罗贡水电站
罗贡水电站位于塔吉克斯坦共和国瓦赫什(Вахш)河上游,大坝为斜心墙土石坝,最大坝高335m,坝顶长660m。工程具有发电、灌溉和防洪等综合效益。水库总库容133亿立方米,水电站装有6台机组,总装机容量为360万kW,年发电量130亿kW·h,向中亚联合电网送电。1975年开工兴建。
罗贡水电站位于中亚地区塔吉克斯坦共和国瓦赫什(BaxЩ)河上的具有灌溉、发电和防洪等综合效益的大型水利枢纽。罗贡坝Rogun dam是瓦赫什河最上一个梯级,下游70千米即为努列克坝(Hypek)。
罗贡坝设计高度335m,坝顶长660m,坝顶宽20m,底宽1500米,坝体体积7550万立方米。坝址基岩为下白垩纪砂岩、粉砂岩和泥板岩,岩石坚硬。多年平均流量645立方米/秒,1000年一遇设计流量为5750立方米/秒,水库总库容130亿立方米。设计设计安装6台各60万kW的混流式水轮发电机组,装机总容量为360万千瓦,年发电量131亿千瓦时,罗贡水电站建成并投入使用共需资金21.987亿美元,建成后将向中亚联合电网送电。超过目前中亚最大的努列克水电站。
水文地理
坝址以上流域面积30700平方千米。多年平均流量645立方米/秒,万年一遇最大设计流量为5750立方米/秒,年输沙量为1亿t。夏季平均气温25℃,冬季最低气温-30℃,无霜期180~230d,年平均降水量730~800mm,60%集中在5~6月份。水库长65~70km,水库面积为160平方千米,有效库容86亿立方米。
坝区工程地质条件复杂,地震烈度为9度(P=0.1%),岩体构造松散,上下游两岸基岩有潜在的滑坡危险。坝址基岩为下白垩纪砂岩、粉砂岩和泥板岩互层,岩层向下游的倾角为70°。大坝位于陡峭的峡谷段,水面以上两岸高400~500m,坡度为50°~60°。坝址处河流呈"S"形,坝体布置在两个二级断裂带之间的单一构造岩体上,这里有几个小的断裂破坏。在坝上游壳体下面地下水位以下20m深,距坝轴线上游约500m处发现一层盐岩层,厚20m。河床内砂砾石沉积厚10m,基岩风化层厚不超过12m。岩层强度较高,饱和状态单轴试验平均抗压强度砂岩为150MPa,粉砂岩和泥板岩为60MPa。大坝心墙基础进行固结灌浆和混凝土喷层。沿心墙轮廓作两排灌浆帷幕。
为了防止盐岩层的化学管涌及由此而引起的心墙基础的可能变形,大坝上游棱体大部分布置在盐岩层之外。此外,还规定在下游面进行专门防护,并在基岩上作水泥灌浆和化学固结灌浆。
枢纽布置
枢纽主要建筑物包括:斜心墙土石坝、右岸泄洪隧洞、电站进水口、地下厂房、利用导流隧洞改建的尾水隧洞和500kV的户外配电装置。
土石坝包括砾石粘土心墙,过渡滤层和掺有花岗石、砂砾岩的上下游棱体。斜心墙在平面上呈微拱形,最大坝高335m,坝顶长660m,坝顶宽20m,坝基宽1500m,坝体积7550万立方米,上、下游边坡分别为1∶2.4和1∶2。选用的筑坝材料是:心墙为天然亚粘土和小于200mm砾石混合料;反滤层为人工破碎的小砾石料;坝壳体为砾石料,坝顶和坝坡加蛮石压重。
泄洪隧洞布置在右岸,全长1068m。上游进水结构由深孔泄洪洞和竖井泄洪洞组成。在下游共用一条泄洪隧洞,然后接斜坡泄槽,末端用挑流消能。深孔泄洪隧洞进口底槛高程1145m,进水口后为弯曲段以下为直线段,前者设有检修闸门井,后者设有地下闸门室。闸室内装有5m×7.5m平板事故检修闸门和5m×6m弧形工作闸门各两扇,设计水头146m。洞身为城门形,竖井前为11m×11m,竖井以后为14m×14m,弧形门前为有压段,弧形门后为无压段,最大流速50m/s,深孔泄洪隧洞最大泄流量1750立方米/秒。竖井泄洪隧洞进口堰顶高程为1283.5m,设有14m×6.5m弧形工作闸门3扇,竖井高145m,直径13m,最大泄量1630立方米/秒。
引水建筑物有3条直径为7.0m的引水隧洞(闸室后分成6条6m直径的支洞)和2条利用导流洞延续的尾隧洞。厂房内安装6台机组,每台机组容量为60万W。水轮机为混流式,转轮直径为6m。电站地下厂房埋深420m,水头300m,厂房尺寸:宽28m,高68m,长200m。变压器室装有18台单相动力变压器,其引出线通过专门的电缆隧洞,经地面中间转换站连接500kV的户外配电装置。该装置布设在下游,距中间站400m。从中间站到户外配电装置由架空线连接。罗贡电站将通过4条输电线路输电;2条输往勒加尔,另2条与塞尔达里和撒马尔汗-布哈尔火电站相联,接入中亚西伯利亚联合电网。此外,还留有一条输往费尔干纳盆地火电站的备用线路。
