论文部分内容阅读
摘要：结合国家发展战略，论述白鹤滩水电站建设对国民经济、社会发展、生态环境的综合影响，分折白鹤滩水电站建设中的主要技术创新。
关键词：综合影响;国民经济;社会发展;生态环境;主要技术创新
前言
白鹤滩水电站是金沙江下游干流河段梯极开发的第二个梯级水电站，位于四川省宁南县和云南省巧家县境内，其功能以发电为主兼有防洪、拦沙、灌溉、生活用水、航运、旅游等综合效益。按照设计，由电站左右岸分别装有8台（100万千瓦水电机组，装机总容量16000万千瓦。）是目前世界在建规模最大，单机容量最大的水电站。计划2020年工程完工，建成后其將仅次于三峡水电站成为中国第二大水电站，本文将介绍这样一个大型水电站能发挥的各种效益以及工程建设中克服了哪些技术难题。
一、综合影响
白鹤滩水电站工程装机总容量1600万，电站平均发电量624.43亿千瓦时，在满足四川、云南两者的用电需求基础上，还将成为国家能源战略布局“西电东送”的骨干电源点来明显改善电网电源结构。
（一）国民经济
白鹤滩水库作为金沙江下游干流河段梯级开发的第二个梯级电站，可与下游的溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝等梯级水电站形成的水库群来进行水力补偿、库容补偿和电力补偿。增加下游各梯级枯水期发电量或与下游水库配合，可实现拦洪削峰，减少洪灾损失，发挥防洪效益。同时，大大缓解了宜宾、重庆等重要城市的防洪压力，保证了人民的生命和财产安全。
（二）社会发展
白鹤滩水电站的建设对当地经济社会发展具有重要意义。据介绍，直接用于水库枢纽建设和库区建设的资金超过1700亿元，投入拉动相关行业投资，增加就业机会，促进地区经济发展，而且库区处于深山贫困地区，水电站建设的附加工程如公路、信号塔等，改善了周边地区的交通、通讯等基础设施条件，助推群众脱贫致富，为当地经济社会发展注入生机与活力。
（三）生态环境
由于金沙江上游地形地势条件，山高谷深，水流湍急，与长江中下游相比，航运业较为落后，修建白鹤滩水电站后，可利用水库的调节功能，使得大坝上游水道加深，流速加快，为发展地方航运创造条件，并可与下游各个梯级水库协联运作，充分发挥金沙江下游航运资源。白鹤滩水电站发挥发电效益时，与同等程度上满足电力系统用电需求的情况下相比，每年可节约煤这种不可再生的化石能源约1968万吨，每年可减少排放二氧化碳约5160万吨，减少烟尘年排放量约22万吨，环境效益显著。
二、主要技术创新
白鹤滩水电站建设过程中遇到了一些世界级难题，经过专家学者的研究论证，把这些难题一一解答，才使得白鹤滩水电站顺利建设。
（一）“百万机组”自主自由创新[1]
水轮机与发电机是水电站的核心设备，在白鹤滩水电站的各项特性指标中，"百万机组”备受人们关注。白鹤滩水电站将采用单机容量100万千瓦水轮发电机组，目前居世界第一。据了解，百万千瓦巨型水轮发电机组是世界水电行业的“珠穆朗玛峰”。白鹤滩机组是世界上首批百万千瓦水电机组，属于超巨型混流式水轮发电机，可谓世界水电的巅峰之作，其中单台白鹤滩百万机组有50多米高，8000多吨重，相于法国埃菲尔铁塔的重量，而转轮作为水电机组内的心脏，是整个机组中研发难度最大，制造难题最多的剂件，也是整个机组最核心的部件，整个转轮由15块叶片组成，每片重达11吨。东方电机白鹤滩副主任设计王钊宁说，研发团队仅在计算机上就开幼了20套转轮模型，目前首台白鹤滩百万机机组实现了整个过流部件与水力性能的最佳匹配，转化效率达到96%以上。
（二）地下洞室群
地下洞室群是白鹤滩水电站攻克的另一个技术难关，由于白鹤滩水电站处于深V型峡谷，两岸空间有限，因此需要开挖地下洞室，以安置引水发电系统设备。修建于深山峡谷地区的大型水电工程，其地下洞室往往规模巨大，基础埋深大，处于高地应力、高渗透水压等复杂地质条件与环境条件下。由此可见，地下洞室开挖的困难，在开挖地下洞室时，需要解决两大难题：一是高地应力引起的顶拱变形问题，它的特点是水平主应力高于垂直主应力;二是层间层内错动带的问题，针对上述问题和复杂的地质条件，专家们通过优化设计，调整开挖方案，通过对围岩支护的动态设计，成功解决了难题。
