湯湯若水譜新篇
——錦屏一級水電站全面投產(chǎn)側記

姚 國 壽， 羅 崇 伸， 張 蘊 華

綠色能源寶庫大放光彩

古稱“若水”的雅礱江，如一條巨龍奔騰于中國西部橫斷山脈的高山峽谷間，飛流千里，匯納百川，蘊藏了豐富的水力資源 。

在四川大大小小上千條河流中，以水能資源蘊藏之豐富、開發(fā)條件之優(yōu)越、水能質量之優(yōu)良來說，雅礱江位居第一。即使在全國大江大河中比較，雅礱江也名列前茅，在全國十三大水電基地中排列第三，其干流規(guī)劃總裝機容量約3 000萬千瓦，年發(fā)電量約1 500億千瓦時，占四川省全省的24%，約占全國的5%，是我國乃至全世界罕有的綠色能源“寶庫”。

雅礱江干流水能資源有以下顯著特點：

一是控制流域面積大，徑流豐沛，水能資源分布集中。

雅礱江干流全長1571公里，流域面積13.6萬平方公里，域內(nèi)雨量豐沛，年徑流量達596億立方米，相當于黃河的1.1倍。干流規(guī)劃的22個梯級電站總裝機相當于1.5個三峽水電站。尤為可貴的是著名的錦屏大河灣河段，從錦屏一級至錦屏二級電站，直線距離僅17公里，天然落差高達310米。錦屏二級和一級一起，組成一個裝機840萬千瓦的雙子星座電站。這樣優(yōu)秀的電源點不僅全國獨無僅有，在世界上也屬少見。

二是地形地質條件有利，開發(fā)目標單一，沒有航運、灌溉等其它要求。

雅礱江兩岸山高坡陡，河谷深切，流域內(nèi)基本屬于穩(wěn)定或較穩(wěn)定地區(qū)，不存在水庫滲漏問題，岸坡整體穩(wěn)定性較好，具有建造高壩大庫的良好的地形地質條件。由于雅礱江灘多水急，不通航，無灌溉、供水、防洪要求，發(fā)電為主要開發(fā)目標。這就減少了由于不同的行業(yè)目標造成水工建筑結構設計、施工和運行管理的復雜程度，從而可以節(jié)省投資，縮短建設工期。

三是大型電站多，裝機規(guī)模大，調(diào)節(jié)性能好，規(guī)模優(yōu)勢突出。

僅雅礱江中、下游規(guī)劃的12個梯級電站中，就有10個梯級是裝機百萬千瓦以上的電站，4個梯級是裝機300萬千瓦以上的電站。

四是遷移人口及淹沒耕地少，單位淹沒指標低。

征地移民和土地淹沒是所有大型水電工程建設中涉及面廣、影響面大的重要問題，也是社會關注的熱點問題。雅礱江由于其獨特的地理位置和惡劣的自然條件，土地貧瘠、人跡罕至，因此在征地移民方面反而成為獨特的優(yōu)勢。水電站每萬千瓦遷移人口全國平均水平是530人，而雅礱江干流只有26人；每萬千瓦淹沒耕地全國平均水平是628畝，而雅礱江干流只有34畝；從發(fā)電量角度比較，每億千瓦時遷移人口全國平均水平是1 233人，而雅礱江干流只有48人；每億千瓦時淹沒耕地全國平均水平是1 458畝，而雅礱江干流只有63畝。

五是經(jīng)濟指標優(yōu)越、電價有競爭力。

水電作為可再生清潔能源，加之具有獨特的調(diào)峰、調(diào)頻性能，在電力市場上具有非常明顯的競爭優(yōu)勢。雅礱江流域水電站開發(fā)項目，由于水庫淹沒損失小，開發(fā)目標單一，大型電站多，裝機容量大，規(guī)模優(yōu)勢突出，梯級補償效益顯著，技術經(jīng)濟指標十分優(yōu)越，成為國家電網(wǎng)中不可多得的優(yōu)質電源點，其電價在川渝、華中和“西電東送”的華東市場中具有較強的競爭力。

尤為突出的是雅礱江電能質量和梯級補償效益更為顯著。雅礱江流域正在開發(fā)的兩河口、錦屏一級水電站和已建成的二灘水電站的三座大水庫，總調(diào)節(jié)庫容達157億立方米。三個電站聯(lián)合運行，將使雅礱江干流完全可以做到多年調(diào)節(jié)，這是全國唯一一條能夠在真正意義上實現(xiàn)年調(diào)節(jié)的河流。上游大水庫將對下游電站產(chǎn)生巨大的補償調(diào)節(jié)效益。錦屏一級建成后，官地水電站的保證出力將增加到129%。兩河口電站的建成將增加錦屏至桐子林五個電站枯期出力350萬千瓦，增加枯期電量168億千瓦時。也就是說，通過上、下游電站水庫的科學調(diào)度、補償調(diào)節(jié)，在不增加物質投入的條件下，在電力最緊缺的枯水期，可以增加一個二灘水電站全年電量。同時，雅礱江的調(diào)節(jié)作用，還會給下游的金沙江溪洛渡、向家壩電站、長江三峽電站和葛洲壩電站帶來巨大的補償調(diào)節(jié)效益。據(jù)初步測算，總計可以增加四個電站枯期平均出力289萬千瓦，增加多年平均發(fā)電量68億千瓦時，增加枯期電量112億千瓦時。

