首頁/ 汽車/ 正文

非洲超級工程,卡里巴大壩:處於危險狀態,穩定性不及三峽大壩?

說起中國規模最大的水庫,第一選項無疑是三峽水庫:蓄水面積1084平方公里,庫容總量393億m³。但放眼世界,三峽水庫的蓄水量還排不進前十,在非洲的尚比亞和辛巴威之間,就有一座蓄水量更大的水庫:

卡里巴水庫

非洲超級工程,卡里巴大壩:處於危險狀態,穩定性不及三峽大壩?

這座水庫的面積約為

5580平方公里

,平均水深

29m

,最大庫容為

1850億m³

,是三峽水庫蓄水總量的

4.7倍

。能孕育出如此巨大的水庫,主要歸功於贊比西河豐沛的水資源。在整個非洲,贊比西河的年徑流量僅次於剛果河、尼羅河和尼日河,位居非洲第四。但如果把範圍縮小到非洲南部,贊比西河則是當之無愧的第一大河。

非洲超級工程,卡里巴大壩:處於危險狀態,穩定性不及三峽大壩?

贊比西河不僅是非洲人民的母親河,還是

辛巴威

尚比亞

兩國的界河。說來也巧,兩國之間的地形非常特殊,卡里巴峽谷提供了天然的蓄水屏障,地形條件優越,非常適合修建水電站。20世紀50年代,卡里巴大壩的建造設想應運而生,專案委託給義大利的水電開發商建造,總投資4。8億美元。

非洲超級工程,卡里巴大壩:處於危險狀態,穩定性不及三峽大壩?

建成後的樞紐包括一座128m高的混凝土雙曲拱壩,以及南岸、北岸的兩座水電站。其中,北岸電站位於尚比亞境內,南岸電站位於辛巴威境內,兩國都能享受到水電資源的福利。

非洲超級工程,卡里巴大壩:處於危險狀態,穩定性不及三峽大壩?

但隨著經濟的發展,辛巴威和尚比亞對清潔水電的需求日益增加,早期的裝機容量已無法滿足用電需求。資料顯示,南岸電站於1963年竣工投產,裝機6×12。5萬kw,北岸電站於1976年竣工投產,裝機4×15萬kw,南北兩大電站的裝機總量只有135萬kw。

非洲超級工程,卡里巴大壩:處於危險狀態,穩定性不及三峽大壩?

這是什麼概念?在蓄水面積和蓄水量上,卡里巴水庫明顯多於我國的三峽水庫,水電資源更豐富,但裝機容量卻不及三峽水庫(2250萬kw)的一個零頭。為提高發電量,最直接的方法就是擴建電站,增加裝機容量。只不過這一次,津、贊兩國把目光投向了中國,而中國水電也沒有辜負期望,順利完成了南北電站的擴建專案。

非洲超級工程,卡里巴大壩:處於危險狀態,穩定性不及三峽大壩?

先看北岸電站的擴容工程。中國電建最早於1999年進入尚比亞市場,從2004年開始跟蹤考察北岸電站擴建專案,2007年完成合同談判,水電站的設計、施工和技術服務全部由中國水電十一局承擔。

2008年,擴建工程正式開工,中國水電在原電站的基礎上,獨立修建引水發電系統,完成擴機2×18萬kw的機組安裝。這是我國在尚比亞建成的首個大型水電工程,建成後的電站支撐著該國54%的用電負荷。得益於先進的工程勘察、富有特色的設計方案及新技術的大量使用,擴建工程還被授予了境外工程“魯班獎”,彰顯了中國水電的強大實力。

非洲超級工程,卡里巴大壩:處於危險狀態,穩定性不及三峽大壩?

南岸擴建工程則開工於2013年,在原來6臺機組的基礎上,新安裝了2×15萬kw的水輪發電機組,總容量由75萬kw提高到105萬kw。擴建完工後,辛巴威的電力供應增加了20%~30%,大大緩解了電力緊張的壓力,專案因此受到高度評價。

雖然電站擴建工程達到了贊、津兩國的預期,但作為一個年久失修的老壩,威脅大壩安全的隱患並未徹底根除,而是隨著時間的推移不斷暴露弊病,敲響警鐘。

非洲超級工程,卡里巴大壩:處於危險狀態,穩定性不及三峽大壩?

