藤起西江守高峽
珠江,我國水量第二大河。其中遊,桂平城區西北的黔江弩灘有一段峽谷江面,長近百裡,兩岸崇山峻嶺,江水迅疾,山高峽險。這裡,是扼守西江中段黔江與郁江交彙的咽喉地帶,是溝通兩廣運輸幹道的咽喉所在,是珠江水系東西交通要道和華南重要交通水道。這裡就是珠江自古兵家必争之地——大藤峽。
1959年,大藤峽水利樞紐工程選址大藤峽出口處。2001年,水利部重新啟動項目前期工作。2014年11月15日,工程正式開工建設。這個從項目規劃一開始就列入珠江流域綜合利用規劃、防洪規劃、水資源綜合規劃、保澳門珠海供水安全專項規劃的國家重大水利工程,除了作為珠江流域最重要的防洪控制性樞紐工程外,時代的需要還賦予它更多的使命:珠江流域關鍵性水資源配置工程、廣西建設“西江億噸黃金水道”關鍵節點、打造珠江-西江經濟帶标志性工程。
在廣西東融戰略規劃裡,這裡更是打造西南、中南地區開放發展新的戰略支點,堪稱珠江上的“三峽工程”。
距粵港澳大灣區
最近的“三峽工程”
每年西江枯水季,上遊來水減少,水量動能壓不住倒灌的海水,便會出現鹹潮上溯。珠江三角洲地區經濟迅猛發展與水資源環境承載力的不協調更是加劇了這一現象。
珠海市民對2015年11月開始遭遇的罕見鹹潮襲擊印象深刻,各取水口被高濃度鹹潮覆蓋,西江入海口徑流量下降至最低水平,“自來水明顯嘗到鹹味”,“廚師做飯不加鹽”。而珠海還向澳門每天供水17萬噸,占澳門生活用水的99%,原水全部來自西江。情況堪稱危急。
讓人充滿希望的是,一個月前,大藤峽水利樞紐主體工程正式開工!這個肩負水資源配置使命的國家重大水利工程,将通過對珠江上中遊強大的調水能力,來破解珠江河口地區鹹潮上溯的難題,保證澳門、珠海的供水安全。
珠江水量統一調度可調用的水庫位于流域上遊,距離三角洲1020~1336公裡,流程需要7~10天,而且隻控制了西江流域面積的1/3、水資源量的1/4,西江中下遊近24萬平方公裡流域面積的水資源缺乏調控。
相比之下,大藤峽水利樞紐距離珠江三角洲頂點隻有3天近600公裡的流程,它控制了西江流域面積的56.4%、西江水資源量的56%。水庫有15億立方米調節庫容,可利用枯水期紅水河下遊、柳江的雨洪資源及時回蓄,庫容可重複利用,補水量達30億立方米,可在枯水季節确保下洩流量達到2500立方米每秒,抑制河口鹹潮上溯,保障澳門及珠江三角洲1500萬人的供水安全,有效改善西江下遊河湖生态環境。
此外,在西江下遊發生突發性水污染事件時,大藤峽水利樞紐可緊急向下遊輸水,緩解西江下遊及三角洲供水緊張局面。同時,還将解決桂中120.6萬畝耕地幹旱缺水問題,為79萬農村居民提供生活水源。
閘門輕輕一提,原來需要10天才能到達的緊急調水将在3天内直抵珠三角,可謂跑出了粵港澳大灣區的速度!
正是這樣的速度和眼光,使這個離粵港澳大灣區最近的“三峽工程”,成為粵港澳大灣區水資源配置的強大後盾。
跟廣受關注的供水相比,大藤峽工程的核心任務當屬防洪。大藤峽水利樞紐開發有限責任公司董事長廖志偉說:“大藤峽不是一個單純的水利樞紐工程,各方的需求,給它賦予了很多新的定位。這其中,防洪需求是最基本的,也是排在首位的。”
在工程規劃中有這樣一個數字:大藤峽水利樞紐控制洪水總量占梧州站洪量的65%。這個數字意味着什麼?