雅礱江流域水電開發(fā)有限公司(簡稱雅礱江公司)作為雅礱江流域水電開發(fā)的主體，在上世紀九十年代建成裝機330萬千瓦的二灘水電站后，在二十一世紀初陸續(xù)開工建設錦屏一級、二級、官地、桐子林水電站。雅礱江公司立志第二次創(chuàng)業(yè)，堅持“流域化、集團化、科學化”發(fā)展戰(zhàn)略與管理，經(jīng)營班子帶領全體員工，凝心聚力，迎難而上，精細管理，科學發(fā)展。設計、施工、監(jiān)理等參戰(zhàn)各方艱苦奮斗、攻堅克難，確保工程質量、進度和安全。經(jīng)過10年堅持不懈努力，2013年3月總裝機240萬千瓦的官地水電站最后一臺機組正式并網(wǎng)發(fā)電；2013年8月，承載幾代中國水電人的夢想，肩負著“西電東送”重要使命的錦屏一級水電站，實現(xiàn)了首批兩臺60萬千瓦機組的投產(chǎn)發(fā)電；30132013年10月，錦屏二級水電站3號、4號機組在間隔不到20天時間里分別并網(wǎng)發(fā)電；2013年11月、12月，錦屏一級水電站4號、3號機組分別投產(chǎn)發(fā)電。至此，雅礱江公司已投產(chǎn)機組總數(shù)達到18臺，發(fā)電總裝機容量突破千萬千瓦大關，達到1 050萬千瓦?，F(xiàn)在雅礱江水電開發(fā)又傳喜訊：世界最高拱壩雅礱江錦屏一級水電站機組全部投產(chǎn)。

2014年7月12日，壩高305米，為當今世界最高拱壩的雅礱江錦屏一級水電站最后一臺機組結束72小時試運行，正式投產(chǎn)運行。至此，我國“西電東送”標志性工程錦屏一級水電站6臺60萬千瓦機組全部投產(chǎn)。

錦屏一級水電站是雅礱江干流下游河段的控制性水庫電站。電站總裝機容量360萬千瓦，平均年發(fā)電量166.2億千瓦時，為國家“西電東送”戰(zhàn)略的骨干電源點。隨著機組全部投產(chǎn)，錦屏一級水電站每年可替代標煤768.2萬噸，減少二氧化硫排放10.5萬噸，減少二氧化碳排放1 371.2萬噸。同時，使四川電網(wǎng)枯水期平均出力增加22.5%，極大地優(yōu)化川渝電網(wǎng)電源結構。錦屏一級水電站水庫有49.1億立方米的調(diào)節(jié)庫容，除電站自身巨大的發(fā)電效益外，對下游梯級水電站有巨大的發(fā)電補償效益：每年使雅礱江下游梯級電站增加發(fā)電量60億千瓦時，相當于新建一座裝機120萬千瓦的水電站；每年還使長江三峽和葛洲壩水電站增加發(fā)電量37.7億千瓦時。

據(jù)雅礱江流域水電開發(fā)有限公司總經(jīng)理陳云華介紹，作為世界第一高壩水電站的錦屏一級水電站，被國內(nèi)外專家公認為是“地質條件最復雜、施工環(huán)境最惡劣、技術難度最大、建設管理難度最大”的巨型水電工程；電站在建設過程中成功攻克了深切峽谷復雜地質條件下世界最高的超300米高拱壩建設、世界最大規(guī)模的高邊坡處治、世界最大規(guī)模的拱壩地基處理、世界最大消能水頭的泄洪消能與霧化防治、世界最難的高陡峽谷區(qū)巨型水電工程施工布置、最難的高山峽谷施工交通布置，最難的極高地應力環(huán)境大型地下廠房洞室群圍巖穩(wěn)定與變形控制等一系列世界性技術難題，創(chuàng)造了許多世界第一和中國第一。

