肖白云
金沙江系長江的上游河段,其主源沱沱河發(fā)源于青藏高原唐古拉山脈,流經(jīng)青、藏、川、滇四?。▍^(qū)),至四川宜賓接納岷江后稱長江。金沙江水量充沛且穩(wěn)定,落差大而集中,河流全長3364km,天然落差5100m,河口多年平均流量4920m3/s,年徑流量1550億m3,約為黃河年徑流量的3倍。水能資源的蘊(yùn)藏量達(dá)1.124億kW,約占全國水能資源蘊(yùn)藏量的16.7%,列我國十二大水電能源基地之首,是規(guī)劃的“西電東送”的重要電源基地。開發(fā)金沙江水能資源,符合我國西部大開發(fā)和能源可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。
金沙江下游(雅礱江河口至宜賓)水能資源富集程度最高,河段長782km,天然落差達(dá)729m。根據(jù)國務(wù)院1990年批準(zhǔn)的《長江流域綜合利用規(guī)劃簡要報告(1990年修訂)》(國發(fā)[1990]56號),下游河段分4級開發(fā),從上游至下游依次為烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩4座梯級水電站。從資源開發(fā)前景分析,由于干流有虎跳峽“龍頭”水庫,又有溪洛渡、白鶴灘兩大水庫,加上主要支流雅礱江上游兩河口、錦屏一級、二灘等大水庫,金沙江下游各梯級調(diào)節(jié)性能好,電能質(zhì)量高。
溪洛渡水電站系金沙江下游第三座梯級電站,也是金沙江開發(fā)的一期工程之一,位于四川省雷波縣和云南省永善縣相接壤的金沙江溪洛渡峽谷河段,壩址距離宜賓市(金沙江河口)河道里程184km,距離三峽、武漢、上海直線距離分別為770km、1065km、1780km。壩址控制金沙江流域面積45.44萬km2,占金沙江總流域面積的96%。
溪洛渡工程開發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主,兼顧防洪,此外,尚有攔沙和改善庫區(qū)及壩下河段通航條件等綜合利用效益。
溪洛渡水電站開發(fā)條件優(yōu)越,壩址工程地質(zhì)條件良好,具備建高壩和大型地下洞室的條件,電站的單位千瓦工程量和移民指標(biāo)低,綜合技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)越,是國內(nèi)大型水電站中難得的好電源點。
溪洛渡水庫正常蓄水位高程600m,大壩壅高水位約230m,形成一座長約200km,平均寬度690m的河道型大水庫。水庫總庫容126.7億m3,正常蓄水位600m以下庫容115.7億m3;水庫運行死水位540m,死庫容51.1億m3,調(diào)節(jié)庫容64.6億m3;水庫汛期防洪限制水位560m,防洪及發(fā)電共用庫容46.5億m3,水庫具有不完全年調(diào)節(jié)能力,電站總裝機(jī)容量12600MW(最大容量13860MW)。
溪洛渡水電站總裝機(jī)容量12600MW,其裝機(jī)規(guī)模僅次于三峽水電站,為我國第二、世界第三。圖為機(jī)組安裝中。 攝影/王連生
溪洛渡水電站具有優(yōu)越的地理位置、豐沛的徑流條件、巨大的水庫庫容,加之科學(xué)合理的水庫調(diào)度運行方式,完全能夠?qū)崿F(xiàn)工程的開發(fā)目標(biāo),帶來巨大的綜合利用效益和社會效益。
經(jīng)過溪洛渡水庫的補(bǔ)償調(diào)節(jié),下游的向家壩、三峽和葛洲壩水電站枯水期平均出力大為增加。攝影/王連生
溪洛渡水電站是實施國家“西電東送”戰(zhàn)略的骨干電站。電站總裝機(jī)容量12600MW(最大容量13860MW),初期保證出力3395MW,遠(yuǎn)期考慮上游梯級聯(lián)合調(diào)度保證出力達(dá)到6657MW,多年平均年發(fā)電量初期576.7億kW?h,遠(yuǎn)期為640.6億kW?h,年利用小時數(shù)4530~5080h。其裝機(jī)規(guī)模僅次于三峽水電站,為我國第二、世界第三大水電站。
溪洛渡水庫具有不完全年調(diào)節(jié)的能力,考慮發(fā)電、防洪等綜合利用要求,擬定的水庫運行方式為:6月~9月上旬按汛期限制水位560m運行,9月中旬開始水庫蓄水,9月底水庫蓄至正常蓄水位,12月~次年5月為供水期,5月底水庫消落至死水位540m。按照這種方式進(jìn)行水庫調(diào)度運行,確保了溪洛渡電站的發(fā)電和防洪效益,提高了電能質(zhì)量且長期保持了水庫的調(diào)節(jié)性能。
