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大国重器 珠江“三峡”

作者:李平 陈萌 陶小军 来源:中国水利报 本网发布日期:9/14/2019 2:56:00 PM

大国重器 珠江“三峡”

藤起西江守高峡

珠江,我国水量第二大河。其中游,桂平城区西北的黔江弩滩有一段峡谷江面,长近百里,两岸崇山峻岭,江水迅疾,山高峡险。这里,是扼守西江中段黔江与郁江交汇的咽喉地带,是沟通两广运输干道的咽喉所在,是珠江水系东西交通要道和华南重要交通水道。这里就是珠江自古兵家必争之地——大藤峡。

1959年,大藤峡水利枢纽工程选址大藤峡出口处。2001年,水利部重新启动项目前期工作。2014年11月15日,工程正式开工建设。这个从项目规划一开始就列入珠江流域综合利用规划、防洪规划、水资源综合规划、保澳门珠海供水安全专项规划的国家重大水利工程,除了作为珠江流域最重要的防洪控制性枢纽工程外,时代的需要还赋予它更多的使命:珠江流域关键性水资源配置工程、广西建设“西江亿吨黄金水道”关键节点、打造珠江-西江经济带标志性工程。

在广西东融战略规划里,这里更是打造西南、中南地区开放发展新的战略支点,堪称珠江上的“三峡工程”。

距粤港澳大湾区

最近的“三峡工程”

每年西江枯水季,上游来水减少,水量动能压不住倒灌的海水,便会出现咸潮上溯。珠江三角洲地区经济迅猛发展与水资源环境承载力的不协调更是加剧了这一现象。

珠海市民对2015年11月开始遭遇的罕见咸潮袭击印象深刻,各取水口被高浓度咸潮覆盖,西江入海口径流量下降至最低水平,“自来水明显尝到咸味”,“厨师做饭不加盐”。而珠海还向澳门每天供水17万吨,占澳门生活用水的99%,原水全部来自西江。情况堪称危急。

让人充满希望的是,一个月前,大藤峡水利枢纽主体工程正式开工!这个肩负水资源配置使命的国家重大水利工程,将通过对珠江上中游强大的调水能力,来破解珠江河口地区咸潮上溯的难题,保证澳门、珠海的供水安全。

珠江水量统一调度可调用的水库位于流域上游,距离三角洲1020~1336公里,流程需要7~10天,而且只控制了西江流域面积的1/3、水资源量的1/4,西江中下游近24万平方公里流域面积的水资源缺乏调控。

相比之下,大藤峡水利枢纽距离珠江三角洲顶点只有3天近600公里的流程,它控制了西江流域面积的56.4%、西江水资源量的56%。水库有15亿立方米调节库容,可利用枯水期红水河下游、柳江的雨洪资源及时回蓄,库容可重复利用,补水量达30亿立方米,可在枯水季节确保下泄流量达到2500立方米每秒,抑制河口咸潮上溯,保障澳门及珠江三角洲1500万人的供水安全,有效改善西江下游河湖生态环境。

此外,在西江下游发生突发性水污染事件时,大藤峡水利枢纽可紧急向下游输水,缓解西江下游及三角洲供水紧张局面。同时,还将解决桂中120.6万亩耕地干旱缺水问题,为79万农村居民提供生活水源。

闸门轻轻一提,原来需要10天才能到达的紧急调水将在3天内直抵珠三角,可谓跑出了粤港澳大湾区的速度!

正是这样的速度和眼光,使这个离粤港澳大湾区最近的“三峡工程”,成为粤港澳大湾区水资源配置的强大后盾。

跟广受关注的供水相比,大藤峡工程的核心任务当属防洪。大藤峡水利枢纽开发有限责任公司董事长廖志伟说:“大藤峡不是一个单纯的水利枢纽工程,各方的需求,给它赋予了很多新的定位。这其中,防洪需求是最基本的,也是排在首位的。”

在工程规划中有这样一个数字:大藤峡水利枢纽控制洪水总量占梧州站洪量的65%。这个数字意味着什么?