工程施工
枢纽主要工程量:明挖土方180万立方米,地下挖方250万立方米,填方6500万立方米,混凝土和钢筋混凝土110万立方米,金属结构和机械设备8万t,隧洞掘进总长45km。
罗贡坝设计年填筑强度1000万~1100万立方米,采用传统的汽车运料很难达到要求,施工采用了2m宽的重型传送带运送砂石和石块上坝,用1.2m宽的传送带运送亚粘土碎石混合料上坝。传送带总长10.6km。采用掘进机加快隧洞开挖。
2条平行布置的导流隧洞,进口在左岸,穿过河床,出口在右岸。2条隧洞高程相差10m,第一层隧洞进口底槛高程990m,长1454m,第二层进口底槛高程1000m。第一层隧洞洞身为城门形,上游段尺寸11m×11m,下游段尺寸14m×17m(用作尾水洞)。设有两个地下闸门室,第一道地下闸门室内安装有3扇3.5m×10m平板检修闸门,按300m水头设计;第二道地下闸门室安装了3扇3.5m×7m平板事故检修闸门(按200m水头动水关门,静水启闭设计)和3扇3.5m×6.2m弧形工作闸门(设计水头200m)。弧形门前为有压段,弧形门后为无压段,洞内最大流速56m/s。隧洞用400号混凝土衬砌,工作闸门室用钢板衬砌。弧形门后和无压段设有掺气槽。第一层隧洞过水能力2000立方米/秒,第二层为1730立方米/秒。第二层隧洞结构与第一层基本相同。
罗贡坝的上围堰是坝体的一部分。围堰高65m,1993年1月围堰修筑到40m高时,由于导流洞长期过流排砂,使其中1条隧洞局部衬砌遭到破坏,闸门井磨损并发生约2万立方米岩石塌落,使导流洞堵塞。从而导致另1条洞被迫增大过流量,其后,在5月7~8日连续3天暴雨,发生一次泥石流,总量达110万立方米,使水位上涨13.5m,淹没了交通洞和地下厂房,库水漫过40m高的围堰,冲毁土石方达200万立方米,对罗贡施工带来了很大损失。
按照设计,将大坝升高到125m的临时剖面时,开始发电,发电水头80~120m。该工程仍在施工中,最大坝高可能修改为305m。
工程造价
该工程由于苏联解体、塔吉克斯坦内战、洪水泥石流灾害而在90年代停滞,至今未恢复。2004年10月16日俄罗斯总统弗拉基米尔·普京访塔期间,俄塔两国政府签署了《关于俄出资参与桑格图德1号水电站建设程序及条件的协议》和《塔政府与俄罗斯铝业公司间长期合作协议》,根据上述协议,俄政府以购买桑格图德公司2.5亿美元股份的方式,投资建设桑格图德1号水电站;俄罗斯铝业公司则向罗贡公司注资5.6亿美元。2005年俄罗斯铝业与塔吉克斯坦政府委托德国拉梅耶公司(LI)进行项目的可行性论证,在论证中建议以二期工程285m高度作为大坝最终坝高,并对部分设计进行了优化,但整体枢纽布局延续了苏联时期的设计。遗憾的是,在2006年,由奥列格·杰里帕斯卡掌控的俄罗斯铝业公司未能就罗贡坝与塔吉克斯坦达成进一步协议,2007年塔政府废除了与俄铝业公司的长期合作协议。2012年塔吉克斯坦曾发起号召居民购买罗贡坝股票的活动,但只募集了大约200万美元的资金。
国际货币基金组织,使团驻塔吉克斯坦首席代表乔那坦·丹表示,在有融资来源情况下,建造罗贡水电站将耗资50-60亿美元,约占2014年GDP水平的55-60%。实施罗贡水电站项目将为塔带来巨大的长期收益,但要解决随之而来的债务增长、挤占其它重要预算项目资金及损害私营部门问题。
罗贡坝可以增加瓦赫什河下游各水电站的8%的出力,并有可观的灌溉供水效益。但该工程一直被乌兹别克斯坦所反对,因为罗贡坝在蓄水期将造成下游阿姆河水量的减少,影响乌兹别克斯坦的灌溉,而且乌兹别克斯坦不愿意承担可能发生的地震引起的溃坝风险。塔吉克斯坦一度将进展缓慢的中亚—南亚高压输电线路CASA—1000项目罗贡坝建设捆绑的措施加剧了乌兹别克斯坦的担忧,CASA—1000项目是指贯穿中亚和南亚的1000兆瓦高压输变电线,将连接吉、塔、巴、阿四国的电力系统,可将塔吉两国夏季的多余电量出口至阿富汗和巴基斯坦。CASA—1000项目的政府间协议最终于2014年2月签署,没有涉及罗贡坝的建设。
参考资料
塔吉克斯坦水力资源开发现状.商务部--中国驻塔吉克斯坦商务经济参赞处.2015-11-27
罗贡水电站工程造价将达50-60亿美元.新浪网.2015-09-02