根據(jù)2002年10月國務(wù)院批準(zhǔn)的溪洛渡水電站工程項目建議書,同意溪洛渡水電站供電范圍主要為華東、華中地區(qū),并兼顧川渝、云南的供電需要。即在豐水期(6~10月)電力電量全部送華東、華中,不送電川渝、云南電網(wǎng)。在枯水期,留10%左右電能分送川渝、云南(各送5%)。東送電力電量按送華中40%~45%,華東55%~60%的比例分配。輸電系統(tǒng)規(guī)劃研究表明,溪洛渡水電站電力可替代火電裝機(jī)容量11440MW,電量基本上全部吸納。
華東地區(qū)是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)之一,在我國的國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。華東電網(wǎng)水電比重小,電源結(jié)構(gòu)不盡合理,電力供需矛盾日益突出,加之環(huán)保和電網(wǎng)安全穩(wěn)定的需要,華東電網(wǎng)電源規(guī)劃實施多元化戰(zhàn)略。電源的安排是優(yōu)先吸納三峽和西南水電,溪洛渡水電站是其中重要的電源點。華中地區(qū)在國家整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展的電力發(fā)展戰(zhàn)略格局中,處于聯(lián)系南北、承啟東西的樞紐地位。華中電網(wǎng)由于負(fù)荷快速增長,水電比重逐步下降,溪洛渡水電站送電華中,補(bǔ)充了華中電網(wǎng)水電電源,起到了改善電源結(jié)構(gòu)的作用。
溪洛渡水電站發(fā)電效益巨大,每年可替代燃煤2200萬t,減少CO2排放量約4000萬t,SO2約40萬t,為我國的節(jié)能減排作出重要貢獻(xiàn)。
長江水系汛期水量豐沛,各電站汛期電量比重均較大,特別需要調(diào)節(jié)水庫將汛期水量調(diào)配到枯水期發(fā)電。溪洛渡水庫具有64.6億m3的調(diào)節(jié)庫容,經(jīng)過水庫的補(bǔ)償調(diào)節(jié)可使下游向家壩水電站枯水期平均出力增加377MW,增加枯水期電量16.4億kW?h;可使三峽、葛洲壩兩水電站枯水期平均出力增加378MW(約增加6.1%),增加枯水期電量18.8以kW?h,相當(dāng)于一座百萬千瓦級電站的效益。同時可改善兩電站的發(fā)電質(zhì)量,更有利于三峽、葛洲壩水電站在系統(tǒng)中容量效益的發(fā)揮。
長江流域是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高的地區(qū),特別是長江中下游平原是我國工農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)的精華地區(qū)。長江流域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)區(qū),暴雨活動頻繁,洪災(zāi)在流域內(nèi)分布較廣,特別是主要由堤防保護(hù)的長江中下游平原地區(qū)最為嚴(yán)重,歷史上曾多次發(fā)生大洪災(zāi)。
三峽工程完建后,根本改變了荊江河段的防洪緊張局面,但長江中下游特別是城陵磯以下河段防洪問題依然存在,遭遇大洪水仍需動用分蓄洪區(qū)分蓄大量洪量。因此,必須采取綜合措施進(jìn)一步提高長江流域的抗洪能力,其中的重要措施之一就是結(jié)合興利,建設(shè)上中游干支流水庫,攔蓄洪水,以減免中下游地區(qū)的分洪量。
在《國務(wù)院批轉(zhuǎn)水利部關(guān)于加強(qiáng)長江近期防洪建設(shè)若干意見的通知》(國發(fā)[1999]12號)中提出“抓緊以三峽工程為重點的干支流水庫的建設(shè)”,“要抓緊澧水皂市、岷江紫坪鋪、金沙江溪洛渡干支流水庫的前期工作,落實投資來源,按基本建設(shè)程序報批,逐步安排建設(shè)?!?/p>
溪洛渡水庫地理位置優(yōu)越,控制了金沙江流域面積的96%,年徑流量約占三峽水庫入庫徑流量的1/3。溪洛渡水庫防洪庫容46.5億m3,控制洪水能力較強(qiáng),具有較大的防洪能力。它的防洪作用主要體現(xiàn)在兩個方面:
