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二滩水电站

二滩水电站,位于四川省西南边陲攀枝花市盐边与米易县两县交界处,于1991年9月开工, 2000年完工,历经10年建设,建成了240米,当时亚洲第一的高拱坝,形成了330万千瓦装机的发电能力。

水电站,水库正常蓄水位海拔1200米,总库容58亿立方米,调节库容33.7亿立方米,装机总容量330万千瓦,保证出力100万千瓦,多年平均发电量170亿千瓦时,投资286亿元。工程以发电为主,兼有其他综合利用效益。

二滩水电站的成功标志着中国水电建设水平迈上了一个新台阶,川渝两地因此告别了多年的电力紧张局面,为下世纪的经济发展奠定了基础。2006年11月,二滩水电站荣获第六届“詹天佑土木工程大奖”。

历史沿革

建设背景

上世纪80年代,四川严重缺电,1985年,四川全省人均电量只有228千瓦时,仅为全国人均的一半;每年召开两次分电会,各地市州都得争用电指标分配名额。此时,国家决定建设二滩水电站,装机容量330万千瓦。

前期筹备

20世纪50年代,雅砻江综合考察和水能资源踏勘开始,1972年9月,二滩水电站开始选点规划,1983年提出可行性研究报告并通过国家有关专家的审查。

1986年,电力部西南电业局成立了二滩水电站工程筹备处,负责二滩水电站建设的前期工作。次年,二滩水电站正式立项。

1987年进行前期有关辅助工程和部分主体工程的施工工作;同年7月17日,中国国家计划委员会下发了《关于四川二滩水电站建设有关问题的复函》,决定组建二滩水电开发有限责任公司,以其收益用于水电资源的滚动开发。1989年10月20日,中华人民共和国能源部下发《关于成立二滩水电开发公司的通知》,决定成立二滩水电开发公司,并批准了二滩水电开发公司章程。

移民安置

二滩水电站水库淹没区,涉及攀枝花市盐边县米易县凉山彝族自治州德昌县盐源县西昌市共5个县、市,32个乡镇,淹没区人口33773人,县城1座,乡集镇8座。

在移民安置规划与实施过程中,经过多次查勘、研究和比较,盐边新县城被确定在二滩水电站下游的雅砻江左岸。1990年,第一批移民开始搬迁,二滩水电站库区共移民4万多人,移民补偿概算审定达到了20.33亿元。

当时,由于建设资金匮乏,二滩工程一度面临搁置。国家全面改革开放为二滩带来了机遇,关键时刻,世界银行提供了9.3亿美元贷款,二滩工程得以开工。

开工建设

1991年7月2日,世行执行董事在华盛顿总部开会,通过对二滩第一笔3.8亿美元贷款。9月14日,二滩水电站方家沟总部将工程师开工令交给承包商。此后,以意大利英波吉洛为责任公司,包括法国杜美思、中国水利水电第八工程局有限公司、法国大马赛、意大利托诺等公司的联营体,以德国霍尔兹曼为责任公司,包括中国葛洲坝集团工程局、德国霍克梯夫等公司的联营体,陆续进入现场。按照国际惯例,二滩水电站建设,从这一天正式计算工期。

1993年11月,二滩水电站实现大江截流。两年后的2月,雅砻江二滩水电站大坝第一仓混凝土开始浇筑。

竣工投产

1998年8月,二滩水电站首台机组开始发电,到次年12月份,二滩水电站6台机组全部发电,并于12月26日,正式发布了二滩水电站全面建成投产的消息。2000年底,二滩水电站全面竣工。

地理环境

区域环境

二滩水电站,地处中国四川省西南边陲攀枝花市盐边与米易县两县交界处,处于雅江下游,坝址距雅砻江与金沙江的交汇口33公里,距攀枝花市区46公里,系雅砻江水电基地梯级开发的第一个水电站,上游为官地水电站,下游为桐子林水电站雅砻江发源于巴颜喀拉山脉南麓,向南流到攀枝花市附近注入金沙江,全长1500多千米,落差超过3800米。二滩水电站所在的攀枝花市地区,汛期气候复杂多变,强降雨等极端天气频发。

