中国建造向家坝水电站,蓄水后为三峡延寿

仅看单座水电站的发电能力，三峡水电站仍然排在世界第一位。三峡水电站是中国水利界的世纪杰作，装机发电容量万kw，年发电量超过亿度，堪称是水电站的“天花板”。

而在长江上游的金沙江，我国多个重量级水电站正在悄然布局，虽说单站发电能力都不及三峡，但由于数量多，总装机规模也是相当可观。

中国在建最大水电站：白鹤滩水电站

其中，向家坝水电站扩机后的装机容量为万kw，溪洛渡装机万kw，乌东德装机万kw，白鹤滩装机万kw，四站的总容量达到了万kw，相当于在上游又建了两座三峡大坝！

在金沙江下游的四大水电中，向家坝水电站的装机容量最低，但在年世界水电站的评选中也排到了前11位。在规模和技术上，向家坝水电站还为中国创造了多项世界第一，再加上是四大梯级中的最后一级，因此枢纽位置更加重要，堪称是长江上游的“小三峡”。

向家坝水电站，建造到底有多难？

向家坝水电站位于云南省水富市和四川省宜宾市的交界地带，处于金沙江下游峡谷的出口处。我国在本世纪初就开始了筹建工作，直到年正式开工建设，年建设完工，历时9年建设完成。

在金沙江建发电站并不容易，最大的难点在于复杂的地质条件。金沙江地质松软，基岩主要为砂岩、泥岩夹煤线地层，岩相变化大，容易沉陷滑塌，这客观上对水电站的防塌陷、防滑、防渗透等性能提出了很高的要求。

为克服松软的地质条件，工程人员在左岸一期围堰基坑内打造出了世界上规模最大的沉井群：共挖出10个23m×17m的深井，最大下沉深度56m，沉井填埋的混凝土总量高达9.3万m，规模和技术难度均创下了中国水电的先例。

为增强抗滑稳定性，大坝左岸厂房坝基和泄洪坝段增加了更大更深的齿槽；右消力池也进行了加码，深挖之后再回填混凝土，最大厚度达42m，在坝后形成了强大的抗力体。工程还采用了“防渗墙+帷幕灌浆”的方案，选用最优的工艺和参数，严格控制施工质量，有效保证了防渗透效果。

另外一个难点在于消力池的建造。

水电大坝的消能方式分为

挑流消能

和

底流消能

，前者施工更简单（三峡大坝就是这种），水流在射流的过程中混合扩散，会形成大规模的雾化现象，这对居民生活和企业生产都有一定的影响。而在向家坝水电站，坝基下游不远处就是水富县城，分布有云南天然气化工厂大型企业，因此泄洪雾化就成了一个限制性因素。

底流消能示意图

为减轻雾化影响，工程人员最终确定选用底流消能的方式——这意味着建设成本更高，难度也更大。通过中孔和表孔间隔布置（详见上图），在大坝下游设置一定长度的消力池底板，大量混凝土填铺其中，成功减少了对下游河床的冲刷，施工规模相当巨大。为供应大量的砂石骨料，输送带的长度足足有30余公里，再一次创下了世界之最。

蓄水发电后，对中国有多大贡献？

向家坝水电站的重要之处主要体现为巨大的防洪、发电、航运等功能，综合效益极为显著。

在防洪方面，库区正常水位下库容为49.77亿m，控制着金沙江流域面积的97%，尤其是暴雨区和主要产沙区。库区预留的防洪库容有9亿多m，距离下游的防洪城市很近，因此在防洪体系中所占的比重也很大。

历史上，川江两岸的泸州、重庆、宜宾等城市深受洪水威胁，防洪标准只有5~20年一遇，远低于国家所规定的50~年一遇的标准。向家坝建成后，向上可与溪洛渡联合，向下可与三峡、葛洲坝联合，不仅能应对川江防洪，就连长江最惊险的荆江河段也能从中受益，防洪效益可谓是“一带一江”。

在发电方面，向家坝水电站年均发电亿度，相当于1/3个三峡水电站。但如果看性价比，向家坝水电站明显更高。当初规划移民时，库区搬迁的总人数只有10万人左右，仅占三峡工程移民的1/10，搬迁投资占比低，经济指标十分优越。有数据显示，向家坝平均每千瓦的投资成本还不到元，发电竞争力更强，比三峡电站能更快“回本”。

在航运方面，就不得不提万里长江第一港——水富港了。水富位于金沙江、横江的交汇处，航运区位优势明显，云南在此建成了全省第一大港。借助长江的“黄金水道”，水富港的货船可直通上海，而向家坝水电站为了匹配水富港的航运优势，专门建造了当时世界上最大的单体升船机，进一步保障了航运畅通。