大藤峡枢纽总工办主任严来光说:“意味着,在大藤峡与龙滩联合运用的条件下,可有效调节西江洪水,将梧州站防洪标准由50年一遇提高至100年一遇,将珠江三角洲防洪标准由100年一遇提高至200年一遇。”就是说,梧州以下的珠江干流洪水威胁将被化解。

珠江流域,历来洪灾多发,且洪水峰高量大、历时长。西江洪水调控手段不健全,流域整体防洪能力仅为30年一遇~50年一遇。西江上游的龙滩水电站虽有较大防洪库容,但其控制面积仅占西江流域面积的1/3。流域中下游无可调蓄洪水的大型湖泊,防御措施单一,主要依靠堤防。

大藤峡水利枢纽建成后,可形成西北江中下游堤库结合的防洪工程体系。与上游水库联合调度,使广州市有效防御西、北江1915年型洪水。将西江中下游和西北江三角洲重点防洪保护对象的防洪标准由50年一遇提高到100年一遇~200年一遇。

汛期,能够防御洪水;枯水期,能够通过加大泄量、压制咸潮,保障珠江三角洲地区供水安全。大藤峡,这个珠江流域关键控制性水利枢纽,堪称珠江流域水安全保障体系的重要一环。

任何工程都有自己的个性,流量不一样,自然属性不一样,功能就不一样。作为国务院确定的172项节水供水重大水利工程的标志性工程,大藤峡水利枢纽集防洪、航运、发电、水资源配置、灌溉等综合效益于一体,成为珠江流域关键控制性水利枢纽,其地理位置、功能作用、战略地位,将越来越直观地向世人展示其珠江“三峡工程”的深刻意义。

 珠江-西江经济带的

标志性工程

西江上游山深林密,蕴藏着丰富的建筑原材料。西江下游贸易发达,有着深入内地的强大需求。大藤峡就位于这个打通东西交互的关键节点。

珠江的水量仅次于长江,由此拥有了超强的河流承载能力。

而西江就是这条河流上的“黄金水道”。它西接云贵、贯穿广西、东连粤港澳,是我国内河水运规划“两横一纵两网”主骨架中的一横。

如此重要的运输地位目前却只拥有极低的运输能力:红水河、柳江、黔江和西江干线浔江航段等4个航段,通航标准均不超过500吨级,受峡谷通航条件限制,年通过货运量能力最大也只有1500吨。

让西江拥有与其运输地位匹配的航运能力成为大藤峡水利枢纽的重要使命。

枢纽位于黔江,下距桂平郁江口10公里,位于区域规划中的西南水运出海中线和北线共用通道上,俨然成为云贵高原和桂西北、桂北的水运出口门户。枢纽建成后,结合航道整治和疏浚等措施,可以通过1000吨级以上船舶,远景目标是枢纽上下游河段航道达到Ⅰ级航道标准,可通行3000吨级货船。航道的改善,运输船舶大型化,单位运输成本降低,将使运输总成本大大减少。

2019年8月1日,国内水头最高的单级船闸闸门——大藤峡工程船闸下闸首人字门主体结构安装完成,比原计划工期提前2个月。人字门单扇门高47.5米,宽20.2米,面积相当于两个半篮球场。

这个规模意味着,黔江通航吨级将由当前的300吨级提高至3000吨级,单次过闸仅需1个小时,2500吨级的船舶可开到柳州,3000吨级的船舶可直抵来宾。船闸单次通过载重量1.29万吨,年均货运量由当前的1300万吨提高至5200万吨,成为西江亿吨黄金水道的要冲。

西江,是广西通向粤港澳大湾区的重要通道。9月2日,广西壮族自治区党委书记鹿心社在国新办发布会上表示,广西要充分释放“海”的潜力、激发“江”的活力、做足“边”的文章,加快构建“南向、北联、东融、西合”全方位开放发展新格局。其中,东融就是全面对接粤港澳大湾区发展,加快提升做实珠江-西江经济带。

“作为这一经济带上的标志性工程,大藤峡枢纽堪称粤港澳大湾区重要的自然资源门户。”大藤峡公司总经理杨启祥说,“在东融战略规划里,它是一个关键性的节点,可全面提升西江黄金水道港航能力,构建联通西南中南、面向大湾区的水运大通道。通过东融来拉动整个西部地区的经济发展。”

不仅仅是航运,大藤峡水利枢纽的建成已然成为缓解电力紧张局面、优化能源结构、发展低碳经济、建设环境友好型社会的迫切需要。

大藤峡水利枢纽是红水河10个水电梯级开发的最后一级,是国务院批复的《红水河综合利用规划》中水电基地的重要组成部分,水电站装机总量160万千瓦,年发电量60.55亿千瓦时,建成后可缓解广西电力紧张局面,为地方经济社会发展提供源源不断的清洁能源。

目前工程左岸坝体的建设已接近尾声,首台发电机组8号机已进入安装阶段,2020年3月即将发电。

纵观国内重大水利工程,满足所有功能需求的“全能型选手”,唯有大藤峡。它将在珠江流域防洪、水资源配置、提高西江航运等级、保障澳门及珠江三角洲供水安全、水生态治理等方面发挥不可替代的作用。

