雅砻江两河口水电站

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雅砻江两河口水电站一角,2021年7月15日摄。新华社发

雅砻江两河口水电站,位于四川省甘孜州雅江县境内的雅砻江干流上,在雅江县城上游约25km,为雅砻江中下游梯级电站的控制性水库电站工程,对整个雅砻江梯级电站的开发影响巨大。电站的开发目的主要为发电,同时具有蓄水蓄能、分担长江中下游防洪任务、改善长江航道枯水期航运条件的功能和作用,其经济效益十分显著。电站坝址位于雅砻江干流庆大河河口以下约1.8km河段上,控制流域面积65599平方公里。

两河口水电站是中国藏区综合规模最大的水电站工程,是国家和四川省重点工程、西部大开发优化能源供给侧结构性调整的战略工程,核准投资总额664.57亿元,于2014年10月开工,计划于2023年全部竣工。

2021年9月29日,雅砻江两河口水电站首批两台单机50万千瓦机组投产发电。这标志着中国第三大水电基地中游段建设取得重要进展。

2022年3月18日,雅砻江两河口水电站最后一台机组完成72小时试运行,正式投入商业运行。至此,两河口水电站6台50万千瓦机组全部投产发电。

雅砻江两河口水电站输电线路,2021年8月17日摄。新华社发

概述

雅砻江两河口水电站是世界级高土石坝、中国海拔最高的百万千瓦级水电站、西南六大水电基地投产的第一个龙头水库电站、四川省内库容最大的水库电站。位于四川省甘孜藏族自治州雅江县境内,电站砾石土心墙堆石坝坝高295米,是建成发电的世界第二高土石坝。两河口水电站拥有世界水电工程综合规模最大的高边坡群、国内第一高泄洪水头及国内最大泄洪流速的复杂洞室泄洪设施,是雅砻江流域水电开发有限公司在雅砻江中游开发的龙头水库电站,是国家和四川省重点工程、西部大开发优化能源供给侧结构性调整的战略工程。两河口水电站核准投资总额664.57亿元,总装机300万千瓦,电站库容达108亿立方米,具备多年调节性能。电站于2014年10月开工,2015年11月截流并开始围堰填筑,2020年12月开始下闸蓄水,计划于2023年工程竣工。

雅砻江,发源于青藏高原巴颜喀拉山南麓,流经四川省甘孜州、凉山州攀枝花市,干流全长1571公里,天然落差3830米,在全国规划的十三大水电基地中排名第三。根据国家授权,由国家开发投资集团有限公司(国投集团)和四川省投资集团有限责任公司共同出资,国投集团控股的雅砻江流域水电开发有限公司全面负责雅砻江梯级水电站的建设和管理。经过综合分析和科学论证,雅砻江公司确立了“雅砻江流域水能资源开发四阶段战略”,在雅砻江干流规划开发22级水电站,装机容量约3000万千瓦。同时,为助力实现我国“碳达峰、碳中和”目标,雅砻江公司在水能资源开发的基础上,提出了流域新能源及抽水蓄能开发“四阶段”战略。根据国家规划,雅砻江流域水风光互补绿色清洁可再生能源示范基地,总规模超8000万千瓦,其中风电、光伏发电超4000万千瓦、抽水蓄能发电超1000万千瓦。建成后,将成为世界最大的绿色清洁可再生能源基地之一。该基地已列入国家“十四五”规划,是我国九大清洁能源基地之一。

作为世界级高土石坝,两河口水电站大坝坝体总填筑量4300万立方米,相当于6个鸟巢体育场的体积。换算成1立方米的正立方体,可绕地球一圈还多。拥有高坝大库的两河口水电站投产后,将使雅砻江流域整体开发价值得到极大提升。通过两河口等水库的优化调度和水电机组的快速调节,可以将随机波动的风电、光伏发电调整为平滑、稳定的优质电源。通过流域内已有水电外送通道打捆送出,有效破解风能、太阳能开发和消纳难题,进一步带动和促进雅砻江流域水风光清洁能源协同开发,助力打造雅砻江流域水风光互补绿色清洁可再生能源示范基地。电站全部建成后,平均每年发电量加上对下游梯级电站补偿效益增加的年发电量,相当于减少原煤消耗1330万吨,减少二氧化碳排放2130万吨,减少二氧化硫排放20万吨,相当于少建4座年产400万吨的大型煤矿。

