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从青铜到最强王者，中国水电如何制霸世界？

瞭望智库

2021-07-15 08:19

来源：澎湃新闻·澎湃号·政务

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世界第二大水电站建成了

6月28日，新华社播发题为《“中国创造”将世界水电带入“百万单机时代”》的文章，引爆网络。不知不觉中，中国在水电领域制霸全世界了。这次媒体的焦点不是我们耳熟能详的三峡水电站而是“不太著名”的白鹤滩水电站。

中国水电有多强？世界十大水电站，中国占了一半。世界第一大和第二大水电站分别就是三峡和白鹤滩。对于我们很多普通人而言，不知不觉中中国水电成了世界第一。其实世界那么大，第一头衔那么多，世界最强的美国又不行，那只能中国上了。

虽然很多人看不上法国，但是法国在1878年建成世界第一座水电站。很多人以为中国的水电站发展起步很晚，其实早在1910年年中国就开始建造国内第一座水电站了。

当时法国占领越南并逐步侵略中国云南，1908年法国以滇越铁路通车需要用电为由，要求清朝政府允许他在滇池出口的螳螂川上游修建水电站。

此举遭到云南各界爱国人士的反对，并自行筹款在螳螂川修建了中国人的第一座水电站：石龙坝水电站。

石龙坝水电站耗资50万银元，聘请德国工程师于1912年修建完成，开始向23公里外的昆明发电。发电机是德国西门子公司制造的，水轮机是福伊特公司生产的。

作为中国人历史第一个水电站，石龙坝水电站可谓是命运多舛。抗日战争期间曾遭过四次轰炸，其中第一车间被炸出弹坑深处达5米，直径20多米的弹坑。新中国成立后，将弹坑开挖并在里养起了牛蛙。

在1993年又被改造成公园。公园内的一处凉亭上刻有云南书法家和启圣所书的对联：

上联：电站虽小历史悠久开中国水电之始

下联：水塘不大成因奇特记东瀛入侵之证

横批：飞来池

“山河破碎风飘絮，身世浮沉雨打萍”这是中国历史上第一座水电站最为真实的写照。

文 | 河豚不吃布丁

本文转载自微信公众号“军武次位面”（ID：junwu233），原文首发于2021年7月13日，原标题为《从青铜到最强王者，中国水电是如何制霸世界的？》，不代表瞭望智库观点。

一份鼓舞人心的题词

新中国成立后，全国进入了“建设”的大浪潮中。那时候，无论是工人还是农民，都迫切希望把我们的国家快速建设起来。那是一个全民热血的时代，每个人都在燃烧着自己的小宇宙。现在的我们看那个时代有可能觉得有些话很“中二”，但是对于他们而言，那是一段“激情燃烧的往事”。中国人民总被他们当中的英雄保护的很好，中国总被他的人民建设的很好。

时间回到1952年的一个冬日，老一代革命家陈云（时任中央财经委员会主任）正听取燃料工业部关于水电开发情况的汇报。在一连串地名中，新安江让陈云感到兴奋。这位老革命家认为：“要是能在新安江上建一座大型水力发电站，沪杭宁等城市供电就有了保证。”

然而，那时候的浙江处在黑暗之中，不是形容意义上的黑暗而是真的意义上的黑暗。缺电，是浙江无法言说的痛，也是华东地区落后的写照。夜幕降临，除了杭州、宁波等稍微发达的地方，有着零星的灯光，其他地方一片黑暗。

为了改变“电荒”的局面，一个兼具防洪防旱、供水供电、辐射周边苏浙皖功能的大型水利水电工程——新安江水电站正式启动。

新安江水电站设计人员办公

然而对于新中国而言，这样的副本难度非常大。因为蓄水发电，需要建一个容纳4个太湖或者3000个西湖水量的巨型水库！

从1959年9月新安江截流，水库蓄水开始，浙江淳安、遂安的贺城、狮城、威坪镇、茶园镇和港口镇三个城镇、49个乡的1377个自然村相继被永远淹没在水底，面积达567平方千米的人工湖形成。

后来新安江水库还有另外一个名字：千岛湖。

后面就是建造水坝，除了缺少勘测、设计、施工、制造等经验外，最头疼的问题莫过于缺少水泥。建国初期，水泥属于紧俏物资，面对缺少水泥的困境，中国设计人员没有畏缩，另辟蹊径。既然无法增加水泥产量，那么只能减少水泥的用量。

