音頻科普:水電建設(shè)的豐碩成果
發(fā)布時間:2020-12-08
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音頻科普:水電建設(shè)的豐碩成果

中國地勢西高東低,主要河流發(fā)源于世界屋脊的青藏高原,奔流入海,蘊(yùn)藏著得天獨(dú)厚的水能資源。改革開放40年,我國水電事業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化,與國民經(jīng)濟(jì)、科技水平同步發(fā)展,為加快全面建成小康社會和美麗中國進(jìn)程作出了重要貢獻(xiàn)。

  回顧我國的水電發(fā)展歷程,雖然艱難曲折,但成果豐碩。以改革開放政策為指引,水電事業(yè)真正步入了高水平快速發(fā)展時期。

  改革開放之初,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)嚴(yán)重不足,電力短缺嚴(yán)重,是制約國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平提高的重要原因。在這個階段,水電建設(shè)主要是服務(wù)于快速增長的電力需求。

  從輸變電勘測設(shè)計(jì)藍(lán)圖,到輸電線路架設(shè),水電專家們在智慧的引領(lǐng)下一直履行著創(chuàng)新的職責(zé)。從地凍嚴(yán)寒到酷暑盛夏,從覆冰技術(shù)到特高壓建設(shè),每一座站點(diǎn)都承載著責(zé)任,每一條線路都傳遞著希望。

  1980年秋天,在海拔2500米至3500米的四川大涼山上,西南電力設(shè)計(jì)院組成的科研觀測隊(duì)來到這片荒涼奇寒的世界,創(chuàng)建了當(dāng)時世界上唯一的一座高原觀冰站。每年,在冰雪封山之前,他們登上這座世界上海拔最高的人工觀冰站,面對孤寂與寒冷,堅(jiān)持每天在不同時段開展觀冰測試工作,一直到第二年冰雪消融后,才能下山,并如此堅(jiān)持了15年。

  就是在這樣的環(huán)境下,設(shè)計(jì)院的科研人員創(chuàng)建出了一套全方位立體觀測網(wǎng)絡(luò),這一觀測網(wǎng)的廣度和深度都在世界上遙遙領(lǐng)先,長期的觀測取得了一系列完整的原始數(shù)據(jù)。根據(jù)這一成果撰寫出40多份研究報(bào)告,并將觀冰成果運(yùn)用于當(dāng)時中國最大水電站——二灘水電站的送出線路和變電工程,引起了國內(nèi)外同行的震撼和關(guān)注,并榮獲1995年國家科技進(jìn)步二等獎。我國第一個《重冰區(qū)架空輸電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》,也正是將這項(xiàng)首創(chuàng)的科研成果與重冰地區(qū)線路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合而編寫出來的,現(xiàn)在已經(jīng)成為我國電力行業(yè)重冰區(qū)輸電線路設(shè)計(jì)的工作規(guī)范。

  在西南電力設(shè)計(jì)院完成的覆冰線路設(shè)計(jì)研究中,這樣的項(xiàng)目有很多。例如,“二灘-自貢”500千伏超高壓輸電線路,是國內(nèi)途徑海拔最高、重冰區(qū)段最長的輸電線路。這一工程成功地解決了高海拔、重冰區(qū)、大高差、所經(jīng)地區(qū)森林覆蓋面廣、地質(zhì)條件十分復(fù)雜、交通運(yùn)輸極其困難等世界級難題。

  設(shè)計(jì)中,技術(shù)人員采取航測成圖與GPS技術(shù),在局部困難地段選定線路走向相結(jié)合的方式,采用地質(zhì)遙感避開區(qū)域性地質(zhì)災(zāi)害地段,從源頭上確保線路運(yùn)行的安全可靠性。根據(jù)覆冰觀測資料確定冰區(qū)劃分和覆冰厚度,合理確定重冰區(qū)的線路長度。首次依據(jù)絕緣子覆冰的大小和特性,在絕緣子串的選取中對絕緣子串的復(fù)冰耐壓進(jìn)行修正。針對50毫米冰區(qū)導(dǎo)線強(qiáng)度要求高的特點(diǎn),首次采用特高強(qiáng)度鋼芯鋁合金絞線。

  為了提高特重冰區(qū)鐵塔的抗冰能力,設(shè)計(jì)人員增加了各種不均勻覆冰情況下的荷載組合,提高了線路運(yùn)行的可靠性。結(jié)合山峰地形復(fù)雜陡峭,選配高低不同的塔腿,既避免了塔基大開挖,保持了山坡原有地形、地貌,又保護(hù)了塔基環(huán)境。

