船在天上“飞”!我国又一个超级工程完工,乌江构皮滩水道顺利通航!
在贵州的乌江构皮滩,你可以看到这样一个奇迹,一个个上千吨的大船排队等电梯,而上了电梯的竟然在离地面100多米的水道上航行,水往高处走、船在天上“飞”。这一切都是怎么做到的?
我们先来看看构皮滩水电站是怎么修建的。
构皮滩这个地方,自古以来就是乌江的天堑之一,这里不知道翻掉过多少艘古代商船。在没有修建构皮滩水电站之前,这里的水流落差达到了45米,两岸山势陡峭,山脚向江面延伸,导致江面突然变窄,在高落差的作用下江水的速度陡然提高。
2003年以前,乌江每到汛期和枯水期就必须停航,因为构皮滩的那段路实在太难走了,顺流而下水速过快,逆流而上则需要耗费大量的时间和燃料,可惜了乌江这条黄金水道。
虽然不适合航行,但是却非常适合建设水电站。2003年,构皮滩水电站正式开工,2004年截流完成。
工程师在设计水电站时特地使用了双曲面结构,水电站两侧都呈拱形,这样的好处就是可以承受更大的水压。因为构皮滩的河道下部非常窄,而上面又非常宽,如果使用常规结构的坝体,抵挡不住上游的强大水压,水坝有坍塌的风险。
此外,双拱形的坝体比较节省混凝土和钢筋,建设起来的速度也比较快。唯一的缺点就是建设难度高,施工时曲面的弧度难以把握,不过这些难题都被我国的建筑工人一一克服了。
2009年,构皮滩水电站正式并网,每年为贵州提供96.8亿度的电力。因为水电站大坝的阻挡,让上游江面水位提高,水流速度也变缓了,所以非常适合船舶航行。不过由于发电站坝体的阻挡,货船不能顺江而下,只能在构皮滩水电站上游做短途运输。
为了解决乌江通航问题,我国在2011年开始启动构皮滩通航工程。这个工程有两大难点,第一个难点是如何让水电站下游的船抬高263米,第二个难点是如何让船只进入水电站上游河道。
工程师仿照我国三峡水库的设计理念,采用多级提升的方式把货船抬高263米,整个通航工程长2公里,有三段航道两个升船机。第二个升船机的升降高度达到了127米,这已经打破了吉尼斯世界记录。这些升降机的升降上限为500吨 ,完全满足乌江航运的要求。
构皮滩水电站的通航工程完工后,连续创下了几个记录。
它是世界上水头最高的建筑物,第三级航道离地面跨度最大时为199米,相当于60层楼那么高,人站在下面看航道上的船就像是在天上飞。此外,它所使用的下水式升船机在世界上也是数一数二的,单台垂直升船机的提升力为18000KN。
构皮滩水电站通航工程最高一级水道,采用了穿山的方式与水库上游连接,这也是世界首创。
当然了,这和构皮滩水电站所处的特殊地理位置是分不开的,构皮滩水电站两边的山大多由坚硬的花岗岩组成,这种岩石可以抵御流水的侵蚀。设计人员巧妙的利用山体隧道来作为船只的航行通道,这大大的节省了建造成本,大坝的安全性也得到了保障。
构皮滩通航工程完工后,给贵州的经济注入了新的活力。以往货物要走水路经过构皮滩时必须要换船,货物从下游的码头卸货,由卡车沿着山边公路托运到水电站的上游码头,然后再装船运输。这来回一折腾就要耽误两天的时间,一艘载重200吨的货船,货物翻坝的花费需要2.5万。现在不需要了,货船坐着电梯就能直接翻过坝子,全程只需要一个多小时。
构皮滩通航工程实行后,周边的工业区对它的依赖非常大,每天都有大量的小型货船从航道通行。令贵州水利部门不满的是,这些货船的排水量实在太小了,大多在100吨左右,要知道,构皮滩通航工程的设计标准可是是通航500吨的货船。因此现在乌江沿岸的造船厂开始按照政府的要求,统一设计排水量500的货船,以此来增大航运效率。
构皮滩通航工程完工后,和水电站一起,每年能够为国家创收100多亿元,在用电低峰的时候,水电站发出来的电正好供升降机使用,清洁环保无污染 。