地质环境

二滩水电站位于雅砻江下游河段二滩峡谷区内,两岸临江坡高300米-400米,左岸谷坡25°-45 °,右岸谷坡30°-45°,雅砻江以N60° W方向流经坝区。河床枯水位高程1 011米-1 012米,水面宽80米-100米。坝址处于川滇南北向构造带的中段西部相对稳定的共和断块上,断块内部不存在发震构造,历史上无强震记载,经国家地震局审定,二滩坝址区地震基本烈度为Ⅶ度。

枢纽区基岩由二迭玄武岩和后期侵入的正长岩以及因侵入而形成的变质玄武岩等组成,岩体完整性较好,坝区无大的断层分布,小断层和破碎带以中高角度垂直或斜交河床分布,一般延伸短小,连贯性差。

工程结构

整体结构

二滩水电站工程,采用双曲拱坝,由于河谷狭窄、水头高、流量大,因此泄洪消能设施成为二滩水电站枢纽中的重要组成部分。二滩泄洪建筑物按千年一遇洪水流量20600m3/秒设计,5000年一遇的洪水流量23900 m3/秒校核。水电站最大坝高240m,水库正常蓄水位海拔1200m,总库容5.8立方千米,调节库容3.37立方千米。

二滩水电站水力枢纽由混凝土双曲拱坝、左岸地下厂房系统,右岸泄洪隧洞,及左岸过木机道组成。整个枢纽布置在自上游金龙沟至下游三滩沟之间,2千米范围的狭窄河谷内。枢纽为一等工程,主要的水工建筑物——混凝土双曲拱坝、泄水建筑物、引水道、厂房、主变室和开关站为一级建筑物,原木纵向过木机系统和二道坝为三级建筑物。

大坝

大坝为混凝土双曲拱坝,为使坝体应力分布均匀,坝肩推力更偏向山体,有利于坝身稳定,水平拱圈为二次抛物线,拱冠梁的上游面为三次多项式曲线。坝顶高程1205米,顶部厚度11米,拱冠梁底部厚度55.74米,拱端最大厚度58.51米,厚度比0.232,拱圈最大中心角91.49°,上游面最大倒悬度0.18。坝顶弧长775米。坝体混凝土量400万平方米。

拱坝采用抛物线形双曲拱坝,使接近岸坡拱的曲率减小而趋扁平化,以加大拱推力与岸坡的夹角,增加坝肩稳定。为使应力分布均匀,减小拱坝断面,纵向采用高次曲线,加大纵向曲率,上游面最大倒悬度控制在0.18。由于河流两岸地形不完全对称,左半拱和右半拱采用不同曲率半径,顶拱中心线曲率半径在349.19米-981.15米范围。

为泄洪和降低库水位需要,坝体分3层开孔:7个表孔、6个中孔和4个放水底孔。为了尽量减小坝体施工的复杂性,二滩拱坝坝内仅布置了4层廊道,以满足大坝监测、灌浆、排水、交通等需要。

泄洪消能建筑物

二滩工程采用双曲拱坝,由于河谷狭窄、水头高、流量大,因此泄洪消能设施成为二滩水电站枢纽中的重要组成部分。

泄洪消能建筑物由坝体表、中孔和右岸的两条泄洪洞3套泄洪设施组成。该设计主要特点:(1) 3套泄洪设施泄流能力接近,均能单独宣泄50%概率的常年洪水,因此运行灵活可靠,大洪水时3套泄洪设施联合泄洪,表、中孔水舌上、下交汇碰撞,分散水流;(2) 3套泄洪设施单独运行时,沿河道纵向分为3个消能区,每个消能区下泄功率大致相近,降低了下游消能的难度;(3) 3套泄洪建筑物的出流末端均采用不同的消能工,扩散水流充分掺合,以减小对下游的冲刷。

表孔沿拱坝顶部呈径向布置,每孔尺寸分别为11米×11.5米(宽×高),堰顶高程1188.5米,采用水流自由跌落,下游水垫塘形成深水垫扩散消能。中孔共6孔,布置在表孔闸墩下方,采用压力“平弯、上翘、扩散”型短管,出口底高程1120 米-1122米,出口采用挑流。1号和2号泄洪洞均布置在河谷右岸,采用浅水式短进水口龙抬头明流泄洪洞,出口采用挑流消能。两洞进口位于大坝右岸上游二滩沟,进口底高程1163米,出口高程1040米。两洞呈直线平行布置,洞的中心距离40米,1号洞全长922米,2号洞全长1269.01米,洞身纵坡分别为7.9%和7%,龙抬头段集中落差为70余米,洞内最大流速约45米/秒。为防止高速水流发生空蚀破坏,分别在1号、2号泄洪洞各设置5个和7个掺气设施。由于二滩泄洪洞洞身长,单宽流量大,底坡小,掺气设施采用一种U形槽式挑坎的新型掺气设施。隧洞断面采用圆拱直墙形式中孔共6孔,布置在表孔闸墩下方。