大藤峽樞紐總工辦主任嚴來光說:“意味着,在大藤峽與龍灘聯合運用的條件下,可有效調節西江洪水,将梧州站防洪标準由50年一遇提高至100年一遇,将珠江三角洲防洪标準由100年一遇提高至200年一遇。”就是說,梧州以下的珠江幹流洪水威脅将被化解。
珠江流域,曆來洪災多發,且洪水峰高量大、曆時長。西江洪水調控手段不健全,流域整體防洪能力僅為30年一遇~50年一遇。西江上遊的龍灘水電站雖有較大防洪庫容,但其控制面積僅占西江流域面積的1/3。流域中下遊無可調蓄洪水的大型湖泊,防禦措施單一,主要依靠堤防。
大藤峽水利樞紐建成後,可形成西北江中下遊堤庫結合的防洪工程體系。與上遊水庫聯合調度,使廣州市有效防禦西、北江1915年型洪水。将西江中下遊和西北江三角洲重點防洪保護對象的防洪标準由50年一遇提高到100年一遇~200年一遇。
汛期,能夠防禦洪水;枯水期,能夠通過加大洩量、壓制鹹潮,保障珠江三角洲地區供水安全。大藤峽,這個珠江流域關鍵控制性水利樞紐,堪稱珠江流域水安全保障體系的重要一環。
任何工程都有自己的個性,流量不一樣,自然屬性不一樣,功能就不一樣。作為國務院确定的172項節水供水重大水利工程的标志性工程,大藤峽水利樞紐集防洪、航運、發電、水資源配置、灌溉等綜合效益于一體,成為珠江流域關鍵控制性水利樞紐,其地理位置、功能作用、戰略地位,将越來越直觀地向世人展示其珠江“三峽工程”的深刻意義。
珠江-西江經濟帶的
标志性工程
西江上遊山深林密,蘊藏着豐富的建築原材料。西江下遊貿易發達,有着深入内地的強大需求。大藤峽就位于這個打通東西交互的關鍵節點。
珠江的水量僅次于長江,由此擁有了超強的河流承載能力。
而西江就是這條河流上的“黃金水道”。它西接雲貴、貫穿廣西、東連粵港澳,是我國内河水運規劃“兩橫一縱兩網”主骨架中的一橫。
如此重要的運輸地位目前卻隻擁有極低的運輸能力:紅水河、柳江、黔江和西江幹線浔江航段等4個航段,通航标準均不超過500噸級,受峽谷通航條件限制,年通過貨運量能力最大也隻有1500噸。
讓西江擁有與其運輸地位匹配的航運能力成為大藤峽水利樞紐的重要使命。
樞紐位于黔江,下距桂平郁江口10公裡,位于區域規劃中的西南水運出海中線和北線共用通道上,俨然成為雲貴高原和桂西北、桂北的水運出口門戶。樞紐建成後,結合航道整治和疏浚等措施,可以通過1000噸級以上船舶,遠景目标是樞紐上下遊河段航道達到Ⅰ級航道标準,可通行3000噸級貨船。航道的改善,運輸船舶大型化,單位運輸成本降低,将使運輸總成本大大減少。
2019年8月1日,國内水頭最高的單級船閘閘門——大藤峽工程船閘下閘首人字門主體結構安裝完成,比原計劃工期提前2個月。人字門單扇門高47.5米,寬20.2米,面積相當于兩個半籃球場。
