托举流域发展 领航世界水电——世界最大清洁能源走廊建成记
(资料图)
长江是中华民族的母亲河。伴随着人类文明的进步，长江不仅滋养着这片古老的土地，还用它蕴含的无尽能量，为中国的高质量发展提供源源不断的绿色动力。
从1971年葛洲坝电站开工兴建，到1994年三峡工程正式开工，再到2022年白鹤滩电站最后一台机组投产发电——长江干流上的葛洲坝、三峡、向家坝、溪洛渡、白鹤滩、乌东德共6座梯级水电站，统筹实现防洪、发电、航运、水资源利用和生态保护等综合效益，全面建成世界最大清洁能源走廊，为长江经济带高质量发展和绿色中国建设提供有力支撑。
从17万到100万：勇闯世界水电无人区
从葛洲坝到白鹤滩、从长江到金沙江，中国人建设世界最大清洁能源走廊用了半个世纪——这是一段奋起直追、攻坚克难的世界水电“珠峰”攀登之旅。
有着“万里长江第一坝”之称的葛洲坝水电站，共安装19台12.5万千瓦机组，2台17万千瓦机组，1台2万千瓦机组，设计总装机容量273.5万千瓦。其中17万千瓦机组到目前仍是世界上直径尺寸最大的水轮发电机组，当年为了研制它，在手摇计算机都没有的情况下，中国水电人硬是用原始的计算尺把它设计出来。
回忆当年中国水电面临的现实条件，三峡集团机电专业总工程师张成平十分感慨：“三峡工程建设之前，我们国家水电机组的设计制造水平就在30万千瓦，无论是品质还是质量都还有很大的提升空间。”
当时，世界上70万千瓦水电机组已经投入使用，我国水电机组技术落后国外先进水平30年。为了保证三峡工程建设需要，三峡集团联合哈尔滨电气、东方电气等国内企业开展科技攻关，从学习国际先进经验到自主创新，最终掌握了70万千瓦机组整体设计与制造的核心技术。
张成平表示，到三峡右岸电站建设以后，我国就已经可以自行研发设计和制造70万千瓦水电机组了，而且中国企业提供的机组方案，不管是能量指标、稳定性指标等等都达到了国际先进水平，中国具备了跟国外企业同台竞技的水平了。
通过三峡工程，中国水电装备制造实现了从“跟跑”到“并跑”的历史性跨越。但对于追求卓越的中国水电人来说，这还只是奋斗的一个新起点。
建设三峡，开发长江。继三峡工程建设之后，三峡集团继续挥师西进，拉开金沙江下游水电开发的序幕。2005年12月，溪洛渡水电站正式开工，水电机组单机容量77万千瓦。2006年，向家坝水电站开工，水电机组单机容量达到80万千瓦，一跃成为当时世界上最大的水轮发电机组。
同年，三峡集团组织相关单位启动百万千瓦机组研发工作，正式向单机容量100万千瓦水电机组这一世界水电“无人区”挺进，开启中国水电从“并跑”到“领跑”的新赛道，奋力成为世界水电的引领者。
此后的十余年里，三峡集团与设计、研发、生产制造、安装调试等多家单位一起，团结协作、攻坚克难，先后攻克了百万千瓦机组结构、水力设计、转轮零配重加工、24千伏电压等级水轮发电机定子绕组绝缘系统开发、800兆帕级高强蜗壳钢板研制、750兆帕级磁轭钢板等一系列核心技术。
对此，中国工程院院士张超然评价道：“在三峡、溪洛渡、向家坝水电站巨型水轮发电机组成功研制和应用的基础上，白鹤滩百万千瓦机组设计研制工作是一步一个脚印渐进前行实现的，最终实现了单机容量的巨大跨越以及百万千瓦机组完全国产化，推动了水电重大装备国产化达到新高度，实现了从‘中国制造’到‘中国创造’的转变，也开创了全球水电百万千瓦机组设计制造新纪元。”
从人工到智能：打造世界筑坝史上的奇迹
从葛洲坝到三峡，再到乌白溪向四座电站，我们建成了这条世界最大清洁能源走廊，这六座电站也都凭借优异的质量成为不同时期的标志性电站，是中国水电人在不同技术水平条件下创造的水电工程奇迹。
50年前，中国水电人在施工设备很差、工程器械不足的情况下，硬是喊着“小扁担，三尺三，千担万担不歇肩，为了建成大围堰，一担挑走两座山”的口号，人拉肩扛造好了葛洲坝这一“万里长江第一坝”。
30年前，三峡工程大坝混凝土浇筑首次采用了成套先进设备和混凝土快速施工新技术，世界最大塔带机的应用、快速施工工艺和管理体系的建立，迅速提高了三峡大坝混凝土浇筑的工作效率。其中2000年创造了混凝土浇筑强度年548万立方米、月55.35万立方米、日2.2万立方米的世界最高纪录，到2001年底，大坝混凝土年浇筑量连续三年打破了世界纪录。
