从武夷山脉杉岭南麓出发，闽江从万山丛沓中奔涌而来。行至地理位置得天独厚的水口镇，积蓄千里的能量喷薄而发，造就了被誉为“闽江明珠”的华东区域最大水电工程——水口水电站。发电、防洪、通航、生态……水口水电站着力“做好水口文章”。
文｜郑 栩 翁梦欣
图｜林 翀 练惠顺
“国之重器”
夯实能源安全基础
能源生产和消费革命是建设生态文明的基础性工程。而电力的特性、资源禀赋和能源发展规律客观上决定了电力在能源发展中的重要地位。
福建地处东南沿海，煤、油、天然气等常规能源短缺，水、风等清洁能源相对丰富。闽江，福建省内最大的河流，这条常年径流量超过黄河的大河，理论装机蕴藏量641.8万千瓦，占福建省河流水力资源理论装机蕴藏量的60%。得天独厚的区位优势让闽江干支流上建起了星罗棋布的中小水电站，福建也因此被誉为“全国小水电摇篮”。
但上世纪八十年代，福建水电火电比例结构失调（水电占装机容量的68%，火电占32%），且水电机组大部分是没有调节库容的中小水电，水能利用率极低。没有百万级大容量水电机组，福建水电长期处于“只见星星不见月亮”的尴尬局面。
在闽江之上兴建大型水电站成为迫在眉睫、重中之重的头等大事，也成为八闽百姓的心之所急、心之所盼。
1985年3月，福建水口水电站工程建设公司成立。1987年3月，水口水电站工程开工。1993年8月首台机组发电，仅用6年5个月的时间，比国家考核工期提前11个月。1994年，2号、3号、4号机组相继投产；1995年，5号、6号机组投产；1996年年底，7台机组全部投产，比国家批准的工期缩短18个月。
直至1997年，水口水电站的发电量已超过当年福建全省社会总用电量的20%，一举改变了福建水电发展与沿海其他地区相比落后20年的面貌。同年，福建人均装机容量和人均发电量赶上了全国平均水平。
科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力。
上世纪八九十年代，国内升船机技术还处于研究阶段，尚无工程实践。国外升船机大都建在运河上，技术条件不符合国情。在没有工程实例可供借鉴，相关研究领域一片空白的情况下，这座国内最大、世界第二的升船机，完全由中国水电建设者们自主设计、制造、安装、调试及运行管理。水口升船机成功投运经验，也为三峡等后续工程的升船机建设提供了借鉴。
该项目作为“九五”国家重大技术装备研制项目，荣获国家科学技术进步奖二等奖，实现了福建省电力有限公司科技项目获得国家奖零的突破，也是福建省2007年度唯一获得国家科学技术进步奖的项目。
▲
水口水电站年度机组A修现场
不仅于此。选用世界上单机容量最大的卡普兰式轴流转桨水轮机，国际首例采用碾压混凝土中埋设冷却水管进行后期冷却技术，国内首次使用大型施工控制P3软件，开展大型垂直升船机塔楼结构研究等技术攻关，世界第二、亚洲第一湿运全平衡钢丝绳卷扬式垂直升船机，国内首例主围堰采用垂直“之”字形土工膜防渗心墙……这些在水口水电站建设过程中，创造应用的大量新设备、新工艺、新技术、新材料更是把我国水利水电工程技术水平推上了新的高度，取得了良好的社会效益和经济效益。
作为国家重点建设项目，水口水电站工程肩负着我国首批水电建设体制改革和施工管理改革试点的重任。它的规划、建设、发展历程，向世界彰显了改革开放的信心和决心。
▲
水口电站全貌