科學開發(fā) 助推和諧

在雅礱江流域水電開發(fā)中，雅礱江公司充分發(fā)揮“一個主體開發(fā)一條江”的優(yōu)勢，科學開發(fā)雅礱江。

首先是統(tǒng)籌規(guī)劃，科學布局，實現(xiàn)一條江全面規(guī)劃。通過對雅礱江水能資源開發(fā)條件、未來市場的綜合分析和科學論證，形成了實施雅礱江流域水能資源開發(fā)“四階段戰(zhàn)略”，科學布局了雅礱江總裝機3000萬千瓦的22個電站的開發(fā)時序，繪就了雅礱江“一條江”的科學、有序、和諧開發(fā)的“路線圖”，并初步制訂了在25年內(nèi)全面完成雅礱江流域水電開發(fā)的時間表。

其二是著力推進，重點突破，實現(xiàn)一條江的有序開發(fā)。在做好雅礱江水電開發(fā)科學規(guī)劃的同時，雅礱江公司本著“統(tǒng)籌規(guī)劃、科學布局、著力推進、重點突破”的發(fā)展思路，加快推進雅礱江下游龍頭工程錦屏一級、二級兩座大型電站的建設。錦屏一級電站具有世界最高拱壩，錦屏二級電站具有世界最大規(guī)模引水隧洞，其裝機容量為480萬千瓦，2014年將全部投產(chǎn)發(fā)電。2013年，官地水電站已全部投產(chǎn)發(fā)電。桐子林水電站有望于2015年投產(chǎn)發(fā)電。同時，全力進行雅礱江中游龍頭兩河口水電站、楊房溝水電站前期項目的準備工作，有序推進雅礱江中游牙根一級、牙根二級、楞古、孟底溝、卡拉5個電站的前期勘測設計工作，流域上游10個電站的規(guī)劃等前期工作也已啟動。此外，統(tǒng)一組織實施流域梯級輸電規(guī)劃、統(tǒng)一組織實施流域對外交通規(guī)劃、統(tǒng)一組織實施流域生態(tài)保護規(guī)劃、超前組建流域集控中心，充分發(fā)揮兩河口、錦屏一級、二灘水電站“三大水庫”的優(yōu)勢，實現(xiàn)全流域調(diào)水、排沙、防洪和發(fā)電聯(lián)合調(diào)度，使雅礱江流域水電開發(fā)的綜合效益最大化。

其三是科技支撐，創(chuàng)新管理，實現(xiàn)一條江的科學開發(fā)。雅礱江以得天獨厚的水能資源而著稱，也以自然條件惡劣、電站建設技術難度大而聞名。要實現(xiàn)一條江的科學開發(fā)，必須依靠先進的科學技術，積極探索管理新模式。為此，雅礱江公司在2005年與國家自然科學基金會共同成立雅礱江水電開發(fā)聯(lián)合研究基金，借助國家級科研平臺，組織調(diào)動全國科研力量，開展相關工程技術、經(jīng)營管理、環(huán)境保護等重大課題研究。近年來，雅礱江公司通過成立博士后工作站、由國內(nèi)頂尖水電專家組成的錦屏工程智囊團、與國內(nèi)外權威專業(yè)機構簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議、成立虛擬研究中心等舉措，攻克了諸多世界級水電技術難題，為雅礱江水能資源的科學開發(fā)提供了強大的技術支撐，提升了中國水電建設科技的整體實力。隨著雅礱江的加速開發(fā)，雅礱江公司已由最初單一項目管理發(fā)展成為多項目管理，形成了公司“流域化、集團化、科學化”發(fā)展與管理的嶄新模式。按照新模式的文化整合，使公司的組織機構與業(yè)務流程更加合理高效，管理效率不斷得到提升。目前，流域化的資源共享，流域化的統(tǒng)籌方法，流域化的管理手段，為雅礱江科學開發(fā)提供了強有力的管理保證。

其四是統(tǒng)籌兼顧，發(fā)揮優(yōu)勢，實現(xiàn)一條江的和諧開發(fā)。2003年以來，雅礱江公司堅持以科學發(fā)展觀為指導，努力造就一個“山川秀美、經(jīng)濟繁榮、社會和諧的雅礱江河谷”，積極探索人與自然和諧相處的流域開發(fā)模式。在水電開發(fā)的過程中，該公司充分發(fā)揮一個主體開發(fā)一條江的優(yōu)勢，前瞻性地做好流域水電開發(fā)規(guī)劃和流域生態(tài)保護規(guī)劃，在流域開發(fā)的時序、工程規(guī)模確定、樞紐方案選擇、施工及建設工期安排等方面，不斷完善項目環(huán)境保護的各項制度，建立健全環(huán)境友好的評價指標體系，盡量避免單項目環(huán)境保護的分割性和片面性，避免移民搬遷政策的多變性和間斷性。在二灘水電站榮獲國家環(huán)保總局“環(huán)境友好工程”獎的基礎上，雅礱江公司在建設錦屏等水電站中，環(huán)保措施比二灘電站更進一步，通過大壩分層取水、生態(tài)流量泄放、建設聯(lián)合魚類增殖站、設置人工魚巢等輔助方式，幫助雅礱江錦屏河段原有魚類生存和繁殖。在移民搬遷工作中，雅礱江公司堅持以人為本，立足移民長遠發(fā)展，創(chuàng)新工作思路，超前做好移民搬遷安置規(guī)劃，確保移民資金足額如期投入，努力改善移民的后續(xù)發(fā)展條件，保證移民搬得出、穩(wěn)得住、能發(fā)展，真正實現(xiàn)了開發(fā)性移民。

