【经典水电工程3】刘家峡水电站

　　一、简介

　　刘家峡水电站位于中国甘肃省永靖县境内黄河干流上。水电站以发电为主，兼有防洪、灌溉、防凌、供水、航运、养殖等效益。工程于1958年9月开工，1961年停建，1964年复工，1968年10月蓄水，1969年4月1日首台机组发电，1974年12月竣工。刘家峡水电站混凝土重力坝最大坝高147m，最大单机容量300×103kW，最高输送电压330kv，总装机容量1160×103kW等，均是我国独立自主、自力更生第1次设计、研制和生产的，并在运行中进行了改进和完善，为我国高坝建设和电力工业蓬勃发展积累了经验。

　　二、背景

　　刘家峡水电站，是第一个五年计划(1953-1957)期间，我国自己设计、自己施工、自己建造的大型水电工程，是当时亚洲第一座百万千瓦级大型水电站。1964年建成后成为当时全国最大的水利电力枢纽工程，曾被誉为“黄河明珠”。胡锦涛和夫人刘永清在1968年至1974年的6年间，参加了刘家峡和八盘峡两座水电站的建设。水库蓄水容量达57亿立方米，水域面积达130多平方公里，呈西南-东北向延伸，刘家峡水电站达54公里。拦河大坝高达147米,长840米,大坝下方是发电站厂房，在地下大厅排列着5台大型发电机组，总装机容量为122.5万千瓦，达到年发电57亿度的规模。刘家峡水电站把陕西、甘肃、青海三省的电网联结在一起。
 

水库地处高原峡谷，被誉为“高原明珠”，景色壮观。游人可乘游艇溯黄河而上，入峡奇峰对峙，千岩壁立，出峡则为高山湖，黄土清波，水天一色。西行约50公里，即为炳灵寺石窟。山口有姊妹峰，形态婀娜，亭亭欲语，酷似笑迎宾客。
 

三、技术

　　刘家峡水电站是根据第一届全国人大二次会议通过的《关于根治黄河水害和开发黄河水利综合规划的决议》，按照“独立自主，自力更生”的方针，自己勘测设计， 自己 制造没备、自己施工安装， 自己调试管理的国内第一座百万千瓦级大型水力发电站。

　　刘家峡水电站1952年秋至1953年春，北京水力发电建设总局(简称“水电总局”)和黄河水利委员会(简称“黄委会”)组成贵(德)宁(夏)联合查勘队，对龙羊峡至青铜峡河段进行查勘，初步拟定在刘家峡筑坝。1954年3月，组成有关部门负责人和苏联专家共120余人的黄河查勘团，对黄河干支流进行了大规模的查勘，自下而上，直至刘家峡坝址。在坝址比较座谈会上，苏联专家认为：兰州附近能满足综合开发任务的最好坝址是刘家峡。1954年黄委会编制的《黄河技术报告》确定刘家峡水电站工程为第一期开发重点工程之一。《黄河技术报告》拟定刘家峡水电站枢纽正常高水位1728米(实际建成高程为1735米)、总库容49亿立方米(实际建成为57亿立方米)、有效库容32亿立方米(实际建成为41.5亿立方米)、最高大坝高124米(实际建成147米)。电站装机10台(实际装机5台)、总装机100万千瓦(实际装机122.5万千瓦)。刘家峡水电站枢纽任务是发电、灌溉和防洪。1955年7月，第一届全国人民代表大会第二次会议通过《关于根治黄河水害和开发黄河水利的综合规划的决议》要求采取措施，完成刘家峡水电站工程的勘测、设计工作，保证工程及时施工。

　　刘家峡水电站1958年初，水电部成立刘家峡水力发电工程局(现为水电四局)，承担刘家峡和盐锅峡两个水电站的施工任务，拟定了“两峡同上马，重点刘家峡，盐锅峡先行，八盘峡后跟”的施工方案。刘家峡水电站工程于1958年9月27日正式动工兴建，当时是关乎国家命运的156个重点项目之一。1961年因国家经济调整缓建，1964年复工。当时，我们国家刚刚渡过三年困难时期，那时候的建设方针是“先生产，后生活”，刘家峡水电站施工条件异常艰苦。当时的重点任务是打导流洞，这个导流洞断面13×13.5米，总长度1021米，工程局组织了两个开挖队对着打，任务重、工期紧，职工们克服了不少困难，日夜奋战，取得月进尺100米的好战绩，经过15个月的艰苦奋战，导流洞终于打通了。1966年汛前建成上游围堰，从而使电站基坑具备常年施工条件。1966年4月20日，刘家峡水电站拦河大坝第一块混凝土开盘浇筑。
 