从葛洲坝到三峡，中国水电混凝土浇筑技术得到了极大的提升，大坝质量优良获得业内肯定。但建设“无缝大坝”始终是中国水电人不断追求的梦想。
“水泥加水、骨料拌和浇筑后，形成各种混凝土结构，会发生一系列的化学反应并释放大量热量，导致内部温度过高，与环境温度产生较大温差，热胀冷缩后，混凝土会产生温度裂缝。”三峡集团白鹤滩工程建设部主任汪志林解释道，“这个原理看似简单，但攻克它必须要过温控理论、坝工设计、施工工艺、材料等等一道道难关。”
进入金沙江下游梯级水电开发建设时期，多项关键技术超出当时国际上的已有经验，综合技术难度居世界最高水平，人们开始诉诸智能建造等新科技来解决筑坝技术难题。
在大坝建设过程中埋设了大量的监测仪器，让大坝拥有了遍布全身的“神经”，用以实时感知环境信息，并通过智能化系统这个“大脑”来处理和反馈信息，这样一来大坝一旦出现“头疼脑热”，就能第一时间告知现场工作人员。
在溪洛渡水电站，建设者们打造了大坝智能化建设管理系统平台，开创了我国高拱坝智能化建设的先河。
在此基础之上，乌东德、白鹤滩水电站继续推进材料技术革新与智能温控技术迭代，运用BIM、物联网、大数据、可视化等技术，构建成大坝混凝土施工全过程监控的大坝智能建造信息管理平台，完成了世界上首次全坝采用低热混凝土浇筑。
据统计，白鹤滩水电站大坝使用低热水泥总方量达803万立方米，体积超过3座胡夫金字塔，大坝混凝土抗裂安全系数也从1.8提高到2.0以上。特别是建设者先后从坝体取芯长度达25.7米和34.86米，接连刷新世界记录，表明整座大坝混凝土骨料分布均匀、层间结合良好，是当之无愧的精品混凝土工程。
截至目前，乌东德、白鹤滩水电站坝体均未发现一道温度裂缝，“无坝不裂”的魔咒在世界最大清洁能源走廊建设过程中被彻底破除。
从六到一：流域梯级管理能力全面提升
六座巨型电站支撑起世界最大清洁能源走廊，从单一工程的建设管理运行提升到流域梯级电站的联合科学调度，不仅使发电效益最大发挥，也实现了防洪、航运、水资源综合利用等综合效益的最大化。
75000立方米/秒！2020年8月20日，三峡水库迎战建库以来最大洪峰。三峡水利枢纽提前预泄腾库，预留出8成防洪库容，做足战前准备工作。
这一次抗洪，长江“防洪军团”新兵上阵：乌东德按每日水位1.5米升幅拦蓄，溪洛渡-向家坝梯级水库联动拦洪，预计减少下游洪量约20亿立方米，大大减轻三峡枢纽防洪压力。
根据长江水利委员会分析，如果没有以三峡水库为核心的梯级水库群联合调度，在同样量级洪水的情况下，沙市洪峰水位将超过保证水位1.3米，莲花塘洪峰水位将超过保证水位0.8米，这意味着荆江分洪区必须启用，分洪区内60多万人口要转移，49.3万亩耕地以及10余万亩水产养殖场将被淹没。
梯级水库实现联合调度，得益于智慧中枢的“精打细算”。
位于湖北省宜昌市的三峡水利枢纽梯级调度通信中心调度大厅内，长江流域水雨情遥测图、长江干流电站的实时流量图等信息精准呈现在巨型电子大屏上。伴随着世界最大清洁能源走廊的建成，这套智慧调度系统的预测预报精度、调度调控准度持续提升，在助力长江防洪减灾、实现水资源综合利用等方面持续发挥作用。
2022年，随着白鹤滩水电站已具备正常度汛能力，六座梯级水库形成联合调度新格局，总防洪库容达376亿立方米，占长江流域纳入联合调度水库总防洪库容的53%以上——长江荆江段的防洪标准已经由约10年一遇提高到100年一遇，宜宾、泸州河段防洪标准也由20年一遇提高到50年一遇。
除了防洪，智慧调度系统在水资源利用、生态调度等方面也发挥了作用，堪称调节水量的“稳定器”。
遇洪拦水，遇旱泄水。清洁能源走廊内六座水库的水资源调节能力也十分强大，每一座水库都是我国重要的淡水资源储备库。
2022年，长江流域持续干旱，8月1日至15日，长江委统筹抗旱用水和高温保供电需求，调度流域控制性水库群有序向中下游地区补水约53亿立方米，其中三峡水库补水10.9亿立方米，一定程度上缓解了长江中下游干流水位偏低的情况。
同时，为最大限度发挥长江水库群生态功能，梯级水库连续12年开展生态调度试验。向家坝下游与葛洲坝下游河段鱼类产卵监测情况表明，生态调度对促进“四大家鱼”等产漂流性卵鱼类繁殖的作用显著。
世界最大清洁能源走廊建成，为长江流域发展提供了源源不竭的绿色动力，预示着世界级绿色发展走廊正在崛起，未来将书写更多的共和国绿色发展新故事。
