坐落于中国陕西省安康市境内,地处长江支流汉水的上游区域,安康水电站是一座集多种功能于一体的坝式水电站。其主要功能为发电,同时兼具航运、防洪及水产养殖等综合效益。电站的装机容量高达800兆瓦(mW),确保出力为175兆瓦(mW),多年平均发电量稳定在28亿千瓦时(kW·h)。该电站通过3回330千伏(kV)输电线路和4回110千伏(kV)输电线路与陕西省电力系统相连,成为该系统中的核心电源,承担起系统调峰的重要任务,为关中、汉中两大地区以及襄渝、阳安两条电气化铁路提供稳定的电力供应。
水库的正常蓄水位设定为330米,对应的库容为25.85亿立方米,而死水位则设定在300米,调节库容达到16.7亿立方米,展现出其不完全年调节的能力。通过水库的有效调节,对于5至20年一遇的洪水,其下泄流量能够减少3000至4000立方米每秒,从而显著提升了安康市的防洪标准。此外,它还能增加下游规划中梯级电站的保证出力,并改善库区128公里及下游220公里峡谷的航运条件。
该水电站的升船机设计承载能力为50吨级,具备每年25万至30万吨的过坝能力。至于水电站的具体平面布局与溢流坝剖面,请参见附图。
安康水电站平面布置与表孔溢流坝剖面图(单位:m)
(a)平面布置图;(b)表孔溢流坝段剖面图
这片区域上面的流域有3.57万平方公里那么大,平均每年有608立方米每秒的水流过,一年的水流量加起来有192亿立方米,而且每年都会带走大约2780万吨的泥沙。在这个地方建坝,挑战可不小。河谷窄窄的,河床是震旦纪的千枚岩,这种石头软软的,风化得厉害。这里地震也挺频繁,烈度能达到7级。
这个工程啊,包括好几种部分:有混凝土做的大坝,能自己流水的坝段,不流水的坝段,大坝后面的发电房,还有能让船升降的机器。大坝设计得弯弯曲曲的,有5个弯,分成了27段,每段之间都灌浆连在了一起,从平面上看,就像个拱形。大坝全长541.5米,坝顶有338米高,最高处达到了128米。
为了放水排洪,大坝上还有好多孔:5个宽的能流15立方米每秒的水,5个又宽又高的能流得更快,还有4个小小的孔是专门排沙的。大坝设计得特别坚固,能扛住千年一遇的大洪水,洪峰流量能达到36700立方米每秒,水位会涨到333.1米,但大坝能确保只有31500立方米每秒的水流下去。就算是一万年一遇的洪水,大坝也能稳稳地扛住。
发电房就在大坝后面靠右的地方,是全封闭的,有132.55米长,22.9米宽,52.9米高。里面有4台发电机,每台都能发200兆瓦的电,水头有76.2米高。还有一个起重机,用110千伏和330千伏的电线,一共有9条线路把电送出去。
因为地质条件不好,为了让大坝稳稳当当的,工程师们想了很多办法:挖了大槽,填了断层,打了洞塞和桩,还用预应力锚索、高压水泥灌浆和化学灌浆来加固。
这里洪水大,河谷窄,地形地质都不好,所以泄洪消能是个大难题。但是工程师们很聪明,用了很多新技术,比如宽尾墩、短消力池,还有不对称宽尾墩、差动式折流墩等等,解决了这个问题。
发电站下游的水位也很高,快跟发电房顶一样高了,所以发电房的结构要承受很大的水压。最后工程师们让大坝和发电房一起用力,就解决了这个问题。
这个工程挖了1663万立方米的土石方,浇了365万立方米的混凝土。但是,为了建这个工程,也淹了3032公顷的农田,56520人需要搬家。总共花了24.6968亿元。
这个工程从1978年就开始建了,1990年第一台发电机开始发电,1992年所有的发电机都投入使用了,1995年才正式建完。