雅砻江梯级电站全部建成后,算上两河口水电站梯级补偿效益增加的电量,雅砻江流域年发电量将达到1500亿千瓦时,再加上风电、光电的打捆送出,雅砻江流域水风光互补绿色清洁可再生能源示范基地每年可贡献清洁电能超2200亿千瓦时。源源不断的清洁能源输往川渝、华东、华中等长江经济带覆盖地区,为沿长江省市产业基础高级化、产业链现代化提供能源保障,对推进长江经济带和成渝双城经济圈建设具有重要意义,为国投集团助力国家构建绿色低碳安全高效的能源体系,助推实现“碳达峰、碳中和”目标做出重要贡献。

两河口水电站水库总库容达108亿立方米,调节库容为65.6亿立方米,是四川省内最大的多年调节水库。两河口水电站投产后,与雅砻江干流已建成的锦屏一级和二滩水电站形成三大联合调节水库,总调节库容达148.4亿立方米,带来极强的径流调节能力,可实现雅砻江梯级电站多年调节,使雅砻江成为全国唯一一条由一个业主管理、在真正意义上实现多年调节的大型河流。水库带来的多年调节和补偿效应,在不增加投入的条件下,可为雅砻江下游、金沙江下游和长江干流电站产生巨大补偿效益,增加平枯期年发电量约342亿千瓦时,是两河口水电站自身发电量的三倍。

四川电网水电比重大,现有水电站中径流式水电站多,水电丰、枯出力变幅大,易引起季节性缺电。两河口水电站供电四川电网,并参与川电外送,其具有的发电量大、补偿调节能力强的特点,对减少丰水期四川弃水、改善四川电网“丰余枯缺”的结构性矛盾具有不可替代的作用,对促进四川创建国家清洁能源示范省具有重要意义。

两河口水电站水库是国家规划的长江中下游防洪体系的骨干水库。两河口水电站投产后,雅砻江梯级电站防洪总库容达45亿立方米,在主汛期将充分发挥水库拦洪削峰的作用,分担长江防洪压力,助力长江中下游及川渝河段防洪度汛;在枯水期将增加下泄流量约360立方米/秒,可改善金沙江及长江部分航道的枯水期航运条件,提升长江航道航运的安全性和能力。

两河口水电站“超级水库”还能有效减少下游河道泥沙含量,显著改善库区局部小气候,将带来“高峡出平湖”的壮美景观,促进当地生态旅游业和生态农业发展。水库的湿地作用还能改善水库周边局地气候,促进植物生长,有利于长江上游水土资源保持和生态环境改善,对保护长江上游生态屏障发挥重要作用。

两河口水电站施工区平均海拔3000米,是我国水电开发向高海拔寒冷地区发展的标志性工程,在世界水电建设史上具有里程碑意义。电站建设过程中开创9项世界之最,多项关键工程特性指标位居国内外同类型项目前列。

中国工程院院士钟登华介绍,两河口水电站是国内第一座用“施工全过程智能化技术”修建的300米级超高土石坝工程,填补了高寒地区超高土石坝的建设空白,实现了大坝建设由数字化向智能化的跨越,开创并引领了水利水电工程建设智能化的新方向,具有重要的科学意义和工程价值。中国工程院院士钮新强认为,两河口水电站创新了国内外高海拔地区防渗土料冻融防控理论、技术标准和施工成套技术,开创了高原冻土区冬季土心墙大规模连续施工的先例。

雅砻江流域水电开发有限公司党委书记、董事长祁宁春介绍,随着雅砻江流域清洁能源基地纳入国家“十四五”规划,如何将这一规划蓝图变为现实,是雅砻江公司的使命。雅砻江公司将凭借“一个主体开发一条江”、多能互补优势显著、调节能力优越、基础条件坚实等优势,坚定实施绿色能源开发两个“四阶段”战略,加快项目开发,全力推进雅砻江流域水风光互补绿色清洁可再生能源示范基地建设,为我国“双碳”目标实现贡献雅砻江力量。雅砻江公司在推进大水电、新能源项目中,将“为民造福”“在高质量发展中促进共同富裕”作为最重要的价值追求,继续发挥好大工程对地方经济、社会发展的拉动作用,将民族地区的自然资源优势转化为可持续发展的经济优势,使民族地区既守得住绿水青山,又留得住金山银山,接续推进民族地区脱贫攻坚与乡村振兴有机衔接。

