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【纪事】守护黄河安澜 刘家峡水电站纪事

2023-04-26 14:48

守护黄河安澜
——刘家峡水电站纪事

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刘家峡水库航拍图。

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刘家峡水电站洮河口排沙洞排沙场景。
新甘肃·甘肃日报记者 左玉丽 王占东
新中国第一座百万千瓦级水电站、第一台30万千瓦双水内冷水轮发电机组、第一条330千伏超高压输电线路、当时最大的水利电力枢纽工程、当时最高的混凝土重力坝、当时最大的地下厂房、当时最大的有载调压变压器……
作为20世纪六七十年代中国水电事业的代表作和不朽丰碑，刘家峡水电站创造了新中国水电史上“七个第一”，在共和国水电事业发展史乃至世界水电史上，都是一个传奇。
发电、防洪、防凌、灌溉、养殖、航运、旅游、供水……
投运50多年来，刘家峡水电站发挥着越来越多的综合性功能，惠泽黄河沿岸的广袤大地，产生了巨大的经济、社会和生态效益。
顶峰、调频、调压，促进新能源消纳外送，助力“双碳”目标……
奋进新征程，刘家峡水电站心怀“国之大者”，扛牢政治责任，在推动黄河流域生态保护和高质量发展、加快构建以新能源为主体的新型电力系统中建功新时代、续写新辉煌。
一
《我国最大的水电站——刘家峡水电站胜利建成》——1975年2月5日，人民日报在头版头条位置刊登的这条新闻，震惊世界。
刘家峡水电站是新中国成立后，自己勘测设计、自己制造设备、自己施工安装、自己调试管理的当时亚洲第一、世界第三的大型水电站，结束了亚洲没有百万千瓦级水电站的历史。
时针拨回到1955年7月，第一届全国人民代表大会第二次会议通过《关于根治黄河水害和开发黄河水利的综合规划的决议》，黄河水电大开发的序幕自此拉开。
1958年9月，在西北高原的崇山峻岭之间，刘家峡水电站正式动工。建设者们从祖国的四面八方来到位于甘肃省永靖县的刘家峡，支起帐篷，盖起土房，渡急流、战恶浪、攀悬崖、登峭壁，在这沉寂千万年的峡谷里艰苦奋战。
彼时，国内生产资料奇缺，刘家峡左岸导流隧洞开工时，全工地仅有两把手风钻，其余则是钢钎、大锤、铁锨、独轮车和木筐。
建站初期的一天，王进先钻工小组正在开挖右岸导流洞，忽然停水了，钻杆被卡在山石里。于是，钻工们双膝跪地，扒开石渣，用嘴吸取地上的积水，一口一口地吐进风钻的进水眼里，吐一口、转几圈，吐一口、转几圈，终于打好了钻孔，保护了钻头，保证了施工进度。
在这样极端困难的条件下，建设者们创造性地提出“土法先上马，逐步机械化”，用万人大会战的形式开启了史无前例的黄河截流工程。经过一年多的艰苦奋战，于1960年1月1日实现了大河截流，迈出了刘家峡水电站建设的关键一步。
曾经参加过电站建设的老人胡金荣回忆说：“那时建设大坝的材料都是用肩挑手抬，参加建设的工人们一天只管简单的三餐，几乎都是义务劳动。大家以奉献为荣，不求回报，以能亲身参与到这一人间奇迹的创造中而倍感自豪……”
经过艰苦卓绝的努力，1968年10月15日，刘家峡水电站正式蓄水。1969年3月，首台机组发电。1974年底，5台机组全部投入运行。1975年，这项被外国专家视为不可能建成的工程胜利建成，成为中国人的“争气工程”。
据统计，它一天的发电量等于新中国成立前甘肃省三年发电量之和，它一年的发电量比新中国成立初期全国一年的发电量还多。
刘家峡水电站的建成，给祖国大西北的建设增添了一支强大的力量，尤其是为西北地区重工业的发展提供了重要的能源支撑。
1972年6月16日，中国首个330千伏输变电工程——“刘（家峡）天（水）关（中）”输电工程投运，被称为“西电东送”的开山之作，中国电网超高压、远距离、大容量传输电能的历史由此起步。

