(四)水利水电科技成果
新中国成立至1992年,广东共取得水利水电科技成果62项,其中获国家级奖励18项,省、部级奖励20项,厅、局级奖励15项。重大成果主要有:
1. 广州抽水蓄能电站。广州抽水蓄能电站位于广东省从化县,距广州约90公里。电站水头535米,装机容量分一 、二期各为120万千瓦,是中国目前建设中水头最高、规模最大的抽水蓄能电站,全部工程建成后将成为世界上规模最大的抽水蓄能电站。电站可保证大亚湾核电站经济安全运行和广东电网调填谷的需要,不仅可供电广州、深圳等负荷中心,还将供电香港,发挥重大的经济效益。
主体工程由上、下库坝及引水尾水系统、地下厂房洞室群等建筑物组成。上、下库坝分别为钢筋砼面板堆石坝和碾压砼重力坝;引水及尾水隧洞最大直径9.0米;引水、尾水、交通、排风、施工等隧洞总长15.6千米;三个直径14米、高110米的调压井;地下厂房146. 5米×22米×44. 5米(长×宽×高)。还有一条长20千米,高差达600米的盘山公路。
该工程采用多项先进技术,如引进单机容量30万千瓦的可逆式水泵水轮发电机组,大直径钢筋砼高压岔管,大直径斜井滑模,大吨位的岩锚吊车梁,50万伏超高压输变电技术,全面集中控制运行系统等,另外上、下库分别采用较先进的坝型和筑坝技术。
第 一期工程于1988年9月开工,1993年底完工,第二期工程计划1999年6月建成。
2. 新丰江水电站。新丰江水电站位于广东省河源县,控制集雨面积5 734平方千米,水库大坝为混凝土大头坝,最长坝高105米,正常蓄水位116米,相应库容107亿立方米。装机四台,总容量29.25万千瓦,年发电量11.72亿千瓦·时。
新丰江水电站是广东省规模最大的大型水利水电工程,具有发电、防洪、供水、灌溉、压咸和航行等综合利用效益,为广东省的经济发展作出了重大贡献。
电站于1958年7月开工,1960年8月第一台机组发电,是中国高速度高质量水电建设项目之一。
水库蓄水后库区装生频繁地震,为此先后组织了全国有关生产和科研单位达20个,参加人员多时达800余人开展科学研究。通过大量的勘测调查和观测试验,积累了大量的宝贵资料和取得了丰硕的科研成果,在此基础上分别于1961年按8度设计进行第一期地震加固,1963年又按9. 5度设计进行了第二期地震加固。大坝经抗震加固后,经受了长期和强烈的地震考验,已安全运行30多年。
3. 南水水电站。南水水电站位于广东省乳源县,控制集雨面积608平方千米,水库大坝为粘土斜墙堆后坝,最大坝高82米,发电厂房为地下厂房,厂房尺寸49米×16米×21米(长×宽×高),正常蓄水位220米,相应库容10.5亿立方米。装机容量3×2.5亿千瓦,年发电量3亿千瓦·时。
本工程具有发电、防洪、灌溉和航行等综合利用效益。
1960年设计大坝为堆后坝,同年12月采用定向爆破筑坝成功,两岸洞室总装药量为1 394吨,爆破石方105. 3万立方米,有效石方93万立方米,平均坝高约62. 3米。爆破后在上游坝面筑临时粘土斜墙后停工,1965年工程全面复工,经7—8年后,大坝抛筑体的沉降量已基本趋于稳定,再由人工大量修整填筑,将坝加高25—30米,石方量达28万立方米,并在上游坝高面建筑粘土斜墙防渗体。
工程于1970年4月第一台机组发电,迄今已安全运行20多年,是全国定向爆破筑坝安全运行坝之一。
4. 白垢水电站。白垢水电站位于广东省封开县,控制集雨面积8 979平方千米,大坝为浆砌石重力坝,坝高9.5米,为迳流式电站,总库容0.07亿立方米,设计水头6. 2米,装机容量2. 375万千瓦(其中有两台各为1万千瓦的贯流式机组),年发电量0. 9亿千瓦·时。
工程以发电为主,结合航运。
白垢电站是广东省开发低水头资源具有探索开创性质的试点工程,装设国内首次研制的大型灯泡贯流机组两台,单机容量1万千瓦。该机型优点是水力性能好,并能节省土建工程量。无论在机组研制或电站设计方面都要采取有别于常规机组的技术措施,但当时缺乏国内外资料作参考,省水电设计院设计人员与有关制造厂家、科研单位协作,对关键技术诸如机组参数选择,主要部件技术要求,流道方案优化试验,过渡过程中防止反向轴推力过大,机电设备合理配置,厂房形式,工艺布置等,进行了深入细致的论证,做了一系列调研试验,为电站施工安装运行维修创造了必要条件。投产以来发挥了应有的经济效益,证明设计是成功的,获得国家优秀工程设计银质奖。贯流式机组开发为广东省大批低水头电站开发开辟了一个新天地。
5.泉水双曲薄拱坝。泉水双曲薄拱坝位于广东省韶关市乳源县境内,坝址以上集水面积190平方千米,坝高80米,顶张长209米,顶厚3米,底厚9米,厚高比0.112,坝体砼总量约60 000立方米,是目前中国同等高度拱坝中最薄和砼量最省的一座。该坝于1976年蓄水以后,十多年来运行正常。通过大量的原型观测资料分析,各项数据与设计成果基本相符,证明设计方法正确,精度较高,该坝先后获水利部、国家建委70年代优秀设计奖,其设计、观测成果的论文,曾在13届国际大坝会议上宣读。
该坝是在70年代初期设计,正值“文化革命”后期,各设计、科研单位工作制度不够正常,在资料缺乏的情况下,设计人员除按传统的试载法(即梁拱法)进行计算外,还与中山大学数力系合作,在国内第一次用壳体理论进行薄拱坝的应力计算。
基本计算理论:将拱坝曲面视为一壳体,按壳体理论的有限差法,将四阶平衡微分方程式化为差分方程,将坝体划分为网格,用超参数单元作为坝体基本单元等参数单元作为基础基本单元,由于当时计算机容量不大,采用串联子结构法在中小型计算机(如10—16机)上实现求解。这样计算出来的坝体应力和位移,通过和模型试验、原型观测成果对比,基本相符。