（三）玄武岩柱状节理[2]
白鹤滩坝区有一个独特的地质现象即玄武岩柱状节理，大坝基础为柱状节理玄武岩，很容易松弛，碎裂。白鹤滩是国内首个利用柱状节理玄武岩作为坝基的高拱坝工程，首次系统和深入地开展了柱状节理玄武岩工程特性研究，柱状节理玄武岩松弛特性和处理措施的研究贯穿工程设计全过程。经过国内专家多次论证，最终认为白鹤滩水电站虽然存在玄武岩柱状节理，但由于其岩石坚固，且咬合紧密，仍然适合修建一座289米高的高坝建筑。
（四）地震安全问题[3]
白鹤滩水电站工程大坝坝高289m。属300m级特高拱坝，坝址位于基本烈度为VIII度的高地震区，其抗震安全成为工程的关键技术问题之一，研究人员通过对白鹤滩坝址区地理位置所处构造带的调查分析，因地制宜，选定坝址场地相关设计地震动参数来保障白鹤滩水电站的安全性。在选定相关设计地震动参数的过程中，专家们从几个不同类型的设计标准（如地震安全性评价，一致概率反应谱等方法）中研究分析，最终确定了白鹤滩坝址区地震基本烈度按50年超越概率10%地震动参数，基本烈度为VIII度，被认为是符合现行地震部分有关规定和《水工抗震设计标准》要求的。
三、结语
通过了解白鹤滩水电站工程的综合效益与其建设中遇到的难题和在专家们坚持不懈的努力和技术攻关下，一一解决了这些问题，实现了技术自主创新，又为我国水利事业更进一步做出了重要贡献，增加了我对本专业的高度认同感和自豪感，身为当代大学生，我们更应该珍惜学习时间，多学本领，为日后服务人民奉献社会做准备。
参考文献：
[1]350吨世界水电巨无霸诞生.[N].科技日报.2019-01-15
[2] 戴会超.周创兵.邬爱清等.特大型水利水电工程若干问题讨论[D].武汉：武汉大学，2008
[2] 韦凤年.白鹤滩工程地震动设计参数选择符合相关标准.[J].中国水利.2019.[18]
作者简介：
邢文婧，女，汉族，河南省平顶山市，本科生，现就读于郑州大学水利科学与工程学院，研究方向为水利水电工程。
关键词：综合影响;国民经济;社会发展;生态环境;主要技术创新
前言
白鹤滩水电站是金沙江下游干流河段梯极开发的第二个梯级水电站，位于四川省宁南县和云南省巧家县境内，其功能以发电为主兼有防洪、拦沙、灌溉、生活用水、航运、旅游等综合效益。按照设计，由电站左右岸分别装有8台（100万千瓦水电机组，装机总容量16000万千瓦。）是目前世界在建规模最大，单机容量最大的水电站。计划2020年工程完工，建成后其將仅次于三峡水电站成为中国第二大水电站，本文将介绍这样一个大型水电站能发挥的各种效益以及工程建设中克服了哪些技术难题。
一、综合影响
白鹤滩水电站工程装机总容量1600万，电站平均发电量624.43亿千瓦时，在满足四川、云南两者的用电需求基础上，还将成为国家能源战略布局“西电东送”的骨干电源点来明显改善电网电源结构。
（一）国民经济
白鹤滩水库作为金沙江下游干流河段梯级开发的第二个梯级电站，可与下游的溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝等梯级水电站形成的水库群来进行水力补偿、库容补偿和电力补偿。增加下游各梯级枯水期发电量或与下游水库配合，可实现拦洪削峰，减少洪灾损失，发挥防洪效益。同时，大大缓解了宜宾、重庆等重要城市的防洪压力，保证了人民的生命和财产安全。
（二）社会发展
白鹤滩水电站的建设对当地经济社会发展具有重要意义。据介绍，直接用于水库枢纽建设和库区建设的资金超过1700亿元，投入拉动相关行业投资，增加就业机会，促进地区经济发展，而且库区处于深山贫困地区，水电站建设的附加工程如公路、信号塔等，改善了周边地区的交通、通讯等基础设施条件，助推群众脱贫致富，为当地经济社会发展注入生机与活力。
（三）生态环境