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刘家峡水库泄洪现场。本文图片均由国网甘肃刘家峡水电厂提供
二
刘家峡水电站被誉为新中国水电事业的摇篮，不仅因为它填补了我国水电发展史上的多项空白，也因为它为我国大型水电站的建设积累了经验、输送了人才。
“九曲黄河万里沙。”黄河是世界上含沙量最高的河流。泥沙，是黄河水电站面临的最大威胁。
一方面，如果“重电轻水不管沙”，随着时间推移，泥沙就会淤满坝前库区，对大坝和电站的安全稳定运行造成致命影响。
另一方面，泥沙还会导致水轮机过流部件发生磨蚀现象，使水轮机效率下降，检修频率加大，降低水电站发电效率。
刘家峡水电站大坝安全及水情泥沙监测中心专责李建平回忆：“20年前，每五年要对转轮叶片进行全面检修，修补一个转轮所用的焊条就要6吨左右。”
解决水电站排沙的世界级难题，历史性地摆在了刘家峡水电站面前。
1972年汛期的一天拂晓，水库表面一碧万顷。然而，毕业于清华大学水利系的蒲乃达却发现，泄水时大坝底孔冒出一股浑水。
为了找到问题原因，蒲乃达在水库底孔蹲守了几天几夜，然后作出一个大胆推测：这是水文上的“异重流”现象。
蒲乃达立即沿着河道，向洮河与黄河的交汇处察看。果然，“黄龙”似的洪波正向库区汹涌而来，混浊的激流趁着坡势和冲力斜潜下行，却不与库内清水相融合，形成“异重流”现象。
如能在“异重流”抵坝时开启底孔闸门，这条汹涌的黄色泥沙带不就直接排出水库吗？蒲乃达提出探索“异重流”排沙技术的建议，并得到上级的支持。
从1973年开始，刘家峡水电站拉开了洮河“异重流”水库排沙工作的序幕。
通过千辛万苦的摸索，“异重流排沙”技术上取得了成功。从1973年至1989年，刘家峡水电站进行“异重流”排沙60余次，排沙1亿多吨。“异重流”排沙，为水利工程调水调沙奠定了关键性的科技基础。
1978年，刘家峡水库洮河“异重流排沙”成果获甘肃省科技成果奖、全国科学大会奖。1980年，蒲乃达参加了联合国教科文组织召开的河流泥沙国际学术讨论会，获科技成果奖。
掌握“异重流排沙”核心技术后，1986年，刘家峡水电站紧紧抓住水沙关系调节这个“牛鼻子”，展开了更大规模、更深层次、更大效能的排沙治沙研究。经过近20年的反复论证和准备，2006年5月，刘家峡洮河口排沙洞工程开工建设。这又是一个创举：即在距坝前1.5公里的洮河口，自水面下穿70米，开凿排沙洞，建闸门，通过“穿黄排沙”方式直接将泥沙排出。这等于将洮河入库泥沙拦截在坝前上游1.5公里处。同时，为最大限度提高电站水能利用率，在排沙洞下游安装两台各15万千瓦的混流式水轮发电机组，“浑水排沙、清水发电”，实现“一洞两用”。
2018年8月，洮河口排沙洞及扩机工程全面建成投运，2台15万千瓦机组并网发电，相当于又建了两座中型水电站。洮河口排沙洞工程建成运行后，刘家峡水库异重流时段排沙比由原来的60%提高到现在的95.3%。
作为我国20世纪六七十年代水电人才、技术的高地，刘家峡水电站先后向四川二滩电厂、湖北隔河岩电厂、青海龙羊峡电厂等20多个单位培养、输送了近300名技术骨干和管理人才；为四川龚嘴、新疆天门关、贵州乌江渡等大江南北的11个水电厂培训生产技术工人上千名，他们在祖国需要的地方生根发芽、建功立业。

