王波，劉玉佩

(三峽集團(tuán)公司工程建設(shè)管理局，四川成都610041)

我國目前第三大水電站——向家壩電站首批機(jī)組已投產(chǎn)發(fā)電。向家壩電站投產(chǎn)發(fā)電對優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)我國對國際社會(huì)的節(jié)能減排承諾有什么樣的意義?中國工程院院士、中國三峽集團(tuán)總工程師張超然就向家壩電站的有關(guān)問題接受了記者采訪。

1 向家壩電站順利建設(shè)投產(chǎn)，對提升我國水電建設(shè)技術(shù)具有重要意義

記者:向家壩電站首批機(jī)組已經(jīng)投產(chǎn)發(fā)電，作為中國工程院院士和我國著名的水電專家，您如何評價(jià)向家壩電站在中國水電建設(shè)中的地位?

張超然:截至目前，我國水電總裝機(jī)容量約為2.4億千瓦。其中，中國三峽集團(tuán)負(fù)責(zé)運(yùn)行管理、且已投產(chǎn)發(fā)電的大型水電工程有葛洲壩水電站和世界第一大水電站——三峽電站，共裝機(jī)2523.5萬千瓦。集團(tuán)公司正在開發(fā)的金沙江下游白鶴灘、溪洛渡、烏東德、向家壩4座水電站建成后，其總裝機(jī)規(guī)模約為4400至4600萬千瓦，將在我國水電站中分別名列第二、三、四、五位，對我國水資源的綜合利用具有舉足輕重的作用。

向家壩電站是目前我國在建裝機(jī)規(guī)模第三大的水電站。今年11月，向家壩電站首批機(jī)組——7號(hào)和8號(hào)機(jī)組相繼投產(chǎn)發(fā)電，總裝機(jī)容量640萬千瓦的向家壩電站成為繼三峽工程之后，我國已投產(chǎn)發(fā)電的第二大水電站。

向家壩電站作為一個(gè)綜合利用水利樞紐，具有包括發(fā)電、防洪、航運(yùn)、灌溉、供水、生態(tài)等巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。向家壩電站在建設(shè)過程中，遇到了很多挑戰(zhàn)，突破了一系列技術(shù)難題，如:電站地理位置緊靠水富縣城和云天化工廠，為避免施工過程對周邊造成干擾和影響，采取了新型的底流泄洪消能技術(shù);因電站緊鄰長江上游珍稀特有魚類保護(hù)區(qū)，水生態(tài)保護(hù)對施工提出了更嚴(yán)格的要求;向家壩電站建設(shè)涉及移民人數(shù)近11萬人，當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境比較脆弱，移民搬遷安置工作十分艱巨;向家壩電站壩址所在的金沙江下游江段為通航河流，要妥善解決船舶過壩和協(xié)調(diào)施工期通航問題。

向家壩電站地質(zhì)條件復(fù)雜。雖然電站所處區(qū)域無發(fā)生強(qiáng)震的地質(zhì)背景，但壩區(qū)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件十分復(fù)雜，壩基巖體存在“擠壓和撓曲破碎帶”，軟弱夾層發(fā)育。

向家壩電站工程規(guī)模巨大，最大泄洪功率達(dá)3000萬千瓦。泄洪消能難度空前，列全球底流消能之冠。

另外，向家壩電站基礎(chǔ)處理難度很大，各種處理措施包括采用大型沉井群、復(fù)合灌漿、特殊地層防滲墻和高壓旋噴等施工技術(shù)，可謂集國內(nèi)外水電工程基礎(chǔ)處理之“大全”。向家壩電站基礎(chǔ)處理過程，匯集了全國大專院校、科研院所等眾多水電專家的集體智慧。

從多方面而言，向家壩電站工程建設(shè)綜合難度在我國水電開發(fā)中屈指可數(shù)。它的順利建設(shè)投產(chǎn)，對提升我國水電建設(shè)技術(shù)具有重要意義。

2 向家壩、三峽等電站建設(shè)，促進(jìn)全國大電網(wǎng)的形成

記者:您認(rèn)為，在當(dāng)前我國能源發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃中，水電和火電應(yīng)以什么樣的比例發(fā)展比較合適?向家壩電站投產(chǎn)發(fā)電，對優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)我國對國際社會(huì)的節(jié)能減排承諾有什么樣的意義?