溪洛渡大壩可使宜賓市的防洪標(biāo)準(zhǔn)由20年一遇提高至50年一遇,并有利于長江中下游的防洪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步提高。圖為建設(shè)中的溪洛渡大壩。 攝影/王連生
溪洛渡水庫下游緊臨川江,具有控制洪水比重大,距防洪對象較近的特點。川江宜賓至重慶河段以及岷江、沱江、嘉陵江中下游地區(qū)是長江上游易受洪水災(zāi)害的重點區(qū)域。從溪洛渡壩址至三峽庫尾河段長499km,沿岸是我國人口較密集的地帶,沿江展布城鎮(zhèn)10余座,其中有直轄市重慶市以及地級重要城市宜賓、瀘州等,這些順江展布的城市目前的防洪標(biāo)準(zhǔn)普遍低于國家《防洪標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定,洪水災(zāi)害時有發(fā)生。以距溪洛渡下游184k m的宜賓市為例,該城市位于金沙江和岷江匯口處,飽受岷江、金沙江洪水威脅,洪災(zāi)頻繁,給人民的生產(chǎn)生活及國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來巨大損失。經(jīng)過多年的建設(shè),目前宜賓市防洪標(biāo)準(zhǔn)基本可以達(dá)到20年一遇,距《防洪標(biāo)準(zhǔn)》要求的50~100年一遇洪水的防洪標(biāo)準(zhǔn)尚有較大的差距。溪洛渡水庫利用巨大的防洪庫容攔蓄金沙江洪水,再采取洪水預(yù)報與岷江進(jìn)行補(bǔ)償湊泄調(diào)洪等措施,可使宜賓市的防洪標(biāo)準(zhǔn)由20年一遇提高至50年一遇。川江河段的其他城鎮(zhèn),距溪洛渡壩址較遠(yuǎn),洪水組成復(fù)雜,也由于溪洛渡水庫的調(diào)蓄,減輕了金沙江洪水的威脅,其防洪標(biāo)準(zhǔn)將有不同程度的提高。
金沙江洪水一般構(gòu)成長江中下游洪水的基流部分,約占三峽水庫入庫洪量的1/3。溪洛渡水庫汛期攔蓄金沙江洪水,直接減少了進(jìn)入三峽水庫的洪量,配合三峽水庫的洪水調(diào)度可使長江中下游的防洪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步提高。
長江水利委員會開展的《金沙江溪洛渡水電站防洪專題研究》成果表明:溪洛渡水庫與三峽水庫聯(lián)合調(diào)度,當(dāng)長江中下游遭遇100年一遇(洪水頻率p=1%)洪水時,溪洛渡水庫平均可減少分洪量27.4億m3,平均防洪效果系數(shù)(削減下游分洪量/預(yù)留防洪庫容)59%。故溪洛渡水庫對長江中下游具有減少分洪量、提高防洪能力的重要作用,是長江防洪體系的重要組成部分。
今后將根據(jù)長江及金沙江干支流梯級電站水庫及洪水特性,統(tǒng)籌發(fā)電、防洪等要求,統(tǒng)一規(guī)劃、合理確定梯級水庫的防洪調(diào)度方式,進(jìn)一步挖掘溪洛渡水庫的防洪能力。
溪洛渡水庫控制金沙江流域面積的96%。由于溪洛渡水庫的攔沙作用,50年內(nèi)三峽庫區(qū)段入庫含沙量將比天然狀態(tài)減少34%。圖為建設(shè)中的溪洛渡大壩。 攝影/王連生
金沙江系長江的上游河段,是我國水土流失較嚴(yán)重的地區(qū)之一。水土流失導(dǎo)致大量泥沙的輸移。據(jù)多年實測資料分析,金沙江河口多年平均懸移質(zhì)輸沙量2.47億t,含沙量1.72kg/m3。河流大量泥沙輸移,嚴(yán)重影響了長江的航運發(fā)展和水利工程的正常運行,惡化了生態(tài)環(huán)境。因此,要進(jìn)行長江的開發(fā)治理,必須控制泥沙的輸移。為此我國采取了兩方面的重大措施:首先在長江上游大規(guī)模構(gòu)筑綠色防護(hù)林帶,進(jìn)行生態(tài)保護(hù),減少水土流失;其次,實行河流梯級開發(fā),逐級控制河流泥沙輸移系,以逐步解決泥沙的影響問題。
金沙江洪水主要來自石鼓以下區(qū)間,金沙江產(chǎn)沙區(qū)主要在攀枝花至屏山區(qū)間,溪洛渡水庫控制金沙江流域面積的96%,長江宜昌以上流域面積的47.8%,控制三峽入庫輸沙量的47%,溪洛渡水庫庫容115.7億m3,發(fā)電及防洪共用庫容46.5億m3,死庫容51.1億m3,優(yōu)越的地理位置和庫容條件,決定了溪洛渡水庫在長江上游治理中的作用。