錦民間屏一級水電站建成運營后，將當?shù)氐馁Y源優(yōu)勢轉化為經(jīng)濟優(yōu)勢，對促進四川省和涼山州經(jīng)濟的發(fā)展將起到積極作用。電站建成后每年可上繳地方稅收超過10億元。

世界級工程引領中國水電科技進步

在雅礱江中下游規(guī)劃的12級梯級電站中，既有拱壩和土石壩，也有閘壩和重力壩，幾乎水電工程中各種壩型都有應用，其中有許多世界級的水電工程：錦屏一級水電站將建設世界第一高拱壩，并且有復雜的高邊坡安全問題；錦屏二級水電站有世界第一長大水工引水隧洞，有高地應力、巖爆、高壓突涌地下水等技術難題；兩河口水電站是世界最高的土石壩之一，有高應力條件下土石料工程特性和土石壩變形和安全等技術難題；另外，雅礱江干流所有梯級電站都由雅礱江公司一家業(yè)主來開發(fā)，如何進行大型水電工程多項目開發(fā)管理，流域生態(tài)環(huán)境的統(tǒng)籌保護，以及梯級電站建成后的優(yōu)化調(diào)度，都是非常值得研究的新問題。雅礱江流域水電開發(fā)具有典型的代表意義，并且面臨諸多的世界級的科學和關鍵技術問題，既是一部水電開發(fā)百科全書，也是世界水電科技尖端水平的集中體現(xiàn)，雅礱江流域水電開發(fā)的推進必將引領中國乃至世界水電科技進步。

以錦屏水電站為例，擁有305米世界最高拱壩的錦屏一級水電站和擁有世界最大規(guī)模引水隧洞的錦屏二級水電站，具有“五高一深”的特點，即“世界最高混凝土拱壩，高山峽谷、高邊坡、高地應力、高壓大流量地下水、深部卸荷裂隙”，被國內(nèi)外水電界公認為建設管理難度最大，施工布置難度最大，工程技術難度最大，施工環(huán)境危險最大的巨型水電站，是世界電站大壩建設和引水發(fā)電隧洞建設的里程碑。305米高的世界第一高拱壩工程、大型地下廠房工程、大型地下洞室群工程、大規(guī)模地下基礎處理工程以及7條長度各約17公里的引水隧洞和交通隧洞的設計、施工和建成后的管理都是世界級難題。

雅礱江公司充分發(fā)揮業(yè)主在工程建設中的主導作用，以前所未有的力度組織國內(nèi)著名的院士、國內(nèi)頂級的科研院校和國內(nèi)一流的施工單位參加科研攻關，堅持自主創(chuàng)新，充分利用現(xiàn)代科技手段，目前已取得了豐碩的階段性科研成果。其中錦屏水電站控制堿活性骨料的研究、錦屏一級左岸深部卸荷裂隙處理對大壩推力對稱的研究、錦屏二級引水洞高地應力應力超前釋放的研究、錦屏二級引水洞高壓涌水堵水研究、錦屏一級世界高壩混凝土澆筑仿真系統(tǒng)的研究等成果已在工程建設中成功應用，解決了制約工程施工、質量、安全等關鍵環(huán)節(jié)的技術難題，確保了工程建設順利、穩(wěn)妥地推進。

錦屏水電站引進世界最先進的直徑12.4米的TBM大截面硬巖掘進機，引進世界最先進的長7.5公里、最小轉彎半徑1000米、最大坡度14度的雙向曲線皮帶機技術，在中國水電建設史上都是史無前例的嘗試，由此為工程帶來成倍的效率提高和巨大的經(jīng)濟效益。

錦屏水電站工程諸多科研試驗和研究成果的運用，大大提升我國大型水電工程建筑材料的研發(fā)和生產(chǎn)水平；電站高深埋長隧洞的地質勘探和快速施工關鍵技術的攻克，使我國隧道及地下工程技術再躍一個新臺階；而用于錦屏工程的水輪發(fā)電機組、高壓電器設備和直流、交流輸變電設備實現(xiàn)了全部國產(chǎn)化，極大地提升我國民族機電工業(yè)的制造水平。錦屏工程實現(xiàn)水電開發(fā)的歷史性超越，不僅為工程自身開發(fā)建設中諸多難題的解決提供了途徑，而且極大地帶動中國諸多學科與技術領域的進步與發(fā)展。

(責任編輯：卓政昌)