为高原“绿色”工程提供智力支撑
□本报通讯员 张濛 梁宁
前不久,由长江设计集团有限公司勘测设计的金沙江旭龙水电站项目获国家发展改革委核准批复,标志着工程全面进入主体建设阶段。
旭龙水电站是我国“十四五”期间高原藏区开工建设的第一个大型水电能源开发项目。从2004年启动前期工作到今年核准开工,经历18载春秋,这座高原大坝逐步从蓝图走向现实。长江设计人用大量科学详实的勘察资料和一次次的精心设计研究,为打造一座“绿色”水电站提供了强大智力支撑。
“电梯+过山车” 送鱼儿回家
在旭龙水电站设计之初,长江设计团队就将大坝的过鱼问题作为一项重点课题深入论证比选。
旭龙水电站位于云南省德钦县与四川省德荣县交界的金沙江干流上游河段,两岸地形陡峭。“最大坝高213米,最大高程超过2300米,过坝的长距离成为制约过鱼设施发挥效果的最大因素,从这个角度讲,升鱼机方案是不二之选。”长江设计集团枢纽院通航与过鱼设计部副主任王翔说。
如何确保鱼儿准确找到“回家”的路?“鱼儿会寻找适合它们的流场,并在这个区域内活动。”王翔说,“根据这一特点,我们在大坝下游的尾水口做了生态优化设计,尽可能保留原始河道地形,让电站尾水产生鱼儿们喜欢的流场,指引它们沿着熟悉的路洄游。”
经过无数次试验,旭龙水电站升鱼机总体方案终于出炉。全过程主要由尾水集鱼系统、装载系统、提升过坝系统、码头转运系统、运输放流系统和监控设施组成。其中,集鱼系统为两座尾水集鱼站,布置在右岸电站尾水出口两侧,利用发电尾水诱鱼;装载系统将收集到的鱼类运至位于坝上的转运码头,最后由放流船将鱼类运输至库区合适区段实施放流,从而完成整个过鱼流程,并全程配备自动监控系统。
“形象地说,就是用‘坐电梯+坐过山车’的方式,让鱼类安全顺畅地抵达库区‘新家’。”长江设计集团副总工程师李迎喜说,“相较于传统做法,这一设计可实现鱼类全过程自动化翻运过坝,最大程度上减少人为干扰,是解决‘大坝过鱼’问题的又一次创新。”
确定生态流量 确保下游不断流
旭龙水电站下游是滇中引水工程的水源地,也是长江上游特有鱼类的重要栖息河段,还拥有长江第一湾风景名胜区。确定旭龙水电站生态流量尤为重要。长江水资源保护科学研究所高级工程师樊皓说:“既要考虑已有工程生态流量的泄放要求,又需要结合新形势、新要求不断修正和完善。”
长江设计团队技术人员以满足鱼类繁殖的水力生境参数为前提,统筹上下游流量关系及各项诉求,科学、合理确定了旭龙水电站的生态流量及过程。
“如何保障后续施工阶段的下游生态流量,也是水电站设计施工中一个不可忽视的问题。”樊皓介绍,他与技术团队通过数据模型,精确模拟出了工程施工导截流、导流洞封堵转换、初期蓄水及正常运行4个时段的生态流量下泄过程。
“整个过程最大的难点,集中体现在导流洞封堵转换阶段,一旦衔接出现问题,会导致河段断流。我们根据导流洞下闸顺序,在导流高洞侧设置了旁通洞,这是确保下游不断流的关键所在。”樊皓说。
科学处置弃渣 变废为利
经过计算,旭龙水电站弃渣总量约1953万立方米。工程地处金沙江干热河谷,常出现高山焚风效应,土壤极易遭受水力、风力混合侵蚀,造成养分流失。科学处理如此大体量的工程弃渣,绝非易事。
“我们在坝址附近选了3处满足堆渣条件的弃渣场,最后仍剩下近1670万立方米的松散弃渣要处理。”长江设计集团环境公司水保室副主任张新说。
寻找更合适的工程弃渣场,成为旭龙水电站水土保持工作的关键一环。经过进一步详细勘察,技术人员发现距坝址下游约2公里处的茂顶河沟口段,场地大部分基岩裸露、岩质坚硬,具备容纳工程大体量余渣的地形地质条件。但茂顶河为泥石流沟道,对渣场的安全稳定存在威胁。
长江设计团队对泥石流特性及防治开展专题研究,采取一系列泥石流沟防治措施,最大程度减少了弃渣场的安全隐患。“实施茂顶河泥石流沟防治工程后,不仅可以容纳大体量的工程弃渣,还可以引用茂顶河水源,解决施工用水、灌溉用水等问题。”长江设计集团环境公司副经理马力说。
来源:中国水利报 2022年7月6日
作者:张濛 梁宁
责任编辑:邓婉颖