利用金沙江輸沙量高度集中在汛期的特性,合理調(diào)度水庫運行,設(shè)置汛期排沙限制水位,可以使大部分入庫泥沙淤積在死庫容內(nèi)。據(jù)試驗和計算分析研究,河流中的推移質(zhì)全部被攔截在庫內(nèi),水庫投入運行的前50年,懸移值泥沙出庫率小于35.8%,出庫泥沙的中值粒小于0.01mm,這部分細(xì)沙進(jìn)入三峽水庫也不起造床作用,將隨水流出庫;由于溪洛渡水庫的攔沙作用,50年內(nèi)三峽庫區(qū)段入庫含沙量將比天然狀態(tài)減少34%,相應(yīng)的中值粒徑細(xì)化40%,三峽入庫挾沙水流的這兩個基本要素改變,改善了泥沙對回水變動區(qū)的影響,減少了重慶市河段的泥沙淤積,可進(jìn)一步降低重慶港的回水高程,對促進(jìn)三峽工程效益的發(fā)揮和重慶港繁榮及可持續(xù)發(fā)展,有不可替代的作用。
溪洛渡電站樞紐位于金沙江不通航河段,水庫建成后,由于水庫調(diào)蓄的要求,每年水庫消落深度達(dá)60m,在庫尾回水變動區(qū)形成約35km長的天然河道,不具備實現(xiàn)全年全庫區(qū)的通航條件,但水庫內(nèi)局部通航是可能的。經(jīng)水庫調(diào)節(jié),在枯水期增加下泄流量約500m3/s,能改善下游川江航道的枯水期航運條件,并可使葛洲壩下游河段水位(因受葛洲壩清水沖刷造成的水位下降)接近或達(dá)到通航要求的水位。
溪洛渡水庫建成后,枯水期能改善下游川江航道,同時水庫內(nèi)局部河段通航亦有可能。 攝影/王連生
總之,溪洛渡水電站建成后,由于它的防洪、攔沙和發(fā)電補(bǔ)償效益,使三峽工程的綜合效益得到更充分持續(xù)的發(fā)揮。
攀西-六盤水地區(qū)是我國資源最富集的地區(qū),也是少數(shù)民族聚居區(qū)。該地區(qū)不僅有豐富的水能資源,而且有種類多、儲量大的礦產(chǎn)資源,此外,還有充足的光、熱和生物資源,被譽(yù)為“聚寶盆”。然而,這個地區(qū)經(jīng)濟(jì)仍然較為落后,與全國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平形成強(qiáng)烈的反差。該地區(qū)經(jīng)濟(jì)仍以傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)為主,豐富的水能、礦產(chǎn)及生物資源尚待開發(fā)。
溪洛渡水庫處于該地區(qū)核心地區(qū),分別隸屬于四川省涼山彝族自治州和云南省昭通市,隨著溪洛渡水電站的建設(shè)和投產(chǎn)運行,水能資源得到開發(fā)利用。伴隨建設(shè)過程中庫區(qū)對外、對內(nèi)水陸交通條件改善,移民及工程開發(fā)建設(shè)資金的投入,對各縣的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、資源開發(fā)利用、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化等都起到積極的推動作用,為庫區(qū)各縣脫貧致富創(chuàng)造機(jī)遇,也為攀西-六盤水地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出重大貢獻(xiàn)。
綜上所述,溪洛渡水電站的效益,可從邊緣的少數(shù)民族地區(qū),沿長江延伸至東海之濱,橫跨東、中、西三大地區(qū),它的作用大、范圍廣,是我國繼三峽工程之后又一標(biāo)志性工程,對促進(jìn)西部資源優(yōu)勢和東部經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢互補(bǔ),溝通西南、華中、華東三大經(jīng)濟(jì)區(qū)共同發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。
溪洛渡水電站的建設(shè),促進(jìn)了庫區(qū)各縣基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),資源開發(fā)利用,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化,脫貧致富。 攝影/王連生