(全城探秘所有原創首發文章,抄襲洗稿必究!)在我國,新疆是個很有意思的省區;
不僅擁有我國第一盆地塔里木盆地,塔里木盆地內,還分布著我國第一大沙漠塔克拉瑪干沙漠,而在塔克拉瑪干沙漠邊緣,更分布著我國第一大內流河,塔里木河。
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塔里木盆地與塔克拉瑪干沙漠
塔里木河則是條很有意思的河流;
其全長達到2179公里,流域面積高達102萬平方公里,整個水系的水量也達到410億立方米,但這條河流卻是名副其實的水資源“搬運工”,干流河道不“產水”,所有水量均來自支流;
而塔里木河最重要的水量來源,則是阿克蘇河,其每年向前者輸送約33.76億立方米,占塔里木河干流水源補給總量的70%以上。
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塔里木河與阿克蘇河,圖片來自水窮云起1973
那么,阿克蘇河的水量又從哪兒來的呢?
這條河流有兩大源頭,其中西支是托什干河,長度更長,而北支則叫庫瑪拉克河,水量更大,其年徑流量達到49億立方米,占到阿克蘇河年徑流量的3/4以上。
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阿克蘇河水系圖
咳,全城探秘開頭說了這么多廢話,但總算開始說到重點了!
(1)我們都知道,塔里木盆地地處我國西北內陸地區,大部分區域還都被塔克拉瑪干沙漠覆蓋,氣候干燥,降水稀少;
(2)我們還都知道,塔里木河是塔里木盆地最重要的水源,沿岸分布著大量城市、人口、耕地以及胡楊林等,堪稱塔里木盆地生態環境及沙漠治理的關鍵,而阿克蘇河則是塔里木河最重要的水量來源,庫瑪拉克河呢,又提供了阿克蘇河大部分的水量;
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塔里木河的重要性不言而喻
(3)但你可能不知道,庫瑪拉克河的源頭位于天山,其河水主要來自天山的冰川積雪融水,所以水量非常不穩定,當冰川積雪融化時,河水暴漲甚至形成洪水,而其余時間又經常面臨干涸;
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阿克蘇河的兩大源頭,都依賴于天山的冰川積雪融水
聰明如你,這個時候估計已經想到了,這特么不趕緊在庫瑪拉克河河道上攔河筑壩、建個水利樞紐啊?
冰川積雪融水時攔截洪水,平時則向下游放水,那塔里木河不就能獲得源源不斷的水資源供應了嗎?
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天山山昹
國家當然也想到了!
這就是有名的?大石峽?水利樞紐工程。
天山,山體高大,平均海拔超過4000米,尤其是阿克蘇河兩大源頭所在的西段,大部分區域海拔更是高達7000米以上,最高峰托木爾峰海拔7443米,高大山體在漫長歲月中的風化,再加上冰川積雪融水長年累月的沖刷,使得天山峽谷眾多,并且落差巨大;
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大石峽水利樞紐工程位置
而大石峽水利樞紐工程,就位于庫瑪拉克河流經的天山峽谷與阿克蘇綠洲交界區域。
不過,大型水利樞紐工程,說起來容易,建起來卻很難,不僅自身工程量極大,還要考慮到地理位置、河流水量以及所在區域的地質條件、交通等基礎配套設施;
總結成一句話,就是要因地制宜!
比如三峽工程,長江原本水量豐富,一旦攔河筑壩,形成的水庫庫容量將相當大,總庫容將近400億立方米,又地處我國降水豐沛的南方,還會面臨洪水等問題,所以三峽大壩的建設,就需要考慮大壩的強度以及穩定性;
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長江是我國第一大河流
正因如此,我國在建設三峽大壩時,就采用的是混凝土重力壩;
所謂混凝土重力壩,顧名思義,就是由混凝土構筑、依靠自身重力來維持穩定的大壩,由于可以將壩體所受的水壓力等荷載通過自身重量傳遞到地基上,這種大壩強度以及穩定性都很高,能夠承受較大的水壓,抗震能力也強;
放眼全球,混凝土重力壩漫壩后潰決的事情還從未發生過;
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三峽大壩
事實上,三峽大壩壩頂總長3035米,壩頂高程185米,最大壩高181米,即使遇到流量高達每秒12.43萬立方米、漫過大壩的極端洪水也非常穩固。
回過頭再看大石峽水利樞紐工程:
跟三峽不同,這座水利樞紐位于氣候非常干旱的塔里木盆地,庫瑪拉克河無論平時水量還是洪峰流量都遠不及長江,大壩形成的水庫庫容量為11.7億立方米,相當于三峽水庫的約1/40,同時,塔里木盆地也不比經濟相對發達、交通等基礎配套設施更完善的長江沿岸;
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塔里木盆地的基建水平跟長江沿岸不同
如果還是建成混凝土重力壩,不僅會極大地增加工程量,投入產出也不成比例。
怎么辦?