充满智慧和温情的

绿色生态工程

广西丰富的水资源,给水利工程提供了先天良好的生态基础。

现代水利工程建设要实现人与自然和谐共处,绝不仅仅是表面上和谐,而是要研究所在区域的生态条件和生态需求。大藤峡有这样的先天条件,更有把理念变成现实的能力。

廖志伟谈道:“国内很多工程建设年代较早,环保措施是不到位的,那么在大藤峡规划设计之初就对生态环保的功能提出了很多特殊要求,因此,又赋予大藤峡一个‘生态工程’的概念。”

在保障下泄生态流量、加强库区水环境保护等大藤峡生态工程理念的众多实践中,右岸生态双鱼道的设计成为最大亮点。

鱼道,就是供鱼类洄游的通道。由于人类活动破坏了鱼类洄游的通道而需要采取补救措施,一般会在水闸或坝上修建人工水槽来保护和顺应鱼类的习性。

鱼道设计成败的关键在于进口位置的选择,但实际运用中,拦河修建闸坝后,很难将鱼引入鱼道。

大藤峡水利枢纽在规划设计中因地制宜地提出了自己的解决方案,以保护珠江水域内珍稀鱼类不受工程建设影响。此举一出,旋即引起国内外专家极大兴趣。

工程在黔江主坝与南木江副坝分别设计鱼道。主坝鱼道布置在大坝下游右岸,在过坝时分设两个出口,分别为“非汛期鱼道”与“汛期鱼道”,非汛期鱼道在坝后下游伸展迂回,在坝下与汛期鱼道汇合,汇合后由汛期鱼道直通鱼道进口。鱼道每20块隔板设一个12米长的休息池,内部用浆砌石增加鱼道糙率,以达到仿生态效果。

根据大藤峡环评报告书,南木江的生态定位是大藤峡枢纽建成后的水力、生态联通通道和鱼类栖息地。因此专家们在环评报告书里提出,在南木江建设仿自然过鱼通道。据大藤峡公司移民环境部副主任廉浩介绍,南木江副坝采用鱼道及坝下仿生态过鱼通道相结合的过鱼方式。汛期与非汛期鱼类先通过南木江仿自然过鱼通道进入南木江副坝下游,再通过过鱼建筑物进入上游库内。

同时,南木江过鱼通道与大藤峡鱼类增殖站、红水河珍稀鱼类保育中心联合布局,打造成枢纽区水生态保护园。两个鱼道每条长度约3公里,目前已经开工建设。

跟美国圣劳伦斯水电站的鱼道设计不同的是,大藤峡鱼道在组织前期项目论证、可行性研究及初步设计阶段就纳入主体工程一并考虑论证。

考虑得早,考虑得细,考虑得新,生态工程理念就是在这座庞大工程的细节末微之处,彰显着这座新时代水利工程的新气象。

严来光介绍,大藤峡工程的运用原则是,在汛期服从防洪调度,非汛期,发电调度服从水资源调度,水资源调度服从生态调度。也就是说,在今后的运行调度期间,除了汛期防洪放在第一位之外,其他时间全部都是以生态调度要求为主。

这在国内的水利枢纽中独树一帜。

通过施工导流、机组发电流量、泄水闸泄水等方式满足施工期与运行期最小生态流量要求;依据大藤峡水资源调度规则,结合下游水文测报,在压咸期下泄压咸流量,保证梧州站压咸流量的要求;鱼类产卵期,参与红水河联合调度制造人造洪峰,保证下泄不小于3000立方米每秒的流量,达到刺激“四大家鱼”产卵的最小流量;依托桂平市水文站,实现生态流量下泄在线监控……一系列生态调度,赋予大藤峡更多绿色功能。

杨启祥感慨道:“改革开放40多年来,我们国家积累了一套自己独特的设计理念和管理经验,近几年则更加注重工程建设的生态和环保的需求,这可能是水利工程建设当中最大的一个变化。”

不断刷新水利工程建设

纪录的标杆工程

国家172项重点水利工程中,首家提出一定要打造成标杆工程的,就是大藤峡。

工程开工伊始,大藤峡人就提出,不管是在技术创新上,还是在管理上,或是在工程设计的功能发挥上,大藤峡一定是走在最前列的。

国内水头最高的单级船闸,堪称天下第一门,3000吨级船舶一次通过;

国内最大的轴流转桨式水轮发电机组,单机容量20万千瓦;

独特的双鱼道布置,满足红水河珍稀鱼类洄游繁殖的过坝需求;

1000多亩的主体工程征地只用了短短3个月,涉及拆迁人口1100多人,当前已经拥有97%的库区用地、100%的枢纽区用地,被称作重大水利工程拆迁的典范之作;

…………

站在日新月异的建设工地,感受着现代化管理的超级速度,人们不禁要问:还有多少纪录将会被刷新?