地理位置

两河口水电站位于四川省甘孜洲雅江县境内雅砻江干流与支流庆大河的汇河口下游,在雅江县城上游约25km,坝址处多年平均流量664立方米/秒,水库正常蓄水位为2865m,相应库容101.54亿立方米,调节库容65.60亿立方米,具有多年调节能力,电站装机容量为3000MW(6×500MW),多年平均发电量110.62亿kW.h。电站预可行性研究报告和可行性研究阶段坝型选择专题报告均推荐采用粘土心墙堆石坝,最大坝高295m,坝顶高程2875m,坝顶长度650m。雅砻江中游梯级开发规划雅砻江两河口水电站下一级电站为牙根水电站,牙根水电站正常蓄水位为2602m。两河口水电站心墙堆石坝最大坝高近300米,工程规模巨大,防渗土料设计需要量大,心墙承受水头高,对水头的要求也高。

坝址控制流域面积约6.56万平方公里,年径流量209亿立方米,具有筑高坝形成大水库的自然条件。两河口水电站的开发建设对整个雅砻江梯级电站的开发影响巨大,对金沙江下游的开发将产生积极的影响,对提高长江三峡、葛洲坝的发电质量、减轻长江中下游地区的防洪负担也有一定的作用。

工程特点

工程规模

两河口水电站采用土心墙堆石坝,最大坝高达295m,居世界同类坝型前列。

战略地位

两河口水电站是雅砻江中下游的“龙头”水库,是雅砻江干流中游规划建设的7座梯级电站中装机规模最大的水电站,也是我国藏区开工建设综合规模最大的水电站工程。电站建设将克服高海拔、高土石坝、高泄洪流速等诸多世界级技术难题与挑战,推动我国高土石坝建设跨入国际先进行列。水电站建成后,与雅砻江下游锦屏一级、二级水电站两座大水库联合运行,总调节库容量达149亿立方米。由于其调节库容大,加之地理位置特别,其对雅砻江、金沙江下游乃至长江的梯级电站都具显著的补偿作用,它的兴建对“西电东送”及电源优化配置、改善电网电源结构将起到积极作用,是西部水电开发、促进社会经济发展的战略性工程。

梯级补偿效益

两河口水电站的开发任务是以发电为主,并具有蓄水蓄能、分担长江中下游防洪任务、改善长江航道枯水期航运条件的功能和作用。雅砻江干流两河口至河口拟定11级开发,两河口以下10个梯级共利用落差约1615m;金沙江下游河段拟定有乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝4级开发,共利用落差695m;长江干流上的三峡、葛洲坝水电站,利用落差133m,两河口下游16个梯级电站共利用落差2443m,两河口水库每1m水蓄能达6.4kW·h。其中下游已建和近、中期拟开发的主要梯级电站有:雅砻江干流的锦屏一级、锦屏二级、官地、二滩、桐子林,金沙江干流的溪洛渡、向家坝,以及长江干流的三峡、葛洲坝共9个大型或巨型水电站,共利用落差1380m,两河口水库每1m水蓄能达3.9kW·h,水库对雅砻江乃至对金沙江、长江的调蓄作用都极为显著。

经济指标

按开发方式研究阶段成果,两河口水电站初估工程静态总投资179.70亿元,单位千瓦投资5990元/kW,单位电能投资1.54元/kW·h。电站年发电量在计入增加下游二滩和锦屏一级水电站的70%的发电量后为158.79亿kW·h,其单位电能投资为1.13元/kW·h;考虑远景增加下游雅砻江全梯级的70%的发电量后为230.82亿kW·h,其单位电能投资为0.78元/kW·h。与同类规模电站相比,经济指标优越。

开发条件

两河口水电站坝址位于雅砻江干流与支流鲜水河的汇口下游约2km河段,下距雅江县城约25km,国道318线从雅江县城经过,雅江县城至坝区有简易公路相通,雅江县城至成都公路里程530km,工程对外交通尚属方便。