我们知道，金沙江处于第一二阶梯的交接处，跨越横断山脉，河道狭窄，礁石险滩遍布，极大地阻碍了航运的发展。向家坝建成后，库区水位得以提升，84处妨碍航运的险滩沉入水下，通航条件得到了根本改善。

可以说，只要升船机等通航设施建设到位，长江的“黄金水道”就有望进一步向上游延伸，带动川、滇的航运发展。国内专家其实也早有建议，认为应该把航运向西延伸km，一直通到攀枝花。长江委员会的思路也是如此：“深下游，畅中游，延上游，通支流”。不过目前的长江航道还是以水富和宜宾以下为主，“延上游”可以作为将来的展望。

功不可没：为三峡水库减淤积

为三峡水库减少泥沙，这是向家坝水电站最容易被忽视的一个效益。

三峡大坝既是发电的骨干枢纽，也是控制防洪的关键枢纽，它的存在让荆江河段的危险系数大大降低。但三峡库区并非没有后顾之忧，库区的泥沙被认为是一个不小的隐患。

年，库区内的淤沙量已达到19.77亿吨，而多年平均的淤沙量约为1.3亿吨/年，据此计算，目前的沙量估计已突破了20亿，甚至可能达到了21亿吨。这么多的泥沙到底是从哪里来的？金沙江就是其中一个最大的产沙区。

事实上，金沙江名称的由来就和水中的含沙量密切相关，泥沙俱下的江水看起来像极了黄河水。这主要是因为金沙江水流的冲击力太强，不断对两岸的边坡形成冲刷、切割、掏蚀作用，水土流失现象非常严重（雨洪期最为明显）。

资料显示，金沙江中游的多年平均含沙量达1.7公斤/立方米，从这里搬运的泥沙占三峡入库沙量的50%左右。由于溪洛渡在向家坝的上游，因此首先拦截了一部分泥沙，其结果：预计可使三峡库区的入库沙量比天然状态减少34%以上。

向家坝库区泥沙淤积分布

向家坝同样也功不可没。库区的范围涉及川滇六个县（市），库内分布有团结河、细沙河、西宁河等重要支流，干流和支流平均每年可淤沙万m。根据~年水文站的统计，向家坝水库的淤损库容已达到0.9%，防洪库容损失0.4%，死库容减少1%。

不可否认，向家坝库区确实为三峡库区分担了来自金沙江泥沙的压力，有利于延长后者的运行寿命。至于金沙江的梯级水库，目前来看淤积量并不大，适当的淤积反而可以改善河槽过渡冲刷的状况。

尽善尽美的“生态坝”

凡是水电大坝，都不可避免地会对生态造成不利影响，主要体现在两方面：

一是在工程施工时需要开挖大量的土方，导致地表植被破坏，陆地生态系统受到干扰；

二是大坝的阻隔会导致水文特征发生巨变，坝前可形成回水区，坝后水温变低，江水畅通性被破坏，不利于鱼类的洄游和繁衍。

具体在向家坝水库上，这些影响都受到了高度重视，生态修复也得到了充分尊重。

年发表在《中国环境科学》上的论文指出，向家坝施工区的边坡扰动面积占施工总面积的50%以上。施工后，工程人员对边坡进行了全面修复，营造出了适合植被生长的基材层，既保持了水土，又恢复了土壤肥力，阔叶林、针叶林、灌丛、农田植被均得到了很好的修复。

在对水生生物的影响上，专家们也一直在积极探索“救鱼”措施，目前主要的手段是考虑生态流量需求进行联合调度，再有就是加大土著鱼的放流量，用人工繁殖来弥补自然繁殖的不足。

可能有人要说了，最好的方式还是建造方便鱼类畅通洄游的鱼道，这才是根本措施。

这种观点确实有其合理性。过鱼设施有鱼闸、升鱼机、集运鱼船和鱼道等多种形式，但实际的过鱼效果有待提高。我国在上世纪60年代就在兴凯湖修建了首个鱼道，江浙粤湘等沿海沿江的闸坝上也有建设。由于效果不佳，我国从80年代开始转变思路，通过繁殖放流的手段来替代过鱼设施，取得了更好的效果。

在葛洲坝河段，我国坚持放流中华鲟等珍稀鱼种，协助解决幼鱼过坝洄游的问题。直至今日，繁殖放流依然是主流手段。当然，国内也没完全放弃鱼道设计，比如长洲水枢纽鱼道在年就曾成功过鱼，对今后的研究起到了促进作用。

总之，向家坝库区的生态治理兼顾了水上和陆上，贡献值得肯定。通过调节下泄流量，库区切实保证了下游鱼类在繁殖期所需要的生态流量，生态福利得到了放大，再配合定期放流、设立保护区，长江流域的“生态坝”找到了更合适的补偿方案——这也是长江“生态样板”的底气所在。

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