這個規模意味着,黔江通航噸級将由當前的300噸級提高至3000噸級,單次過閘僅需1個小時,2500噸級的船舶可開到柳州,3000噸級的船舶可直抵來賓。船閘單次通過載重量1.29萬噸,年均貨運量由當前的1300萬噸提高至5200萬噸,成為西江億噸黃金水道的要沖。
西江,是廣西通向粵港澳大灣區的重要通道。9月2日,廣西壯族自治區黨委書記鹿心社在國新辦發布會上表示,廣西要充分釋放“海”的潛力、激發“江”的活力、做足“邊”的文章,加快構建“南向、北聯、東融、西合”全方位開放發展新格局。其中,東融就是全面對接粵港澳大灣區發展,加快提升做實珠江-西江經濟帶。
“作為這一經濟帶上的标志性工程,大藤峽樞紐堪稱粵港澳大灣區重要的自然資源門戶。”大藤峽公司總經理楊啟祥說,“在東融戰略規劃裡,它是一個關鍵性的節點,可全面提升西江黃金水道港航能力,構建聯通西南中南、面向大灣區的水運大通道。通過東融來拉動整個西部地區的經濟發展。”
不僅僅是航運,大藤峽水利樞紐的建成已然成為緩解電力緊張局面、優化能源結構、發展低碳經濟、建設環境友好型社會的迫切需要。
大藤峽水利樞紐是紅水河10個水電梯級開發的最後一級,是國務院批複的《紅水河綜合利用規劃》中水電基地的重要組成部分,水電站裝機總量160萬千瓦,年發電量60.55億千瓦時,建成後可緩解廣西電力緊張局面,為地方經濟社會發展提供源源不斷的清潔能源。
目前工程左岸壩體的建設已接近尾聲,首台發電機組8号機已進入安裝階段,2020年3月即将發電。
縱觀國内重大水利工程,滿足所有功能需求的“全能型選手”,唯有大藤峽。它将在珠江流域防洪、水資源配置、提高西江航運等級、保障澳門及珠江三角洲供水安全、水生态治理等方面發揮不可替代的作用。
充滿智慧和溫情的
綠色生态工程
廣西豐富的水資源,給水利工程提供了先天良好的生态基礎。
現代水利工程建設要實現人與自然和諧共處,絕不僅僅是表面上和諧,而是要研究所在區域的生态條件和生态需求。大藤峽有這樣的先天條件,更有把理念變成現實的能力。
廖志偉談道:“國内很多工程建設年代較早,環保措施是不到位的,那麼在大藤峽規劃設計之初就對生态環保的功能提出了很多特殊要求,因此,又賦予大藤峽一個‘生态工程’的概念。”
在保障下洩生态流量、加強庫區水環境保護等大藤峽生态工程理念的衆多實踐中,右岸生态雙魚道的設計成為最大亮點。
魚道,就是供魚類洄遊的通道。由于人類活動破壞了魚類洄遊的通道而需要采取補救措施,一般會在水閘或壩上修建人工水槽來保護和順應魚類的習性。
魚道設計成敗的關鍵在于進口位置的選擇,但實際運用中,攔河修建閘壩後,很難将魚引入魚道。
大藤峽水利樞紐在規劃設計中因地制宜地提出了自己的解決方案,以保護珠江水域内珍稀魚類不受工程建設影響。此舉一出,旋即引起國内外專家極大興趣。