張超然:在我國當(dāng)前電力裝機(jī)容量中，火電裝機(jī)大概占75%左右，其發(fā)電量約占82%，水電裝機(jī)約22%，其發(fā)電量約占14%。我國水電資源經(jīng)濟(jì)可開發(fā)量約為4.3億千瓦，技術(shù)可開發(fā)量約為5.4億千瓦，絕大部分集中在四川、云南和西藏等西部地區(qū)。2011年底，全國水電裝機(jī)容量為2.3億千瓦，其中常規(guī)水電2.1億千瓦，抽水蓄能機(jī)組1870萬千瓦。要實(shí)現(xiàn)2020年我國非化石能源消費(fèi)占一次能源消費(fèi)比重15%的目標(biāo)，其中一半以上要靠水電來完成，而其他非化石能源是難以替代的。因此，必須積極發(fā)展水電。

根據(jù)測算，2020年，我國水電裝機(jī)將達(dá)到3.4億千瓦以上，發(fā)電量達(dá)到14000億千瓦時(shí)。預(yù)計(jì)到2025年左右，除西藏水電以外，我國水電經(jīng)濟(jì)可開發(fā)資源基本開發(fā)完畢。到時(shí)，水電開發(fā)量可望達(dá)到4億千瓦，全國電力可能達(dá)到13億千瓦左右，水電占全國電力總裝機(jī)容量的比例仍然只有20%左右。當(dāng)然，核電、風(fēng)能、太陽能等非化石能源將會(huì)加快發(fā)展。但至少到2025年左右，我國能源結(jié)構(gòu)中，以火電為主的格局不會(huì)有大的改變。

正如前面所講，水電資源在我國分布是不均勻的。為了將西部水電送出去，必須發(fā)展特高電壓輸電技術(shù)。向家壩、溪洛渡水電站的建設(shè)，不僅帶來發(fā)電、防洪、航運(yùn)、灌溉、供水等巨大的綜合效益，同時(shí)將帶動(dòng)我國特高壓、大容量、長距離輸電技術(shù)的發(fā)展。目前，承擔(dān)向家壩電站西電東送任務(wù)的“宜賓－上海±800千伏特高壓直流輸電工程”已經(jīng)建成，溪洛渡電站至浙江、廣東的±800千伏特高壓直流輸電工程正在抓緊建設(shè)中，計(jì)劃2013年將投入運(yùn)行。三峽、向家壩、溪洛渡水電站的建設(shè)，促進(jìn)了東西、南北走向的全國大電網(wǎng)的形成。

3 在做好生態(tài)、移民工作和確保安全的前期下，積極、高質(zhì)量開發(fā)水電

記者:改革開放以來，我國水電開發(fā)得到快速發(fā)展。目前，水電裝機(jī)占全國電力比重為22%。今后，我國水電開發(fā)還有多大發(fā)展空間?您認(rèn)為以什么樣的發(fā)展速度比較科學(xué)合理?

張超然:過去10年，我國水電裝機(jī)容量由8270萬千瓦增至2.31億千瓦，進(jìn)入了高速發(fā)展期。應(yīng)該說我國水電開發(fā)總體上是健康的，但由于每個(gè)流域有多個(gè)開發(fā)主體，因而各流域建設(shè)缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，梯級(jí)電站運(yùn)行缺乏統(tǒng)一協(xié)調(diào)，尤其是長江中、上游流域梯級(jí)水電站的有序開發(fā)和聯(lián)合調(diào)度尚有欠缺。從這個(gè)角度看，應(yīng)加強(qiáng)以三峽工程為核心的長江中、上游梯級(jí)水電站的高效、安全、聯(lián)合調(diào)度體制、機(jī)制和相關(guān)技術(shù)的研究。另外，長江上游多處于地震多發(fā)區(qū)域，地質(zhì)條件復(fù)雜。正在建設(shè)的水電工程有不少是二、三百米級(jí)的高壩和大庫，必須高度重視高地震荷載下的大壩安全問題。