二滩工程拱坝下游的消能防冲建筑物包括水垫塘和二道坝及二道坝下游护坦。垫塘全长300米,采用复式梯形断面,底宽40米,底板顶高程980米。水垫塘底板和边墙护坦板块周边设止水,同时在板缝下设排水廊道和排水暗沟,水垫塘和二道坝相互构成独立于大坝的排水系统,并在水垫塘左岸设深井水泵房,用专用水泵抽排来自水垫塘和二道坝的渗水。二道坝坝型为重力坝,溢流段坝顶高程1012米,最大坝高35 米,上游坡采用1∶1.67;下游坡采用1∶1.25,坝顶平台宽度6.5米;坝内下游侧设灌浆廊道及排水廊道,布置了一道灌浆帷幕和两道排水幕,以降低二道坝及水垫塘底板的扬压力。

引水发电系统

二滩水电站共有6台混流式水轮发电机组,引水发电系统由进水口,压力管道,主厂房、主变压器洞室,尾水调压室、尾水洞及地面开关站组成。整个系统布置在左岸坝肩。进水口在左坝肩上游,采用塔式进水口,进口底高程1128米,塔顶部高程1207米。6根压力管道的进口连成一长条形,进口中心间距28.1米,总长170米,每一个进口之间设置永久缝。采用单元式引水,6根压力管道在平面上布置成直线形,管道轴线与厂房轴线成65°斜交。

引水压力管道直径9米,每根压力管道由上平段,竖井及下平段组成,竖井高130米,由于进水塔轴线与主厂房轴线有一夹角,6根上平段长度不同,最长的119.2米,最短的60.27米,下平段长49米。上平段、竖井段采用钢筋混凝土衬砌,自下弯段起点开始至下平段终点为压力钢管。

地下厂房洞室群

二滩水电站由于机组及主变压器尺寸大,形成了由地下主厂房、主变压器室和尾水调压室组成的三大平行的地下洞室,也是引水发电系统组成的一部分。

洞室净间距:主厂房与主变压器室为35米;主变压器室与尾水调压室为30米,设两条尾水洞,其中2号尾水洞部分利用了左岸导流隧洞,1号尾水洞全长881.88 米,断面为圆拱直墙形,均采用钢筋混凝土衬护。主变室升压后的550 kV电流由18根干式电缆经电缆斜井升至地面开关站

过木建筑物

过木建筑物采用纵向过木机道,过木机道布置在左岸,过木机洞全长2450米,采用直墙圆拱断面,设计年过木量110万平方米。

入库的木材由拖木船拖至坝前2千米附近的作业区,再由推木船推至过木机道进口,由人工形成的流速将木材送至滚简机传送带,进入隧洞后由皮带机送至三滩沟下游,经钢滑槽滑入河道。进口滚动传送带的浮筒由限位墩固定位置,工作水位在25米范围的深度内变化。

功能价值

整体价值

二滩水电站是以发电为主,兼顾防洪、拦沙及改善环境的综合利用水电枢纽。在电力供应上,二滩水电站装机总容量为330万千瓦,保证出力100万千瓦,多年平均发电量在170亿千瓦时,使川渝两地因此告别了多年的电力紧张局面,为下世纪的经济发展奠定了基础。防洪方面,二滩水电站水库正常蓄水位海拔1200米,总库容58亿立方米,调节库容33.7亿立方米,最大泄洪能力23600立方米/秒。

随着库区面积增加,库区移民开始发展网箱养鱼产业。鼎盛时期,养殖户达到954户,网箱养鱼年产量达2.7万吨,年产值达2.8亿元。同时,二滩水电站的建成也留下了大量的旅游景点供游人参观游览。