“大藤峡工程的首要功能是防洪,主坝设计为重力坝。”大藤峡公司工程部高级工程师赵光辉介绍,珠江是我国流量第二大河流,大藤峡船闸的通航能力为3000吨级,要拦截江水,需动用超越三峡大坝的“超级闸门”。

由武昌船舶重工集团有限公司承建的大藤峡水利枢纽工程下闸首人字闸门成功安装,吸引了国内外媒体的视线。这款“超级闸门”门体高47.5米,宽20.2米,比三峡船闸闸门高出9米。

与闸门相配套,大藤峡船闸下闸首人字闸门底枢蘑菇头亦是庞然大物。赵光辉表示,船闸人字闸门底枢蘑菇头选用高碳高铬不锈钢材质铸锻,在国内与国际均属首次,设备制造难度极大,前期两次铸锻均以失败告终。

为解决技术难题,2018年11月,水利部水利水电规划设计总院和大藤峡公司先后两次召开专家咨询会议。结合专家咨询意见,为降低制造失败风险,大藤峡公司按照设计图纸条件,同时委托中信重工机械公司与武汉重工同时铸锻底枢蘑菇头,互为备用,提高供货保证率。

国内规模最大的单级船闸,涉及很多复杂的技术创新。严来光侃侃而谈:“比如一次充泄水的要求是12分钟内充水42万立方米,相当于要在12分钟内将100个篮球场灌满10米深的水。这个技术在科技攻关上花了很多力气。”

“再比如,我们的智能温控系统可以实时监控仓位温度,自动把冷却水调到合适的温度,并进行循环冷却。当时专家提出一个月20万立方米的混凝土浇筑量,在当地夏季四五十摄氏度高温环境下,很容易出现质量问题。但我们最终还是把这个难题一次性地解决了。”

从立项开始就吸引了各方面极为关注的大藤峡,承载了非常多的高要求,也面临着非同寻常的严峻挑战。

回忆起刚开工的情形,廖志伟历历在目。

时间和质量要求叠加,主体工程和配套辅助设施建设要同步,进场公路、营地以及拌和系统、供电系统等要和主体工程同步推进。

工期紧。公司刚刚从立项转向建设,新班子成立时,公司只有39个人,大部分不是专业干部,主要跑立项,没有施工管理经验。

气候与地质情况成为又一拦路虎。桂平的夏天高温多雨,作业仓内基本都是五六十摄氏度,抓钢筋要戴两层手套,不然就会烫伤;雨季降雨频繁,来不及躲,施工刚开始又遭遇2015年、2016年连续10场超标准洪水,对施工造成很大干扰。岩溶发达的地质条件,让工人们一挖下去,到处都是孔道渗漏,有的基本就在水中作业,有的一桩打下去就塌了。

但是,所有这些难题都被大藤峡人一一破解。

单元工程合格率100%,优良率92.7%,开工至今未发生质量事故;工程左岸船闸设施已具备安装条件,泄水闸弧形闸门安装工程、右岸施工准备工程全面启动。累计完成投资201.9亿元,今年11月30日将如期实现大江截流,2020年3月可实现左岸首台机组具备发电条件,船闸具备通航条件。2023年全线完工。

严来光表示,三峡工程建成以后,我国水利工程建设基本达到一个较高水准。如果没有三峡工程带来的技术成果和经验,大藤峡的很多技术难题也解决不了,有些是根据三峡的设计经验,重新进行计算和物理模型试验,进行创新后,最终得以实现的。

时间、质量、技术、管理,这一个个难题的破解,靠的是政治的高度、科学的精神、担当作为的能力、精益求精的追求。

随着大江截流倒计时的启动,大藤峡人又把视线投向了更远的前方:向着运行管理中的难题冲锋。

如何跟上游水库联合调度,来满足大藤峡工程的多种功能需求?如何推进“智慧大藤峡”建设,建立工程环保和水保监控信息平台,实现环境质量、重点污染源、生态状况监测全覆盖,监测数据互联共享?这些正在成为公司党委积极谋划的新的规划蓝图。

改革开放40多年来,水利工程建设经历了从寻求建设资金到用好建设资金的转变,同时,工程建设体系更加科学,更加规范,更加注重满足人民对美好生活的新期待。

广西的发展是中国的一个缩影。站在新的历史起点,与东盟国家山水相连、民风相近、文化相通的广西,正在积极融入“一带一路”建设,致力构建面向东盟的国际通道,打造西南、中南地区开放发展新的战略支点,形成21世纪海上丝绸之路与丝绸之路经济带有机衔接的重要门户。而站在这个关键节点上的大藤峡水利枢纽,将投身这个伟大的发展洪流,成为华南全面开放发展的中流砥柱!(李平 陈萌 陶小军)



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