本著對國家、人民高度負(fù)責(zé)的開發(fā)理念，中國三峽集團(tuán)匯集了全國水電工程界的主力，參與向家壩電站管理和建設(shè)，以確保工程順利建設(shè)和安全運(yùn)行。我們要求，設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格按照國家規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，嚴(yán)格審查程序;施工單位必須有承擔(dān)大型水電工程的經(jīng)歷，尤其是參加三峽工程建設(shè)的經(jīng)歷，并有較完善的質(zhì)量保證體系;在現(xiàn)場建立了由業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理參建各方組成的完善質(zhì)量保證體系。中國三峽集團(tuán)成立了金沙江水電開發(fā)質(zhì)量檢查專家組，對金沙江下游水電工程進(jìn)行長期質(zhì)量跟蹤檢查;邀請水利部質(zhì)量監(jiān)督總站派出專職人員，在現(xiàn)場行使政府監(jiān)督功能，對工程質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督檢查。同時(shí)，我們對電站運(yùn)行安全高度重視，向家壩電廠從籌建開始，即全面參與工程建設(shè)和機(jī)組監(jiān)造、安裝、調(diào)試等各個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)“建管結(jié)合、無縫交接”，以確保電廠運(yùn)行安全?？梢哉f，中國三峽集團(tuán)把三峽工程對質(zhì)量的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)和要求全面帶到了金沙江水電工地，并進(jìn)一步完善。金沙江下游水電開發(fā)工程的質(zhì)量是有保障的，也是令人放心的。

特別值得一提的是，工程建設(shè)者在將設(shè)計(jì)圖紙變成大壩的過程中，通過不斷創(chuàng)新和科研攻關(guān)，成功突破了一個(gè)個(gè)重大技術(shù)難題。向家壩工程混凝土澆筑量高達(dá)1500萬立方米，且工期很短，高峰月要澆筑混凝土50萬立方米，混凝土澆筑強(qiáng)度與三峽工程澆筑強(qiáng)度相當(dāng)。為此我們建設(shè)了世界上單體規(guī)模最大的人工砂石骨料系統(tǒng)，其中混凝土骨料皮帶運(yùn)輸線長達(dá)31.1公里，小時(shí)最大輸送能力達(dá)3000噸。到目前，已輸送3200萬噸砂石料，均位于世界前列。向家壩電站巨型沉井群由10個(gè)尺寸為23米×17米的沉井組成，深度達(dá)60多米，其規(guī)模之大，工程地質(zhì)條件之復(fù)雜，開創(chuàng)了國內(nèi)水電建設(shè)先例。再如，向家壩右岸地下電站主廠房最大開挖跨度達(dá)33.4米、最大高度85.5米，是目前世界上跨度最大的電站廠房。建設(shè)者采用精細(xì)爆刻技術(shù)和優(yōu)化的開挖程序，開挖完成后頂拱圍巖變形一般不到1厘米，邊墻圍巖變形一般在2厘米左右，創(chuàng)國內(nèi)同類型廠房開挖圍巖變形最小的紀(jì)錄。右岸電站尾水洞采用2機(jī)1洞新型的變頂高尾水洞型式，為世界首創(chuàng)，其變頂高尾水隧洞體型巨大，為世界之最。向家壩垂直升船機(jī)提升高度114米，比三峽工程升船機(jī)還高1米，且地震動(dòng)加速度比三峽升船機(jī)大1倍，雖然承船廂重量僅為三峽升船機(jī)的53%，但其綜合施工難度與三峽升船機(jī)為同一量級(jí)，均為世界之最。

向家壩電站地質(zhì)條件、建設(shè)環(huán)境比三峽工程復(fù)雜，某種程度上說，向家壩電站的建設(shè)投產(chǎn)，使我國水電工程建設(shè)技術(shù)向前跨越了一個(gè)新臺(tái)階。

在我看來，我國水電開發(fā)不僅要速度，更要合理開發(fā)規(guī)劃，不僅要積極，更要有序，要在保護(hù)中開發(fā)。今后在我國水電開發(fā)過程中，除了工程技術(shù)以外，要特別關(guān)注環(huán)保和移民問題，要在保護(hù)好生態(tài)、做好移民安置和確保工程安全的前提下，積極、高質(zhì)量開發(fā)水電。