减排效益

二滩水电站设计年发电量170亿kW·h,与火力发电比较,相当于每年节约标准煤630万吨,减少排放大气污染物SO:23万吨,减少燃煤弃渣190万吨,减少废水排放量4500万吨,对于改善能源结构,减少废气、废渣排放,有显著效益。二滩电站投产发电的十年间,累计发电量1 239亿kW·h,相当于节约燃煤4 592万吨,减排温室气体约16179万吨。

防洪

二滩水电站设计上不承担防汛任务,但1998年特大洪水期间,尚未完建的二滩水电站积极配合长江防洪,6次拦蓄洪水33亿平方米,最大一次削减洪峰流量3710 平方米/秒,为长江防洪发挥了积极作用。

航运

二滩水库蓄水后,水库干流145千米、支流40千米河段具备通航条件,为库周5县的交通和商业、旅游业的发展提供了便利条件。

库区气候

通过对比分析二滩水库蓄水前后气象观测资料和走访库区附近居民,均反映出二滩水库蓄水后,库区周围的小气候发生了比较明显的变化。年均气温有所降低,极端气温有所收敛,月均气温变化缓和。年均相对湿度变大,蒸发量减少,降水增多且年内分配更加均匀。冬天天气变热了,夏季也不像以前那样炎热。

这表明,随着水库蓄水后水域面积增大,空气湿度增大,有利于形成降水的暖湿气流,气候的变化随着蓄水时间的推移逐渐趋于平稳。攀枝花市过去那种干燥少雨、大风沙尘、干湿季分明的干热河谷气候发生明显变化。

区域植被

二滩水电站建设前,水库周边山头常年枯黄。随着二滩环保工程的实施和二滩水库蓄水,改善了区域的生态环境,给当地气候带来积极的影响,库区周边平均相对湿度增大,天然降水分配均匀,干季降雨量增加。库区植被覆盖率从二滩蓄水前的49%提高到70%。

荣誉记录

文旅信息

攀枝花二滩风景区,拥有世界第三、中国第一高的双曲拱坝,电站建成后形成二滩湖、欧方营地、二滩国家森林公园等知名景点。

1993年10月,经国家林业部批准成立以二滩水库101平方公里水面为中心的二滩国家森林公园,面积732.4平方公里,它是长江源国家级生态功能保护区试点的重点区域。整个公园以雅砻江下游水利枢纽工程、高峡平湖为主要特色,体现二滩水电工程人文景观和雅砻江峡谷自然风光,有可供游览观光、度假休闲和开展文化教育、科研活动的山岳湖泊型风景区,有“百里画廊,水墨二滩”之称。

二滩湖,是二滩水电站截流后形成的巨型水库,也是海拔1200米,长145公里,宽700余米“Y”字形的人工湖泊,有5个小岛及10多个半岛互相呼应。

欧方营地,是攀枝花市建二滩水电站时外国专家留下的住房,当地人称“欧方营地”。后通过改造,被打造为游客服务中心,主要用于二滩国家森林公园日常游客接待、避暑避寒及会议接待等服务。

参考资料

雅砻江——二滩电站.中国岩石力学与工程学会.2023-11-28

筑坝“水电王国” 四川自“二滩”始发.攀枝花市西区人民政府.2023-11-28

二滩水电站全面建成投产.中共山西省委组织部.2023-11-28

二滩水电站.黄河水利职业技术学院.2023-11-28

二滩水电站:二十世纪时最大的电站.水力发电工程学会.2023-11-28

二滩水电站.国投电力.2023-11-28

(下转第C12版).新浪财经.2023-11-28

..2023-11-28

国投发力水电——王会生:3900亿砸雅砻江.人民网.2023-11-28

百年瞬间丨二滩水电站全面建成投产.百家号.2023-11-28

迎战汛期" 大考" !雅砻江水电使出哪些" 看家本领".澎湃新闻.2023-11-29

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取缔网箱养鱼、改善水质 二滩库区生态效益逐步显现.人民网.2023-11-28

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国投投资企业二滩水电站获"国家环境友好工程"奖.国务院国资委.2023-11-28

水利部公布“人民治水·百年功绩”治水工程项目.百家号.2023-11-28

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《关于雅砻江及二滩环湖沿线自然生态景观建设的建议》(第1号建议).攀枝花市人民政府.2023-11-28