我國的辦法是,因地制宜,將大石峽水利樞紐工程的大壩修建為混凝土面板堆石壩;
再次“顧名思義”,混凝土面板堆石壩,大概可以分成兩個部分,一個堆石體,將大量砂石堆積,作為大壩的支承結構,另一個,則是在其上游表面用混凝土澆筑的面板,主要作用是防止滲水;
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混凝土面板堆石壩示意圖
最早的面板堆石壩,是美國十九世紀五十年代在加利福尼亞州內華達山脈的礦區中修建,彼時主要采用木面板防滲,從上世紀六十年代開始,防滲面板基本上都用混凝土澆筑。
很明顯,混凝土面板堆石壩,在各方面都跟大石峽水利樞紐工程完美契合:
一方面,塔里木盆地降水稀少,植被稀疏,無論天山山脈的大峽谷還是其他地方都分布著大量砂石,就比如距離工程不遠的溫宿大峽谷,內部巖壁陡峭,沉積巖層遍布,形成了各種丹霞地貌、雅丹地貌、巖鹽喀斯特等地質奇觀;
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這就為大石峽水利樞紐工程混凝土面板堆石壩的建設,提供了足夠的砂石作為原材料,實現就地取材。
另一方面,混凝土面板堆石壩還具有造價低、施工工藝簡單、抗震能力強以及適應性較高等特點,也使得大石頭峽水利樞紐工程即使位于交通等基礎配套設施相對落后的塔里木盆地,也能夠迅速開工,并且工程進度很快。
此外,混凝土面板堆石壩也有一些需要注意的地方,比如無法泄洪,需要專門修建導流和泄洪建筑物等;
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但還是那句話,塔里木盆地內氣候干燥,庫瑪拉克河水量原本就不大,而大石頭峽水利樞紐工程也修建了專門的排沙洞以及泄洪道等,完全不存在問題。
混凝土面板堆石壩的建設,有一個方面也很重要,那就是承擔防滲功能的混凝土面板,這堪稱大壩的“防護甲”,對整個工程都非常關鍵;
根據全城探秘查到的資料,大石峽水利樞紐工程的混凝土面板總面積達16萬平方米,混凝土總方量高達12萬立方米,按高度分為三期施工,為了保證施工質量,工程人員在很多方面都做出了突破和技術創新;
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大石峽水利樞紐工程的面板施工
很明顯的一點!
當地季節溫差、晝夜溫差都很大,在這種環境里,稍微不注意,混凝土面板就會出現大問題,尤其是三期面板的厚度要比一二期更薄,挑戰更大;
為了解決溫度控制問題,工程人員在大壩面板混凝土施工中創造性引入分布式光纖智能溫度監測系統,將傳統點狀測溫升級為全斷面連續監測,實現了數據實時采集與異常預警,并提高了面板溫度監測的準確性。
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而我國將大石峽水利樞紐工程大壩修建為混凝土面板堆石壩的決定,不經意間,卻在塔克拉瑪干沙漠北緣創造了一個世界紀錄;
那就是,這座大壩最大壩高達到247米,成為世界最高的混凝土面板堆石壩!
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大石峽水利樞紐的大壩高度,創下混凝土面板堆石壩世界紀錄
在此之前,我國最高的面板堆石壩是湖北2008面建成的水布埡水電站大壩;
而在國外,高度超過200米的混凝土面板堆石壩建設還面臨很多技術難題,巴西的福斯-杜阿雷亞壩是已建成的同類型大壩中最高的,高160米,1980年建成,秘魯倒是有一座壩高220米的,但目前仍在建設。
這意味著,大石峽水利樞紐工程大壩直接將這個類型大壩的世界紀錄提高了14米,其高度比混凝土重力壩的三峽大壩還高62米;

更別說,大壩壩頂長達606米,填筑砂石總量達1890萬立方米,相當于3個胡夫金字塔的體積,如此工程量,還是在塔克拉瑪干沙漠邊緣,2017年工程正式開工后卻進展迅速,2019年實現截流,2024年12月大壩封頂,預計2026年就能完工;
要不是我國因地制宜,從塔里木盆地的戈壁中就地取材,如此巨大的工程量,顯然不可能在如此短時間內完成。
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大石峽水利樞紐工程施工
當然,所謂的世界紀錄都只是次要的,我國之所以建設這座大型水利樞紐,最看重的,還是其對周邊區域的巨大作用;
1.大石峽水利樞紐工程能攔河蓄洪,形成一座庫容量11.7億立方米的水庫,能夠對整個塔里木河的水資源供應進行調節,這不僅能大大提升下游的防洪標準,沿岸村莊以及農田防洪標準從5年一遇提高到10年一遇,阿克蘇市30年一遇提高到50年一遇,還能為塔里木河流域超過800萬畝的農田提供灌溉用水;
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而整個塔里木河流域的生態環境以及沙漠治理,也將迎來更大的提升空間。
2.大石峽水利樞紐工程還具備發電功能,其電站總裝機容量75萬千瓦,預計年平均發電量18.93億度。
3.對混凝土面板堆石壩而言,泄洪是個問題,大石峽水利樞紐工程則專門修建有排沙洞、溢洪道,最大泄洪流量達到4319立方米每秒,對庫瑪拉克河已經完全足夠。

整體而言,全城探秘覺得,大石峽水利樞紐工程,真的堪稱功在當代、利在千秋,至于創造世界紀錄也只是順手而為罷了;
畢竟,作為“基建狂魔”的我國,在基建領域創造的紀錄又何其之多呢!(部分圖片來自網絡,為防止文章被抄襲洗稿加了水印,如有侵權請聯系刪除)
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