工程在黔江主壩與南木江副壩分别設計魚道。主壩魚道布置在大壩下遊右岸,在過壩時分設兩個出口,分别為“非汛期魚道”與“汛期魚道”,非汛期魚道在壩後下遊伸展迂回,在壩下與汛期魚道彙合,彙合後由汛期魚道直通魚道進口。魚道每20塊隔闆設一個12米長的休息池,内部用漿砌石增加魚道糙率,以達到仿生态效果。
根據大藤峽環評報告書,南木江的生态定位是大藤峽樞紐建成後的水力、生态聯通通道和魚類栖息地。因此專家們在環評報告書裡提出,在南木江建設仿自然過魚通道。據大藤峽公司移民環境部副主任廉浩介紹,南木江副壩采用魚道及壩下仿生态過魚通道相結合的過魚方式。汛期與非汛期魚類先通過南木江仿自然過魚通道進入南木江副壩下遊,再通過過魚建築物進入上遊庫内。
同時,南木江過魚通道與大藤峽魚類增殖站、紅水河珍稀魚類保育中心聯合布局,打造成樞紐區水生态保護園。兩個魚道每條長度約3公裡,目前已經開工建設。
跟美國聖勞倫斯水電站的魚道設計不同的是,大藤峽魚道在組織前期項目論證、可行性研究及初步設計階段就納入主體工程一并考慮論證。
考慮得早,考慮得細,考慮得新,生态工程理念就是在這座龐大工程的細節末微之處,彰顯着這座新時代水利工程的新氣象。
嚴來光介紹,大藤峽工程的運用原則是,在汛期服從防洪調度,非汛期,發電調度服從水資源調度,水資源調度服從生态調度。也就是說,在今後的運行調度期間,除了汛期防洪放在第一位之外,其他時間全部都是以生态調度要求為主。
這在國内的水利樞紐中獨樹一幟。
通過施工導流、機組發電流量、洩水閘洩水等方式滿足施工期與運行期最小生态流量要求;依據大藤峽水資源調度規則,結合下遊水文測報,在壓鹹期下洩壓鹹流量,保證梧州站壓鹹流量的要求;魚類産卵期,參與紅水河聯合調度制造人造洪峰,保證下洩不小于3000立方米每秒的流量,達到刺激“四大家魚”産卵的最小流量;依托桂平市水文站,實現生态流量下洩在線監控……一系列生态調度,賦予大藤峽更多綠色功能。
楊啟祥感慨道:“改革開放40多年來,我們國家積累了一套自己獨特的設計理念和管理經驗,近幾年則更加注重工程建設的生态和環保的需求,這可能是水利工程建設當中最大的一個變化。”
不斷刷新水利工程建設
紀錄的标杆工程
國家172項重點水利工程中,首家提出一定要打造成标杆工程的,就是大藤峽。
工程開工伊始,大藤峽人就提出,不管是在技術創新上,還是在管理上,或是在工程設計的功能發揮上,大藤峽一定是走在最前列的。
國内水頭最高的單級船閘,堪稱天下第一門,3000噸級船舶一次通過;
國内最大的軸流轉槳式水輪發電機組,單機容量20萬千瓦;
獨特的雙魚道布置,滿足紅水河珍稀魚類洄遊繁殖的過壩需求;
1000多畝的主體工程征地隻用了短短3個月,涉及拆遷人口1100多人,當前已經擁有97%的庫區用地、100%的樞紐區用地,被稱作重大水利工程拆遷的典範之作;
…………
站在日新月異的建設工地,感受着現代化管理的超級速度,人們不禁要問:還有多少紀錄将會被刷新?