四、电站现状

　　刘家峡水电站主要有挡水建筑物，泄洪建筑物和引水发电建筑物三部分组成。挡水建筑物包括河床混凝土重力坝(主坝)，左、右岸混凝土副坝和右岸坝肩接头黄土副 坝，坝顶全长840米，坝顶海拔1739米。主坝为整体式混凝土重力坝，最大坝高147 米，主坝长204米，顶宽16米，底宽117. 5米。泄洪排沙建筑物包括溢洪道、泄洪 道、泄水道和排沙洞。四大汇水排沙建筑物在正常高水位汇洪能力可达7533立方米/ 秒，在水位1738米时可达8092平方米/秒。如遇大量泄洪，水从870余米长、宽出河 床100多米的溢洪道冲出，如离弦之箭，激流在槽尾翻卷跃起，如蛟龙腾空，喷云吐 雾;其势若万马奔腾，惊涛拍岸，声振环宇，似卷起千堆雪，彩虹当空，气象万千，令 游者驻足，惊叹不已。厂房位于主坝下游，为坝后，地下混合封闭式厂房，全长169. 8米，共安装5台大型水轮发电机组，设计总装机容量122. 5万千瓦，保证出力40万 千瓦，设计年发电量5亿度。厂房共有5台升压变压器，1台220千伏和330千伏联从而形成一个东至关中平原，西达青海高原，南到陇南，陕南地区，北临腾格里大沙漠边缘方圆几千公里，以刘家峡水电站为中心的西北大电网，为电网调峰、调频、调压和事故备用等做出了重大贡献，有力地促进了西北地区工农业生产，特别是为甘肃、青海的有色金属冶炼、铁合金、电石、化工等高耗能工业和高扬程电力提灌工程的发展提供了强大动力。

　　五、影响与争议

　　1.环境影响：黄河干流上以发电为主，兼有防洪、灌溉、防凌、航运、养殖等效益的大型水利枢纽。位于中国甘肃省永靖县境内，1974年建成。坝后及地下厂房安装22.5万千瓦机组3台;25万千瓦和30万千瓦机组各1台，总装机容量122.5万千瓦，年发电量55.8亿千瓦时。水库总容量57亿立方米，控制流域面积173000平方公里,多年平均流量834立方米/秒,设计洪水流量8720立方米/秒,总库容60.9亿立方米，采用混凝土重力坝，最大坝高147米，长204米，顶宽16米。左右岸各有混凝土副坝和溢流堰连接，主要泄洪方式为溢洪道和隧洞。大坝总长840米。水库通过蓄洪补枯调节，可提高该电站及其下游的盐锅峡、八盘峡、青铜峡各级电站枯水期出力，改善甘肃、宁夏和内蒙等省(区)105万公顷农田灌溉条件。刘家峡水电站1975年2月4日，刘家峡水电站建于甘肃永靖县境内。宏伟的拦洪大坝高147米，把峡口两岸的险峰紧紧抱在一起，它把上游水位升高， 造成100米的落差，让黄河水通过水轮发电机发出强大的电力。大坝的溢洪道、泄洪道每秒能泄水7400多立方米，即使上游出现特大洪水，也能确保安全。

　　刘家峡水电站中央排列着五台大型国产水轮发电机组，分别担负着供给陕西、甘肃、青海等省用电的作用。该电站厂房宽约25米，长约180米， 有20层楼高，全部是我国自行设计施工的。刘家峡水电站可蓄水57亿立方米，年发电量为57亿度。

　　2.电量效益：刘家峡水电厂在西北电网中主要承担发电、调峰、调频和调压任务，是西北电网的骨干电站，在西北电力系统中处于十分重要的地位。运行21年来共发电883亿kW˙h，供电882亿kW˙h。从1975年5台机组全部投入运行到1990年多年平均发电量为48亿kW˙h。1975～1990年平均发电成本4.78元/(MW˙h)，从1982～1990年共上缴税金4.0177亿元。按电力系统发电企业1990年不变价格计算，电站累计产值69.678亿元，相当于电站总投资的10.92倍。按甘肃省1990年平均每千瓦小时电量创国民生产刘家峡水电站总值1.6元计算，累计创国民生产总值1411.2亿元。

　　刘家峡水电站装机容量122.5万kW，设计年平均发电量为57亿kW˙h。电站以发电为主，兼有防洪、灌溉、防凌、供水、养殖等综合利用效益。电站于1968年10月蓄水，1969年4月1日首台机组并网发电，1974年12月5台机组全部投入运行。工程总投资6.38亿元，平均每千瓦投资520.8元。
 

3.容量效益：近几年来西北电网的峰谷差冬季超过100万kW，而刘家峡水电厂就承担90万kW，即使汛期水电大发时，根据系统需要，还得担负约40万kW的峰谷差的调节任务。年调峰电量达33亿kW˙h，占多年平均实发电量的68.75%。

　　西北电网正常负荷波动约12万kW左右，由于刘家峡水电厂单机容量大，一直担负着西北第一调频厂的任务，其日平均调频容量达12万kW，充分利用水能资源，使火电机组在最佳经济区运行，节约了煤炭，保证了电网的电能质量。
 

刘家峡水电站还担负着西北电网的事故备用任务，其备用容量达该电站总装机容量的20%，为减少系统事故损失起了十分重要的作用。如1980年秦岭电厂3号机发生事故，甩负荷20万kW，当时立即启动刘家峡电站4号机，维持了电网出力平衡，减少了事故损失。为了系统事故备用，1990年该电站机组空转就达10049h，相当于1台22.5万kW机组全年空转。事故备用效益按社会产值计算为78.23亿元。