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刘家峡水电站机组转子起吊现场。
三
黄河是中华民族的母亲河，曾经也是一条桀骜难驯的忧患河。
黄河素来“善淤、善决、善徙”，历史上曾“三年两决口、百年一改道”。据统计，从先秦到新中国成立前的2500多年间，黄河下游共决溢1500多次，大的改道26次。
只有在中国共产党领导下的新中国，古老的黄河才逐步成为一条利民之河、安澜之河、幸福之河。
1981年9月，黄河上游连降暴雨，黄河遭遇两百年一遇特大洪水。兰州断面最大天然洪峰流量达到了5600立方米/秒，洪峰一度漫过黄河第一铁桥——中山桥。更让人揪心的是，当时上游正在建设的龙羊峡水电站挡水围堰库容已达15亿立方米以上，围堰一旦溃决，这15亿立方米的水量将直接进入刘家峡水库，甘肃兰州、黄河宁夏段和内蒙古段以及包兰铁路黄河沿线都可能面临严重的洪涝灾害。
危急时刻，刘家峡水电厂全厂干部职工，与人民子弟兵一道，奋战5昼夜，用9560立方米土石修筑了大坝子堰，大坝加高3米。刘家峡水电站同步通过调节，将洪水削峰至1400立方米/秒，使黄河中下游地区最大下泄流量出现时间推迟了5至6天，保证了中下游地区安全度汛。
“刘家峡水电站功德无量。”兰州市一位经历过那次洪峰的老人感慨地说。
2023年3月6日上午，刘家峡水电站中控室大屏上显示，全厂有功实发的数据在21.7兆瓦左右波动。
值班长程玺介绍：“现在只有1台机组发电，相当于1小时发2万千瓦时电。”
“其他机组为什么不发电呢？”
面对记者疑惑，程玺道出了缘由：3月上旬是黄河宁夏、内蒙古段化凌期。为发挥防凌作用，刘家峡水电站控制下泄流量，下泄流量小，只需要1台机组发电。
新中国成立前，因凌汛决堤而泛滥成灾的事几乎年年发生，每次决口，都给沿河人民的生命财产造成严重损失。
刘家峡水电站投运以来，在每年的冰凌期间（当年11月至次年3月底），都将出库水量控制在350立方米每秒以下，有效防止黄河宁夏、内蒙古段的冰凌壅塞之灾。
刘家峡防洪防凌的作用，实现了黄河治理从被动应对到主动调控并很好利用的重大突破。
守护黄河安澜，从主动走向从容。
四
初春时节，泛舟刘家峡库区，潮平岸阔，烟波浩渺。
乘风破浪的快艇穿过“泾渭分明”的洮河口、历史悠久的祁家渡，划出唯美的航迹；刘家峡水上训练基地、刘家峡国际滑翔伞营地成为体育健身的水上乐园；炳灵峡、临津渡、魏家坡等旅游景点星罗棋布、俊秀奇美；水天一线处，渔箱成阵，渔船穿行，美不胜收……
刘家峡水电站自投运以来，守护一库碧水，打造绿水青山，让库区及周边展现水美鱼肥风光好的美丽画卷，刘家峡成为世人向往的旅游目的地。
在大力推动黄河流域生态保护和高质量发展中，刘家峡水电站勇担“上游责任”，每年春灌期，刘家峡水电站为甘肃、宁夏、内蒙古等地农业生产补水8亿－12亿立方米，灌溉面积1600万亩，引黄灌区灌溉保证率达到85%，大幅提升了粮食产量。
从2020年开始，刘家峡水库作为兰州第二水源地，每年为兰州提供5.5亿—8.3亿立方米饮用水。刘家峡水电站因此每年减少发电量1.3亿至2亿千瓦时。
2021年，在“双碳”背景下，我国加快构建以新能源为主体的新型电力系统。根据《甘肃省“十四五”能源发展规划》，2025年甘肃新能源装机规模将突破8000万千瓦，占比超过60%。
然而，风、光资源具有随机性、波动性特征，不随电网需求而动。作为电力系统重点调峰电源，刘家峡水电站根据需要，在白天关停部分机组，把电量外送空间留给风、光电；夜晚则增开机组，弥补风、光电缺口，做到电站出力与新能源出力“彼消此长”“彼长此消”，全力配合电力系统调峰调频，促进电网平衡、新能源消纳。
从高峡出平湖到电能流八方，从束水起长卷到大河更安澜，从潮平两岸阔到大美入画来，刘家峡水电站的建设和成长，不仅是一座人类治黄史上的物质丰碑，也是一座中华儿女征服自然、抒写无穷智慧诗篇的文化丰碑。
从1969年3月首台机组发电起，截至2023年3月31日，刘家峡水电站累计发电量2641亿千瓦时，创造不变价工业总产值197.73亿元，相当于建厂投资的31倍。按每千瓦时发电消耗320克标准煤计算，相当于节约燃煤8451万吨，减少二氧化碳排放15344万吨。企业先后两次荣获全国“五一劳动奖状”，入选新中国成立60周年100项经典及精品工程、国家第二批工业遗产、新中国成立以来甘肃省60件成就地标。2021年，在建党百年之际，刘家峡水电站被中宣部命名为全国爱国主义教育示范基地，成为中央企业首批爱国主义教育基地。
鉴古而知今，临黄河而知中国。中国共产党领导人民实现黄河安澜的壮阔历史，让世界看到中华民族实现伟大复兴势不可挡的磅礴力量！

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