初秋時節,滔滔松花江水奔涌而下,在廣袤的松遼平原上鋪展開一幅長軸畫卷。流經吉林市時,江水被一座巍峨雄偉的大壩攔蓄成湖,奔騰的水流變為電流,為這片肥沃的黑土地送去了無限動能。這座大壩就屬于全面治理(重建)后的國網新源豐滿水電站。
重建后的豐滿水電站全景。
豐滿水電站始建于1937年,是我國第一座大型水電站,被譽為中國“水電之母”“水電搖籃”。受歷史條件限制,豐滿水電大壩從誕生就伴隨諸多先天缺陷和安全隱患,經過長達70年的運行,大壩老化破損,進入使用壽命末期,2007年被評定為“病壩”。國家電網有限公司組織各方專家充分論證,于2012年10月開工建設豐滿水電站全面治理(重建)工程,歷時近8年時間,于2020年9月全面建成世界水電史上首個“百米級壩高、百億級庫容、百萬級裝機”大型水電站重建工程,徹底消除了老壩安全隱患,讓水電老廠重獲新生。
重建后的豐滿水電站在保障電力安全供應、沿岸防汛抗洪等方面發揮了重要作用,成為松花江防洪體系的“中流砥柱”和安全基石,積極服務東北全面振興。
為世界大型水電站病壩治理
提供“中國方案”
豐滿大壩的安全,關系到整個松花江水系的安全。黨和國家的領導人高度關心關注豐滿水電站的運行。
公司秉承“徹底解決、不留后患、技術可行、經濟合理”的16字方針,大力推進自主創新,開創了超近距離“一址雙壩”建設的世界先河,打造了一座世界一流的高質量大壩和技術先進的水電站。豐滿水電站全面治理(重建)工程榮獲國家優質工程金獎,為世界大型水電站病壩治理提供了“中國方案”。
重建過程中,建設者們首次在高寒地區大壩工程建設領域提出智慧管控理念,全面運用“大云物移”現代技術,開發三維可視一體化平臺,形成工程建設全要素、全過程智能化管理體系;攻克寒冷地區碾壓混凝土重力壩建設世界性難題,研發包含智能碾壓、智能溫控、智能驗評、試驗智能管控、灌漿監控、移動安監等功能的碾壓混凝土壩全過程施工智慧建造技術,創新提出嚴寒與大溫差地區碾壓混凝土筑壩關鍵技術,解決混凝土溫控防裂難題(極端最低氣溫零下42攝氏度、最大溫差79.5攝氏度),開創了高寒地區碾壓混凝土重力壩“智慧建造”先河。
2019年9月,壩工領域權威專家、中國工程院院士馬洪琪在調研工程現場后說:“1000米長的大壩,國際上的壩基滲漏量標準是三位數,而豐滿大壩滲漏量卻是個位數,每秒還不到8升,遠低于世界現有的同類壩,達到了國際先進水平。”
豐滿重建工程從機組設備制造到安裝調試全部實現國產化,設備廠商、施工單位全心投入,在設計、制造和安裝的每一個環節都精益求精,以創新求突破。工程新安裝6臺單機容量20萬千瓦的水輪發電機,電站總裝機容量達到了148萬千瓦,發電和調峰調頻能力較原來提升了50%,新機組更是實現了全水頭、全負荷狀態下的穩定運行。機組16.4米的主軸在滿負荷工況下,各部分軸承絕對擺度均控制在0.05毫米以內,性能指標國際領先,從根本上保障了機組安全穩定運行,彰顯了“中國智造”的實力。
發揮防洪關鍵作用
成功應對特大洪水
松遼流域面積廣、支流多,防洪安全對東北地區至關重要。豐滿水電站坐落于松花江干流,80余年來,始終承擔著吉林省吉林市、松原市和黑龍江省哈爾濱市等地區的防洪任務。
重建后的豐滿水電站最大泄洪能力提升一倍,裝機容量提升近50%,防洪能力得到有效提升,從根本上保證了松花江沿岸安全。