  這些勘測、設(shè)計(jì)技術(shù)成果,在2008年初的特大雨雪冰凍災(zāi)害中經(jīng)受住了嚴(yán)峻考驗(yàn),確保了川渝電網(wǎng)的安全。

  在水電工程中,水壩建設(shè)是另一項(xiàng)關(guān)鍵任務(wù)。

  中國是擁有水壩數(shù)量最多的國家。截至2017年年底,我國建成各類水壩98478座。數(shù)量之多、規(guī)模之大,名列世界前茅。200米級、300米級高壩等技術(shù)指標(biāo)刷新行業(yè)紀(jì)錄。目前全世界已建、在建200米及以上的高壩96座,中國占34座;250米以上高壩20座,中國占7座。已建的錦屏一級雙曲拱壩,高305米;在建的雙江口心墻堆石壩,高314米,位列同類水壩之冠。

  水壩工程技術(shù)取得多項(xiàng)重大突破。我國建成了一批高水平大壩工程,成功解決了“高水頭、大流量、窄河谷”的泄洪消能關(guān)鍵技術(shù)問題,尤其是錦屏一級拱壩開創(chuàng)了高壩無碰撞消能的先例。

  地下工程技術(shù)日趨成熟。我國建設(shè)的地下廠房跨度已超過33米,高度達(dá)70多米,長度達(dá)300米;引水洞更是長達(dá)17千米,且為大埋深、高地應(yīng)力、大突涌水的巖溶地層。

  多項(xiàng)施工技術(shù)處于世界領(lǐng)先?;炷翝仓?qiáng)度、防滲墻施工深度、地下工程施工難度達(dá)世界之最。峽谷區(qū)施工總布置、施工仿真系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用全球領(lǐng)先。我國首次提出的大壩填筑質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng),發(fā)揮了實(shí)時、自動、連續(xù)、全過程、高精度填筑質(zhì)量監(jiān)控。

  我國水工建筑物防震抗震、復(fù)雜基礎(chǔ)處理、高邊坡治理等多個領(lǐng)域,也處于國際先進(jìn)水平。尤其是大壩抗震理論與實(shí)踐,一直保持科學(xué)發(fā)展,獨(dú)立自主創(chuàng)新了抗震設(shè)計(jì)理論和方法。“5·12”汶川特大地震災(zāi)區(qū)的大、中型水電大壩,遭受了超強(qiáng)地震威脅,都經(jīng)受住了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

  除此之外,我國常規(guī)水電機(jī)組設(shè)計(jì)制造能力,同樣保持世界領(lǐng)先水平。

  由我國自行設(shè)計(jì)制造的葛洲壩17萬千瓦發(fā)電機(jī)組,至今依然是世界上尺寸最大的軸流轉(zhuǎn)槳式機(jī)組;白鶴灘水電站混流式水輪發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量100萬千瓦;我國自行設(shè)計(jì)制造了世界單機(jī)容量最大的燈泡貫流式水電機(jī)組。

  與水電機(jī)組緊密相關(guān)的配套設(shè)備包括進(jìn)水閥、調(diào)速器、監(jiān)控、勵磁、SFC啟動裝置、發(fā)電機(jī)出口開關(guān)設(shè)備、大容量主變壓器、高壓電纜設(shè)備等,國產(chǎn)配套設(shè)備已廣泛應(yīng)用。

  大型水電站的建設(shè),促進(jìn)了大電網(wǎng)和高電壓的蓬勃發(fā)展。我國自主研發(fā)、設(shè)計(jì)和建設(shè)的1000千伏交流和±800千伏直流,已經(jīng)正式投入運(yùn)行。

  從改革開放初期,引進(jìn)國外技術(shù)再創(chuàng)新,到40年后的今天,我們自主設(shè)計(jì)研發(fā),走過的路雖然艱辛,但收獲的成果卻數(shù)不勝數(shù)。40年來,我國水電累計(jì)發(fā)電量約為14.4萬億千瓦時,相當(dāng)于替代標(biāo)準(zhǔn)煤43億噸,減少二氧化碳排放約113億噸、二氧化硫0.37億噸、氮氧化物0.32億噸,節(jié)能減排緩解大氣污染的效果非常明顯。

  如今,我國水力發(fā)電事業(yè),在為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)電力的同時,在環(huán)境生態(tài)、防洪和水資源綜合利用,促進(jìn)西部大開發(fā),發(fā)展區(qū)域經(jīng)濟(jì)等方面,也都發(fā)揮了重要作用。

  黨的十九大,形成了習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想,“建設(shè)富強(qiáng)民主文明和諧美麗中國”成為時代主題。構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系,積極發(fā)展水電,保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境,成為水電在新時期的主要使命,為實(shí)現(xiàn)偉大“中國夢”做出更大貢獻(xiàn)。



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