水口水电站工程是我国首次在主体工程施工和部分机电设备订购中采用国际招投标形式，由中外联营公司承包施工的大型水电工程。水口主体工程有31家中外投标商报送投标文件，最终由华联公司（闽江工程局、水电十二局、水电四局）和日本前田工业建设株式会社组成的华田联营工程公司中标。这次招投标，在国内，特别是水电业界引起较大的反响，许多施工企业不得不重新审视自己的内部机制和技术力量，开始有面对激烈竞争，迎接市场经济挑战的思想准备。与此同时，全国百万千瓦以上水电站建设的“五朵金花”，也先后实行招投标开工建设，中国的水电建设逐步确立招标承包制、建设监理制和合同管理制的新格局。
我国水电建设管理体制从过去的自营管理体制转变为以项目业主责任制和建设管理单位为核心的新型管理模式，推进我国水电建设体制逐步与国际接轨；同时，加速培育和发展了我国的水电建设监理市场，也加速了施工企业改革，为施工企业面向市场，转换经营机制，走上良性循环和自我发展的轨道树立了典范。
2000年5月20日，福建省人民政府、国家电力公司在北京就福建电力改革有关问题召开会议，有效推进了现代企业制度改革任务的落地实践。2000年8月30日，福建水口发电公司正式成立揭牌，成为全省首家完成公司制改革的水电企业。
水口水电站工程项目，是我国最早大规模利用外资和引进国际招投标的电力工程建设项目。因诸多与国际接轨的创新举措，水口水电站工程被称为改革开放的“试验田”，创下国内的多项“第一”：第一个部分利用世行贷款建设的大型水电站项目，第一家主体工程施工和部分机电设备订购采用国际招投标形式，第一个开发式移民模式成为发展中国家移民工作样板，第一次采用与国际接轨的现代化水电施工建设模式。
世界银行曾用三个“高度满意”评价水口工程：世界银行对该工程项目的实施“高度满意”；对借款人（中国政府）和世行方面的工作“高度满意”；对业主省电力局在与华东院、水口电建公司良好合作的成就“高度满意”。
福建水口集团公司
贯彻能源安全新战略的实践
能源绿色发展是生态文明建设的重要内容。建设美丽中国，推进中国式现代化，必须坚定不移加快能源绿色转型，推动经济社会发展建立在能源资源清洁高效和可持续利用基础之上。
▲
水口电站机组增容改造现场
2017年起，水口水电站以每年一台的进度，全面推进电站七台机组国产化增容改造工作。2024年3月22日21时45分至3月25日21点45分，七台机组改造中的最后一台——水口水电站1号机，正式并网带满负荷顺利通过72小时试运行，标志着水口水电站七台机组全面完成国产化改造，实现水轮机、推力轴承等发电重要部件从“外国造”到“大国重器掌握在自己手里”的历史性转变。
水口集团公司积极响应提质增效工作部署，完成“提高水东电站最小生态下泄流量达标率”“一种根据短期降水预报计算水电站入库洪水量的方法”等多项创新，实施“洪前发电预腾库、流域梯级联合调度、汛期水位动态控制”等调度措施，科学调控洪水，妥善处理防洪、发电、生态、通航之间矛盾，最大化利用洪水资源，实现节水增发电。从2002年开始，水口集团公司通过水口水库汛期水位动态控制调度，累计多拦蓄洪水水量76.8亿立方米，增发电量可满足约585万户三口之家一年的用电需求。
闽江是福建的母亲河，保障着福建40%经济总量的用水需求和三分之一人口的饮水安全。台风暴雨期间，受闽江上游支流洪峰汇集影响，易对沿岸居民的生命财产安全带来威胁。水口集团公司管理着闽江上最大的水电站和最重要的通航设施，始终以“人民电业为人民”为宗旨，坚决扛起造福为民责任担当。
▲
水口电站汛期泄洪缓解闽江上下游防汛压力
福建防汛看闽江，闽江防汛看水口。水口水电站建坝地——闽清县，洪涝灾害严重。
