓦機(jī)組……烏東德水電站與白鶴灘水電站，不僅是金沙江上的兩座混凝土豐碑，更是中國(guó)水電人用智慧、汗水與擔(dān)當(dāng)鑄就的時(shí)代答卷。

作者：

中國(guó)三峽建工(集團(tuán))有限公司金沙江下游工程管理部 高級(jí)工程師 張昺榴

中國(guó)三峽建工(集團(tuán))有限公司金沙江下游工程管理部 高級(jí)工程師 高陽(yáng)陽(yáng)

審核：

中國(guó)三峽建工(集團(tuán))有限公司金沙江下游工程管理部 正高級(jí)工程師 周孟夏

中國(guó)三峽建工(集團(tuán))有限公司金沙江下游工程管理部楊鈺琳對(duì)本文亦有貢獻(xiàn)