由于金沙江上游地形地势条件，山高谷深，水流湍急，与长江中下游相比，航运业较为落后，修建白鹤滩水电站后，可利用水库的调节功能，使得大坝上游水道加深，流速加快，为发展地方航运创造条件，并可与下游各个梯级水库协联运作，充分发挥金沙江下游航运资源。白鹤滩水电站发挥发电效益时，与同等程度上满足电力系统用电需求的情况下相比，每年可节约煤这种不可再生的化石能源约1968万吨，每年可减少排放二氧化碳约5160万吨，减少烟尘年排放量约22万吨，环境效益显著。
二、主要技术创新
白鹤滩水电站建设过程中遇到了一些世界级难题，经过专家学者的研究论证，把这些难题一一解答，才使得白鹤滩水电站顺利建设。
（一）“百万机组”自主自由创新[1]
水轮机与发电机是水电站的核心设备，在白鹤滩水电站的各项特性指标中，"百万机组”备受人们关注。白鹤滩水电站将采用单机容量100万千瓦水轮发电机组，目前居世界第一。据了解，百万千瓦巨型水轮发电机组是世界水电行业的“珠穆朗玛峰”。白鹤滩机组是世界上首批百万千瓦水电机组，属于超巨型混流式水轮发电机，可谓世界水电的巅峰之作，其中单台白鹤滩百万机组有50多米高，8000多吨重，相于法国埃菲尔铁塔的重量，而转轮作为水电机组内的心脏，是整个机组中研发难度最大，制造难题最多的剂件，也是整个机组最核心的部件，整个转轮由15块叶片组成，每片重达11吨。东方电机白鹤滩副主任设计王钊宁说，研发团队仅在计算机上就开幼了20套转轮模型，目前首台白鹤滩百万机机组实现了整个过流部件与水力性能的最佳匹配，转化效率达到96%以上。
（二）地下洞室群
地下洞室群是白鹤滩水电站攻克的另一个技术难关，由于白鹤滩水电站处于深V型峡谷，两岸空间有限，因此需要开挖地下洞室，以安置引水发电系统设备。修建于深山峡谷地区的大型水电工程，其地下洞室往往规模巨大，基础埋深大，处于高地应力、高渗透水压等复杂地质条件与环境条件下。由此可见，地下洞室开挖的困难，在开挖地下洞室时，需要解决两大难题：一是高地应力引起的顶拱变形问题，它的特点是水平主应力高于垂直主应力;二是层间层内错动带的问题，针对上述问题和复杂的地质条件，专家们通过优化设计，调整开挖方案，通过对围岩支护的动态设计，成功解决了难题。
（三）玄武岩柱状节理[2]
白鹤滩坝区有一个独特的地质现象即玄武岩柱状节理，大坝基础为柱状节理玄武岩，很容易松弛，碎裂。白鹤滩是国内首个利用柱状节理玄武岩作为坝基的高拱坝工程，首次系统和深入地开展了柱状节理玄武岩工程特性研究，柱状节理玄武岩松弛特性和处理措施的研究贯穿工程设计全过程。经过国内专家多次论证，最终认为白鹤滩水电站虽然存在玄武岩柱状节理，但由于其岩石坚固，且咬合紧密，仍然适合修建一座289米高的高坝建筑。
（四）地震安全问题[3]
白鹤滩水电站工程大坝坝高289m。属300m级特高拱坝，坝址位于基本烈度为VIII度的高地震区，其抗震安全成为工程的关键技术问题之一，研究人员通过对白鹤滩坝址区地理位置所处构造带的调查分析，因地制宜，选定坝址场地相关设计地震动参数来保障白鹤滩水电站的安全性。在选定相关设计地震动参数的过程中，专家们从几个不同类型的设计标准（如地震安全性评价，一致概率反应谱等方法）中研究分析，最终确定了白鹤滩坝址区地震基本烈度按50年超越概率10%地震动参数，基本烈度为VIII度，被认为是符合现行地震部分有关规定和《水工抗震设计标准》要求的。
三、结语
通过了解白鹤滩水电站工程的综合效益与其建设中遇到的难题和在专家们坚持不懈的努力和技术攻关下，一一解决了这些问题，实现了技术自主创新，又为我国水利事业更进一步做出了重要贡献，增加了我对本专业的高度认同感和自豪感，身为当代大学生，我们更应该珍惜学习时间，多学本领，为日后服务人民奉献社会做准备。
参考文献：
[1]350吨世界水电巨无霸诞生.[N].科技日报.2019-01-15
[2] 戴会超.周创兵.邬爱清等.特大型水利水电工程若干问题讨论[D].武汉：武汉大学，2008
[2] 韦凤年.白鹤滩工程地震动设计参数选择符合相关标准.[J].中国水利.2019.[18]
作者简介：
邢文婧，女，汉族，河南省平顶山市，本科生，现就读于郑州大学水利科学与工程学院，研究方向为水利水电工程。