自1987年10月1日以來,水庫管理、發電運營等事宜皆由

贊比西河管理局

(ZRA)負責,工程師們定期監測、評估並保障大壩的安全執行。但在2014年3月,工程師發現大壩的壩基因長期的洩洪沖刷已被削弱,急需加固修復,否則大壩就將面臨倒塌的風險。

此訊息並非一家之言。2014年10月,英國廣播公司也報道稱:“

卡里巴大壩正處於危險狀態

”。文中對“危險”的原因也給出瞭解釋:卡里巴大壩看似修建在堅固的玄武岩床上,但在過去的50年裡,溢洪道的水流不斷侵蝕大壩基岩,掏蝕深度預計將持續增加。

非洲超級工程,卡里巴大壩:處於危險狀態,穩定性不及三峽大壩?

在洩洪設計方面,大壩壩體設有6個洩洪孔口,尺寸為9。1m×9。46m,單孔洩流流量可達1580m³/s,水舌的拋射距離為85m,具有巨大的動能。洪流衝出的深坑不斷逼近壩腳,大壩地基的穩固性已經不如當年。

令人細思恐極的是,如果整個大壩發生倒塌,後果將不堪設想。首先,卡里巴水庫蓄水量龐大,庫區1800多億m³的洪水將在8~10小時內傾瀉而下,贊比西河谷將出現一道海嘯般巨大的水牆,淹沒河流兩岸的田野、村鎮以及高人口密度的城市。根據贊比西河管理局的估計,在最壞的情況下,尚比亞、辛巴威、莫三比克和烏拉維四國都會受到影響,屆時將有350萬人處於危險之中。

非洲超級工程,卡里巴大壩:處於危險狀態,穩定性不及三峽大壩?

其次,巨大的洪流還會引發連鎖反應,順沿河谷衝擊莫三比克的卡布拉巴薩大壩。該大壩樞紐配套建有南非最大的水電工程,如果被上游的洪流摧毀,非洲南部40%的水力發電能力將瞬間喪失。

卡里巴大壩的問題顯然到了不容忽視的地步。為了降低風險,贊比西河管理局決定於2017年啟動大壩修復專案,預計2025年完工,主要內容有二:一是重新修整大壩下游的消力池,限制水流對壩基的沖刷、侵蝕作用;二是對溢洪道和相關基礎設施進行翻修,改善大壩的穩定效能。

卡里巴大壩的教訓揭示了一個道理:對於蓄水量越大的水庫,就越要重視配套水利樞紐的工程質量,確保大壩安全。有網友可能會產生這樣的疑問:三峽大壩是否會存在類似的問題?

非洲超級工程,卡里巴大壩:處於危險狀態,穩定性不及三峽大壩?

事實上,三峽大壩並不存在類似的風險,我們可以從大壩的壩型設計和技術水平兩個維度來粗略比較。

1,壩型設計。三峽大壩作為國家一等工程,壩址選在了湖北省宜昌市的三鬥坪鎮,壩基的地質條件十分穩固。大壩主體是由混凝土澆築形成的重力壩,基底寬124m,壩頂寬15m,這種壩型的特點是重心穩固,根基強大,在穩定性上和卡里巴壩所採用的雙曲面壩有顯著的不同。

2,技術水平。三峽工程始建於1994年,採用了當時國內最先進的大壩修建技術,全面考慮了抗震問題、安全標準問題、工程防護以及長期使用問題。為保證施工質量,技術人員還採取了新型的混凝土原料和配合比例,首次使用了混凝土溫控防裂技術,建造技術領先於世界先進水平。

非洲超級工程,卡里巴大壩:處於危險狀態,穩定性不及三峽大壩?

值得一提的是,三峽大壩的洩洪設計還採用了挑流消能的方案,洩水建築物末端設有挑流鼻坎,向上挑射水流以消除大部分能量,有效保證了大壩根基的穩固性。

因此,三峽工程在設計、施工和安全保障方面都有周到的考量,即便是千年一遇的洪水也無法將其撼動,這也是國家精品工程、世紀工程的底氣所在。

相關文章

頂部