中国设计师创造性设计出宽缝重力坝用来取代常规的实体重力坝。与实体重力坝相比，宽缝重力坝就是在坝体内有“宽缝”。这样的设计方案除了省水泥之外，还有利于坝体散热、降低坝基扬压力（扬压力就好比船受到的浮力一样，会降低大坝的自重，影响结构稳定安全）。

后来发现，宽缝重力坝比实体重力坝节约二、三十万立方米混凝土。这个设计在当时是大坝建筑史上的首创之举。在物资缺乏的时代，中国的水利专家硬是靠自己的智慧走出一条具有中国特色的水电发展道路。

新安江水电站建设场景

在新安江水电站建造过程中，先后有1000余人参与到前期勘测任务中，1万多人参与到建造过程当中。在那个交通基本靠走，通讯基本靠吼，挖掘基本靠手，耕地基本靠牛，照明基本靠油的时代，他们疯狂的燃烧着自己的小宇宙，没日没夜地轮班倒，吃住在工地，一天干十几个小时。比原计划提前20个月，1960年4月22日，新安江水电站正式投产。

1959年4月，周恩来总理视察新安江水电站时，当看到成千上万的建设者们头顶青天、脚踩荒滩，克服重重阻碍，书写着“叫高山低头，要河水让路”的人间奇迹时，欣然提笔，挥笔写下了那句振奋人心的话：为我国第一座自己设计和自制设备的大型水利蓄电站的胜利建设而欢呼！

新安江水电站是中国水电事业的摇篮，开启了中国水电事业一个崭新的时代。此后1975年，首座百万千瓦级的水电站，总装机容量122.5万千瓦的刘家峡水电站建成，成为中国水电史上又一重要里程碑。

周恩来总理为新安江水电站题词

从“空想”到“实现”，弯道超车

改革开放之后，中国的水电发展也迎来了改革实行工程概算总承包制。随着改革的不断深化，水电建设市场开始利用国外资本建设水电。鲁布革水电站是1982年我国首次利用世界银行贷款并实行国际招投标，引进国外先进设备和技术建设的电站，是中国水电基本建设工程对外开放的“窗口”。

鲁布革水电站的成功给我们带来了“鲁布革冲击”，在管理体制、劳动生产率和报酬分配等方面产生了重大影响，促进了中国水电建设管理体制改革。中国水电开始学习国外在先进的项目管理的机制、规则、程序和方法。

1991年世界银行在单个项目贷款最多的项目的二滩水电站正式开工。二滩水电站建设全面实行国际招标，全面与国际接轨，促进我国水电建设技术和设备制造能力跨上了新台阶。

西方资本与技术的涌入，1994年中国颁布实施《中华人民共和国公司法》，掀起了中国水电建设领域的体制改革的高潮。

1997年，国务院授权国家电力公司成为中央水电投资主体，完成了水电在中西部布局。

1993年～1999年，水电投产连续7年超过300万。1998年和1999年分别达到了534万kW和633万kW。截止到1999年，全国水电装机容量7297万kW（其中抽水蓄能547.5万kW），年发电量2219亿kWh，分别居世界第2位和第4位。此时，中国水电发展在量上已经在国际上占有重要的一席之地。

2004年，黄河公伯峡水电站首台30kW机组投产，中国水电装机总容量突破1亿kW，位居世界第一。从1979年起，中国水电装机总量用了25年突破1亿kW。6年后的2010年，云南澜沧江小湾水电站第4台机组投产，中国水电装机总容量突破2亿kW。2020年，全国全口径水电装机容量达37016万千瓦（含抽水蓄能3149万千瓦），同比增长3.4%，占全部装机容量的16.82%。

中国水电开始了开挂进程，这里就不得不提到三峡工程。

早在孙中山先生在《建国方略》中提出建设三峡工程的设想，称改良此上游一段，当以水闸堰其水，使舟得溯流以行，而又可资其水力。然而这样伟大的工程，没有强大的国力做支撑是很难成功的。

为了解决长江中下游特别是荆江河段的防洪问题，1950年初，国务院长江水利委员会正式在武汉成立。1953年，毛泽东主席听取长江水利委员会汇报后提出了修建“三峡大坝”的设想。1957年，周总理为全国电力会议题词：“为充分利用中国五亿四千万千瓦的水力资源和建设长江三峡水利枢纽的远大目标而奋斗。”

1992年4月3日，七届全国人大第五次会议以1767票赞成、177票反对、664票弃权、25人未按表决器通过《关于兴建长江三峡工程的决议》，决定将兴建三峡工程列入国民经济和社会发展十年规划，由国务院根据国民经济发展的实际情况和国家财力、物力的可能，选择适当时机组织实施。