工程的区域构造稳定性和库区、坝址区工程地质条件均较好,不存在制约性工程地质问题。

根据初步调查,水库淹没人口约5000人,每万kW装机容量淹没人口仅为17人,与国内其他大型水电工程比较,淹没指标很低。

两河口水电站工程规模巨大,尤其是初拟的土心墙堆石坝最大坝高达305m,位居世界前列,在筑坝技术和泄洪消能方面存在较大的技术难度。

气候:两河口水电站所在地年平均温度10.9℃,极端最高温度35.9℃,极端最低温度-15.9℃。

坝高295米——国内第一高土石坝

两河口水电站位于四川省甘孜藏族自治州雅江县境内,为雅砻江中游“龙头”梯级水库电站。据了解,在雅砻江干流中游规划建设的7座梯级电站中,两河口水电站装机规模最大。总装机容量300万千瓦,设计多年平均年发电量为110亿千瓦时,电站总投资达664亿元。

枢纽建筑物由砾石土心墙堆石坝、溢洪道、泄洪洞、放空洞、发电厂房、引水及尾水建筑物等组成。“两河口大坝采用当地材料建设,坝高295米,是目前中国已建或在建的第一高土石坝。”雅砻江流域水电开发有限公司相关负责人介绍说,“国家体育场‘鸟巢’体积约680万立方米,坝体总填筑量4160万立方米,相当于6个‘鸟巢’的体积。”

在枯水期可增加一个二滩水电站全年电量

两河口水库正常蓄水位2865米,总库容107.67亿立方米,调节库容65.6亿立方米,具有多年调节能力。两河口水电站建成后,与雅砻江下游锦屏一级、二滩水电站两座大水库联合运行,总调节库容达149亿立方米。三大电站“合力”,将使雅砻江干流成为全国唯一一条由一个业主管理、在真正意义上能够实现多年调节的河流。

两河口水电站建成后,将对下游电站产生巨大的补偿调节效益,极大改善川渝电网汛期电量富裕、枯水期电量不足的不合理电源结构,同时进一步改善长江上游的生态环境,增强长江下游的防洪能力。

两河口水库通过中、下游水电站水库的补偿调节,在不增加物质投入的条件下,在电力最紧缺的枯水期,可以增加一个二滩水电站全年的电量。电站建成将增加雅砻江中下游水电站枯水年平枯期平均出力445万千瓦,增加平枯期电量225亿千瓦时。此外,其补偿效益可以延伸到金沙江、长江干流电站。

2023年竣工将成“西电东送”电源点

电站建成正常发电后,年平均发电量相当于每年减少燃煤消耗535万吨,减少二氧化碳排放856万吨,减少二氧化硫排放8万吨,减少粉尘排放172吨,减少废渣排放42万吨。

两河口大坝综合规模和建设难度位居全世界土石坝工程前列。水坝建设将克服“高海拔、高边坡、高土石坝、高泄洪流速”等诸多世界级技术难题与挑战,助推我国高土石坝建设跨入国际先进行列。

在雅砻江下游,官地、锦屏一级、锦屏二级水电站已相继投产。根据规划,雅砻江干流将开发22级电站,规划可开发装机容量3000万千瓦,全部建成后,雅砻江不仅成为川渝电网调峰、调频最大的骨干电源点,而且成为国家实施“西电东送”战略可靠优质的电源点。

雅砻江两河口水电站投产发电仪式现场,2021年9月29日摄。新华社发

建设过程

2005年10月28日,工程开始筹建

2014年10月6日,正式开工建设

2015年11月29日,电站大江截流

2016年11月1日,大坝心墙开始填筑

2017年7月31日,高边坡群开挖完成

2018年5月8日,大坝填筑至100米

2018年12月12日,首台机组座环吊装完成

2020年5月13日,电站进水塔浇筑到顶

2020年9月6日,首台机转轮吊装完成

2020年9月27日,首台机组转子吊装完成

2020年12月3日,电站开始下闸蓄水

2021年9月,两河口水电站首台机组投产发电

图集

雅砻江两河口水电站,2022年3月17日。新华社记者 沈伯韩 摄
在雅砻江两河口水电站中控室,值班员利用智能监控系统监测水电站运行情况,2022年3月17日。新华社记者 沈伯韩 摄
雅砻江两河口水电站,2022年3月17日。新华社记者 沈伯韩 摄
雅砻江两河口水电站GIS楼开关站,2021年8月20日。新华社发