“大藤峽工程的首要功能是防洪,主壩設計為重力壩。”大藤峽公司工程部高級工程師趙光輝介紹,珠江是我國流量第二大河流,大藤峽船閘的通航能力為3000噸級,要攔截江水,需動用超越三峽大壩的“超級閘門”。
由武昌船舶重工集團有限公司承建的大藤峽水利樞紐工程下閘首人字閘門成功安裝,吸引了國内外媒體的視線。這款“超級閘門”門體高47.5米,寬20.2米,比三峽船閘閘門高出9米。
與閘門相配套,大藤峽船閘下閘首人字閘門底樞蘑菇頭亦是龐然大物。趙光輝表示,船閘人字閘門底樞蘑菇頭選用高碳高鉻不鏽鋼材質鑄鍛,在國内與國際均屬首次,設備制造難度極大,前期兩次鑄鍛均以失敗告終。
為解決技術難題,2018年11月,水利部水利水電規劃設計總院和大藤峽公司先後兩次召開專家咨詢會議。結合專家咨詢意見,為降低制造失敗風險,大藤峽公司按照設計圖紙條件,同時委托中信重工機械公司與武漢重工同時鑄鍛底樞蘑菇頭,互為備用,提高供貨保證率。
國内規模最大的單級船閘,涉及很多複雜的技術創新。嚴來光侃侃而談:“比如一次充洩水的要求是12分鐘内充水42萬立方米,相當于要在12分鐘内将100個籃球場灌滿10米深的水。這個技術在科技攻關上花了很多力氣。”
“再比如,我們的智能溫控系統可以實時監控倉位溫度,自動把冷卻水調到合适的溫度,并進行循環冷卻。當時專家提出一個月20萬立方米的混凝土澆築量,在當地夏季四五十攝氏度高溫環境下,很容易出現質量問題。但我們最終還是把這個難題一次性地解決了。”
從立項開始就吸引了各方面極為關注的大藤峽,承載了非常多的高要求,也面臨着非同尋常的嚴峻挑戰。
回憶起剛開工的情形,廖志偉曆曆在目。
時間和質量要求疊加,主體工程和配套輔助設施建設要同步,進場公路、營地以及拌和系統、供電系統等要和主體工程同步推進。
工期緊。公司剛剛從立項轉向建設,新班子成立時,公司隻有39個人,大部分不是專業幹部,主要跑立項,沒有施工管理經驗。
氣候與地質情況成為又一攔路虎。桂平的夏天高溫多雨,作業倉内基本都是五六十攝氏度,抓鋼筋要戴兩層手套,不然就會燙傷;雨季降雨頻繁,來不及躲,施工剛開始又遭遇2015年、2016年連續10場超标準洪水,對施工造成很大幹擾。岩溶發達的地質條件,讓工人們一挖下去,到處都是孔道滲漏,有的基本就在水中作業,有的一樁打下去就塌了。
但是,所有這些難題都被大藤峽人一一破解。
單元工程合格率100%,優良率92.7%,開工至今未發生質量事故;工程左岸船閘設施已具備安裝條件,洩水閘弧形閘門安裝工程、右岸施工準備工程全面啟動。累計完成投資201.9億元,今年11月30日将如期實現大江截流,2020年3月可實現左岸首台機組具備發電條件,船閘具備通航條件。2023年全線完工。
嚴來光表示,三峽工程建成以後,我國水利工程建設基本達到一個較高水準。如果沒有三峽工程帶來的技術成果和經驗,大藤峽的很多技術難題也解決不了,有些是根據三峽的設計經驗,重新進行計算和物理模型試驗,進行創新後,最終得以實現的。
時間、質量、技術、管理,這一個個難題的破解,靠的是政治的高度、科學的精神、擔當作為的能力、精益求精的追求。
随着大江截流倒計時的啟動,大藤峽人又把視線投向了更遠的前方:向着運行管理中的難題沖鋒。
如何跟上遊水庫聯合調度,來滿足大藤峽工程的多種功能需求?如何推進“智慧大藤峽”建設,建立工程環保和水保監控信息平台,實現環境質量、重點污染源、生态狀況監測全覆蓋,監測數據互聯共享?這些正在成為公司黨委積極謀劃的新的規劃藍圖。
改革開放40多年來,水利工程建設經曆了從尋求建設資金到用好建設資金的轉變,同時,工程建設體系更加科學,更加規範,更加注重滿足人民對美好生活的新期待。
廣西的發展是中國的一個縮影。站在新的曆史起點,與東盟國家山水相連、民風相近、文化相通的廣西,正在積極融入“一帶一路”建設,緻力構建面向東盟的國際通道,打造西南、中南地區開放發展新的戰略支點,形成21世紀海上絲綢之路與絲綢之路經濟帶有機銜接的重要門戶。而站在這個關鍵節點上的大藤峽水利樞紐,将投身這個偉大的發展洪流,成為華南全面開放發展的中流砥柱!(李平 陳萌 陶小軍)
來源 :中國水利報
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