1994年12月14日，三峡工程正式开工。2020年11月1日，水利部、国家发展改革委公布，三峡工程日前完成整体竣工验收全部程序。根据验收结论，三峡工程建设任务全面完成，工程质量满足规程规范和设计要求、总体优良，运行持续保持良好状态，防洪、发电、航运、水资源利用等综合效益全面发挥。

2020年11月15日8时20分，三峡工程发电量已达到1031亿千瓦时，打破了此前南美洲伊泰普水电站于2016年创造并保持的1030.98亿千瓦时的单座水电站年发电量世界纪录。

气势恢宏的三峡水电站昭示着一个“基建狂魔”的诞生

作为水电领域的头号强国，我们拥有很多“黑科技”。前文我们讲到的三峡工程就拥有“无裂缝大坝”的奇迹。在人类水电工程史上，历来有混凝土大坝“无坝不裂”的说法。正所谓千里之堤溃于蚁穴。裂缝问题是困扰大坝的千年难题。三峡大坝属于混凝土重力坝，也是混凝土大坝。

大体积混凝土在凝固过程中会产生热量，导致大坝内部温度升高，然而当外界环境温度较低时，大坝内外部的温度差形成的拉力会破坏混凝土，产生温度裂缝。

为了解决这样的问题，我们为此研发出的综合混凝土温控生产体系和施工工艺。在25摄氏度以上的高温季节，我们在混凝土中加入冰屑，配合负温风冷骨料(用零下10摄氏度以上的冷风对骨料进行冷却)等措施，拌和出7摄氏度低温混凝土，从而减少混凝土内部温度与外界环境温度差，避免产生温度裂缝。

在5摄氏度以下的低温季节来临之前，我们给一年以内的拆除模板的坝段，在混凝土表面覆盖保温被、泡沫塑料板等保温材料，防止混凝土表面因为外界环境温度骤降产生温度裂缝。

在修建大坝时，需要“施工导流”。为了保证混凝土浇筑质量，需要“围堰”(临时挡水的坝)把将要建大坝的位置全部或部分围起来形成“基坑”，让江水“改道”，流向预先建好的泄水通道。三峡工程施工导流采用“三期导流、明渠通航”的施工方案，在整个建设过程中“三围长江、两改江流”。

在大江截流中，当时截流最大水深60米，最大流量每秒11600立方米，超过了美国达勒斯工程和巴西伊泰普工程，加之河床厚达20米的淤砂层影响截流围堰的基础稳定。为此，全国最权威的截流专家会聚于此，经过反复计算和试验，形成了“预平抛垫底，上游单戗立堵、双向进占，下游尾随跟进”的创新施工方案。

该方案在世界截流施工中首次将GPS全球定位仪、无棱镜反射全站仪等先进技术用于引导截流抛投，施工程序清晰明了，技术保障措施完善，成就了大江截流这一惊世壮举，获国家科技进步一等奖。

白鹤滩水电站

我们此次热搜的主角白鹤滩水电站采用的黑科技更多了。虽然白鹤滩水电站没有三峡水电站那么宏伟，但是白鹤滩水电站的修建难度更大，特殊地质构造以及复杂狭窄的地理空间带来巨大的挑战。

三峡大坝就是重力坝，而白鹤滩水电站则是拱坝，因为白鹤滩水电站水位落差大，水面窄，空间不足以使用重力坝。由于水坝两侧水压是不同的，上游压力大，下游压力小，两侧水位高度差越大，压力差也就越大，大坝必须平衡或者说抵挡住这巨大的压力差，所以白鹤滩采用拱坝双曲设计。

简单来说就是坝体为双曲面，这样的设计可以使受力更科学，更有效地节省坝体材料，同时提高安全性。通过对大坝进行一系列的设计和施工，大坝能够抵御8级地震的干扰，使金沙江通航安全和下游防洪不受地震干扰威胁。

为了解决大坝开裂问题，大坝全面采用了新型低热水泥，水化放热量远低于普通水泥，这是世界上第一次运用此种型号的新型水泥。全坝31个坝段，在每一处浇筑混凝土中都埋设数支温度传感器和循环冷却水管，可以实时监控混凝土内部温度，并进行针对性的降温处理，浇筑好的混凝土还会用特制“保温被”隔绝阳光直射，以及喷雾器进行降温补水作业。