音頻科普:水電建設的豐碩成果
發布時間:2020-12-08
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音頻科普:水電建設的豐碩成果

中國地勢西高東(dong) 低,主要河流發源於(yu) 世界屋脊的青藏高原,奔流入海,蘊藏著得天獨厚的水能資源。改革開放40年,我國水電事業(ye) 發生了翻天覆地的變化,與(yu) 國民經濟、科技水平同步發展,為(wei) 加快全麵建成小康社會(hui) 和美麗(li) 中國進程作出了重要貢獻。

  回顧我國的水電發展曆程,雖然艱難曲折,但成果豐(feng) 碩。以改革開放政策為(wei) 指引,水電事業(ye) 真正步入了高水平快速發展時期。

  改革開放之初,基礎設施建設嚴(yan) 重不足,電力短缺嚴(yan) 重,是製約國民經濟發展和人民生活水平提高的重要原因。在這個(ge) 階段,水電建設主要是服務於(yu) 快速增長的電力需求。

  從(cong) 輸變電勘測設計藍圖,到輸電線路架設,水電專(zhuan) 家們(men) 在智慧的引領下一直履行著創新的職責。從(cong) 地凍嚴(yan) 寒到酷暑盛夏,從(cong) 覆冰技術到特高壓建設,每一座站點都承載著責任,每一條線路都傳(chuan) 遞著希望。

  1980年秋天,在海拔2500米至3500米的四川大涼山上,西南電力設計院組成的科研觀測隊來到這片荒涼奇寒的世界,創建了當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(men) 登上這座世界上海拔最高的人工觀冰站,麵對孤寂與(yu) 寒冷,堅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後,才能下山,並如此堅持了15年。

  就是在這樣的環境下,設計院的科研人員創建出了一套全方位立體(ti) 觀測網絡,這一觀測網的廣度和深度都在世界上遙遙領先,長期的觀測取得了一係列完整的原始數據。根據這一成果撰寫(xie) 出40多份研究報告,並將觀冰成果運用於(yu) 當時中國最大水電站——二灘水電站的送出線路和變電工程,引起了國內(nei) 外同行的震撼和關(guan) 注,並榮獲1995年國家科技進步二等獎。我國第一個(ge) 《重冰區架空輸電線路設計技術規程》,也正是將這項首創的科研成果與(yu) 重冰地區線路設計經驗相結合而編寫(xie) 出來的,現在已經成為(wei) 我國電力行業(ye) 重冰區輸電線路設計的工作規範。

  在西南電力設計院完成的覆冰線路設計研究中,這樣的項目有很多。例如,“二灘-自貢”500千伏超高壓輸電線路,是國內(nei) 途徑海拔最高、重冰區段最長的輸電線路。這一工程成功地解決(jue) 了高海拔、重冰區、大高差、所經地區森林覆蓋麵廣、地質條件十分複雜、交通運輸極其困難等世界級難題。

  設計中,技術人員采取航測成圖與(yu) GPS技術,在局部困難地段選定線路走向相結合的方式,采用地質遙感避開區域性地質災害地段,從(cong) 源頭上確保線路運行的安全可靠性。根據覆冰觀測資料確定冰區劃分和覆冰厚度,合理確定重冰區的線路長度。首次依據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複冰耐壓進行修正。針對50毫米冰區導線強度要求高的特點,首次采用特高強度鋼芯鋁合金絞線。

  為(wei) 了提高特重冰區鐵塔的抗冰能力,設計人員增加了各種不均勻覆冰情況下的荷載組合,提高了線路運行的可靠性。結合山峰地形複雜陡峭,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,又保護了塔基環境。

  這些勘測、設計技術成果,在2008年初的特大雨雪冰凍災害中經受住了嚴(yan) 峻考驗,確保了川渝電網的安全。

  在水電工程中,水壩建設是另一項關(guan) 鍵任務。

  中國是擁有水壩數量最多的國家。截至2017年年底,我國建成各類水壩98478座。數量之多、規模之大,名列世界前茅。200米級、300米級高壩等技術指標刷新行業(ye) 紀錄。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;在建的雙江口心牆堆石壩,高314米,位列同類水壩之冠。

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

  地下工程技術日趨成熟。我國建設的地下廠房跨度已超過33米,高度達70多米,長度達300米;引水洞更是長達17千米,且為(wei) 大埋深、高地應力、大突湧水的岩溶地層。

  多項施工技術處於(yu) 世界領先。混凝土澆築強度、防滲牆施工深度、地下工程施工難度達世界之最。峽穀區施工總布置、施工仿真係統的研發與(yu) 應用全球領先。我國首次提出的大壩填築質量監控係統,發揮了實時、自動、連續、全過程、高精度填築質量監控。

  我國水工建築物防震抗震、複雜基礎處理、高邊坡治理等多個(ge) 領域,也處於(yu) 國際先進水平。尤其是大壩抗震理論與(yu) 實踐,一直保持科學發展,獨立自主創新了抗震設計理論和方法。“5·12”汶川特大地震災區的大、中型水電大壩,遭受了超強地震威脅,都經受住了嚴(yan) 峻的考驗。

  除此之外,我國常規水電機組設計製造能力,同樣保持世界領先水平。

  由我國自行設計製造的葛洲壩17萬(wan) 千瓦發電機組,至今依然是世界上尺寸最大的軸流轉槳式機組;白鶴灘水電站混流式水輪發電機組單機容量100萬(wan) 千瓦;我國自行設計製造了世界單機容量最大的燈泡貫流式水電機組。

  與(yu) 水電機組緊密相關(guan) 的配套設備包括進水閥、調速器、監控、勵磁、SFC啟動裝置、發電機出口開關(guan) 設備、大容量主變壓器、高壓電纜設備等,國產(chan) 配套設備已廣泛應用。

  大型水電站的建設,促進了大電網和高電壓的蓬勃發展。我國自主研發、設計和建設的1000千伏交流和±800千伏直流,已經正式投入運行。

  從(cong) 改革開放初期,引進國外技術再創新,到40年後的今天,我們(men) 自主設計研發,走過的路雖然艱辛,但收獲的成果卻數不勝數。40年來,我國水電累計發電量約為(wei) 14.4萬(wan) 億(yi) 千瓦時,相當於(yu) 替代標準煤43億(yi) 噸,減少二氧化碳排放約113億(yi) 噸、二氧化硫0.37億(yi) 噸、氮氧化物0.32億(yi) 噸,節能減排緩解大氣汙染的效果非常明顯。

  如今,我國水力發電事業(ye) ,在為(wei) 經濟社會(hui) 發展提供優(you) 質電力的同時,在環境生態、防洪和水資源綜合利用,促進西部大開發,發展區域經濟等方麵,也都發揮了重要作用。

  黨(dang) 的十九大,形成了習(xi) 近平新時代中國特色社會(hui) 主義(yi) 思想,“建設富強民主文明和諧美麗(li) 中國”成為(wei) 時代主題。構建清潔低碳、安全高效的能源體(ti) 係,積極發展水電,保護和改善生態環境,成為(wei) 水電在新時期的主要使命,為(wei) 實現偉(wei) 大“中國夢”做出更大貢獻。



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