水口水电站水库建成后，通过在大坝上下游幅员千里范围内建立起102个水雨情遥测站点，建成由北斗卫星、超短波、GPRS混合组网的水情自动测报系统，实现水口流域实时水文数据自动采集、传输及预报，使洪峰预报精度、峰现时间、洪量预报更加精确。同时，依托福建电网大型水库短期径流预报调度系统，优化洪水调度策略，截至2023年底，成功调度了闽江208场次洪水，安全过坝率100%，守牢了闽江防洪“大门”，成为福建防洪体系的重要支柱，在闽江上下游防汛减灾中发挥了重要作用。
自古以来，闽江便是贸易繁忙的“黄金水道”。1996年建成的水口水电站三级船闸和2004年投运的水口升船机，使闽江航道的通航能力从50吨跃升至500吨，2021年投运的福建闽江水口水电站枢纽坝下水位治理与通航改善工程（简称“水口坝下工程”），使闽江干流主航道具备全天候通航条件，闽江航运实现历史新跨越。由上游水口水电站通航枢纽（水口船闸、升船机）和下游水口坝下工程船闸组成的闽江水口航运枢纽，为沿江经济带高质量发展再添“绿色”利器，闽江“黄金航道”充分释放“黄金效益”。借由这条水道，内陆城市的集装箱和散杂货将“通江达海”，闽江上游航运与下游的福州马尾港、江阴港将组成联运体系，三明、南平、宁德、福州等闽江沿岸区域也将逐步形成完整的内河运输体系，闽江“黄金水道”繁荣景象更胜从前。截至2023年底，闽江水口航运枢纽已安全通航36000多闸次，过船16万余艘，货运量超过1600万吨。
作为践行生态文明理念的重要力量，水口水库长期以来承担着“补淡压咸”的重任，压制闽江入海口倒灌进河道的咸潮，确保临近出海口的福州部分自来水厂可取用合格淡水。2019年至今，水口水库累计开展“补淡压咸”880天，极大地改善了福州淡水取水条件，有力保障了闽江下游福州等市县的生产生活正常用水。同时，水口集团公司积极推动建立科学的闽江流域生态补偿机制，实现地方政府、库区管理部门和发电企业等多方共保共建闽江生态环境。2023年闽江I-III类水质比例达100%，原水氯化物含量显著改善，为接续打造造福百姓的“安全、健康、生态、美丽、和谐”幸福闽江贡献力量。
既要建设世界一流的工程，更要管好世界一流的电站。无人机作业、机器人智能巡检、声纹识别、水电站巡检集控平台等技术的创新应用，为这个迈入“而立之年”的大型水电站注入了新的生机活力。
如今，水口水电站里，有588台工业电视摄像头俯瞰全景，图呈八方，着力“大局统揽”；有智能巡检机器人针对2612个点位精业笃行，采点不辍，关注“细节把控”。
水电站巡检集控平台将工业电视、巡检机器人天上地下、动静有别的两套系统整合在一起，接连不断汇集设备外观、表计图像、刀闸开合、红外温感等第一手关键原始数据，实现数据贯通，对“人员行为”“设备状态”“环境变量”进行智能分析，形成智能巡检和状态监测“合力”。
▲
智慧运检系统是打造“数字电站”的一张崭新名片
通过数字孪生技术应用提升水情预测能力，是新时代水口集团公司主动求变的一份创新答卷。依托三维建模技术、数字孪生平台，精准掌握水口电站流域雨水情及洪水流量，将物理世界中闽江流域所有的数据信息在数字世界进行同步，全过程数字化映射、智能化模拟，通过闽江上游超百个落地雨监测站点和智能监测终端，获取未来10天径流预测和24小时流量预报，为防汛工作提供精准数据支撑，大大提升应急响应速度。同时，基于数字孪生技术，利用水库调度模型，可以完成防洪调度方案的秒级生成。通过孪生体中多方案对比，形成最佳调度方案智能推荐，实现闽江防洪发电联合调度，为提升闽江水能利用、促进水利电力高质量融合发展提供强有力支撑。
来源：光韵杂志