今年3月,考慮到防洪風險預控需要,相關各方向水利部門備案,確定了豐滿、白山梯級水庫采取7月1日前豐滿水庫水位255米、白山水庫水位405米、梯級整體庫容92.34億立方米預控的調度策略。根據今年松花江流域可能出現較重汛情的預測,豐滿、白山電廠分別于5月11、19日加大出庫流量啟動大發電,最大能力預騰庫容,以便在大洪水到來時能從容應對。截至7月24日,兩座水庫在汛限水位以下主動預騰庫容27.34億立方米,為下游留足防洪安全余量。
7月下旬,受今年第3號臺風“格美”等影響,松花江吉林段遭遇超百年一遇洪水,豐滿水庫出現自1933年有資料記錄以來最大洪水。暴雨如注,一場強過一場。短短3天,豐滿水庫入庫流量增加到5倍以上。7月27日8時,豐滿水庫水位持續快速上漲,松花江吉林段2024年第1號洪水形成。降雨總量大、洪水漲勢迅猛、來水總量大,無不考驗著流域水庫的調控能力。
面對嚴峻形勢,豐滿、白山水庫精細實施防洪聯合調度,累計攔蓄洪水41.2億立方米,相當于289個西湖的水量。7月29日,最大入庫流量11300立方米每秒的特大洪水來襲。經豐滿水庫調蓄,洪峰削減至4000立方米每秒,削峰率達到了64%,使下游干流松花江至扶余江段河道水位降低了1.37~2.18米,最大限度保證了干流堤防的防洪安全。
系統科學調度水庫是流域防洪的關鍵。面對前所未有的特大洪水,重建后的豐滿水電站堅如磐石,保障了水庫的科學精準調度,充分發揮松花江流域防洪控制性工程作用,有力保障了上下游人民群眾生命財產安全。
綠色工程保供安瀾
助力高質量發展
豐滿重建工程建設踐行生態保護有關要求,新投運機組設計年均發電量17億千瓦時,每年可減少標準煤燃燒54萬噸,減排二氧化碳141萬噸。
為了更好地處理工程建設過程中產生的污廢水,建設者們修建了污水處理系統。該系統先物理分離廢水中的泥沙,再凈化殘留的懸浮顆粒物。處理過的水主要用于倉面保養沖洗、道路灑水和綠化灌溉,實現循環利用。至工程結束被拆除,該系統共處理廢水92.13萬立方米。工程施工中帷幕灌漿、砂石加工等產生的廢水全部實現零排放,保證了松花江下游水質不受影響。
工程建設者們從一開始就定下一個目標:重新打通1942年因老壩蓄水而中斷了80年的魚類洄游通道,修復松花江467千米長的魚類生態環境。工程采用“魚道集魚+升魚機運魚+仿生魚道過魚”綜合性過魚設施,配套建設目前亞洲嚴寒地區最大的魚類增殖站,對江段內魚類資源進行針對性補充,豐富水生食物鏈的物種構成,連續3年向松花江投放7種魚苗共約460萬尾,促進了松花江流域珍稀魚種的基因交流,維護了水生生物多樣性,對流域水生生態可持續發展具有重要意義。
“一址雙壩”是豐滿水電站的最大特點。建設者們研究了老壩拆除高程對水庫水溫結構及下泄水溫的影響,并委托中國水利水電科學研究院開展了大量的試驗、綜合比較分析,優化了施工方案,取消常規疊梁門分層取水方式,在世界上首次利用老壩拆除缺口分層取水。
經過規劃,老壩的拆除高程由237.5米提高到240.2米,拆除寬度由594米擴至684米。老壩拆除余留的巖坎形成了前置擋墻,漫過擋墻進入兩壩之間的是溫度較高的表層水。新舊兩壩之間形成了一個“溫水收集箱”,6臺機組就從這個“溫水收集箱”里取水,調節了下泄水溫,更利于魚類繁殖和農作物灌溉,保護了下游生態環境;在冬季大壩下游沿岸形成江水與大氣的溫差,讓我國四大自然奇觀之一“吉林霧凇”持續“綻放”。
豐滿大壩攔蓄而形成的松花湖是國家4A級風景名勝區,因適宜夏季避暑、冬季旅游滑雪觀景吸引眾多游客,促進了地方經濟社會發展。(記者 張婷 趙迪 通訊員 韓冰)
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