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构皮滩水电站

构皮滩水电站

构皮滩水电站，位于贵州省余庆县境内的乌江干流，是中国乌江干流水电开发的第7个梯级电站，是国家“十五”计划重点工程，是贵州省实施“西电东送”战略的标志性工程。以发电为主，兼顾航运、防洪及其他综合利用。

构皮滩镇电站由水利部长江水利委员会长江设计集团设计，总投资138.42亿元。整个工程由大坝、泄洪消能建筑物、地下式电站厂房、通航及导流建筑物等组成。控制流域面积43250平方公里，水库总库容64.54亿立方米，调节库容29.02亿立方米，正常蓄水位630米。电站装机容量5×60万千瓦。构皮滩水电站大坝为混凝土双曲拱坝，坝顶高程640.5米，最大坝高232.5米，坝顶弧长557.11米。电站于2003年11月8日正式开工，2004年11月16日大江截流。2005年3月8日大坝基坑开挖。地下厂房主厂房于2006年11月30日开挖完成。2009年6月8日导流底孔成功下闸，水库蓄水；同年7月31日，构皮滩水电站首台机组投产；12月26日第五台机组投产发电。2016年8月，通航建筑物工程全线贯通。2021年6月22日，构皮滩水电站通航工程完成全线集控过标船测试正式投入试运行。

构皮滩水电站自投产以来先后荣获“全国五一劳动奖状”、“全国安全文化建设示范企业”、“中央企业先进集体”、“中国美丽电厂”等荣誉称号。2014年，该电站工程荣获贵州省“黄果树杯”优质施工工程奖。2021年构皮滩发电厂入选首批100个中央企业爱国主义教育基地。2024年1月，贵州乌江构皮滩水电站入选第二十届第二批中国土木工程詹天佑奖。

历史沿革

构皮滩水电站工程2001年筹备进场，2001年10月30日进入四通一平前期工程建设，2002年7月开挖导流洞，同年11月开挖坝肩。于2003年11月8日正式开工，2004年11月16日大江截流。2005年3月8日，大坝基坑开挖。2006年11月30日，地下厂房主厂房开挖完成，主厂房混凝土浇筑。2009年6月8日，导流底孔成功下闸，水库蓄水。同年7月31日，构皮滩水电站首台机组投产；12月26日，第五台机组投产发电，实现了“一年五投”的伟大壮举。2011年完建。

构皮滩水电站通航工程2012年开工建设。2016年8月，全长2306米的通航建筑物工程全线贯通。2018年6月，乌江构皮滩水电站通航工程建设已接近尾声，于2018年底全面进入调试工作。2021年6月22日，随着500吨级“航电1号”货船顺利通过三级升船机，标志着乌江构皮滩水电站通航工程完成全线集控过标船测试，正式投入试运行。

地理环境

地理位置

构皮滩水电站坝址位于余庆县境内的乌江干流，是乌江流域梯级滚动开发的第五级，上距乌江渡水电站137公里，下距河口涪陵455公里，控制流域面积43250平方公里，占全流域的49%。

乌江，是贵州省第一大江，为长江上游南岸最大支流，发源于乌蒙山东麓。乌江全长1037公里，横贯贵州中部，在贵州东北部出境，入重庆市，于涪陵市汇入长江。其中，贵州境内802公里，贵州、重庆界河段72 公里，重庆境内163公里。干流总落差达到2124米，平均径流量达到534亿立方米，接近黄河的流量，是水能集中的水电富矿，为中国十二大水电基地之一。根据1989年国家批准的《乌江干流规划报告》，乌江干流可兴建11座大中型水电站，以次为北源六冲河上的洪家渡水电站，南源三岔河上的普定、引子渡水电站，干流上的东风、索风营、乌江渡、构皮滩、思林、沙沱、彭水、大溪口等水电站。除彭水和大溪口(三峡电站兴建后取消)外，其于电站均在贵州省境内。

地势地貌

皮滩水电站是岩溶地区较大的水电站之一，属于溶洞。构皮滩水电站的洪水主要由暴雨形成，具有汇流时间短、洪水陡洪陡落、洪量集中等山溪性河流的特性。

建造布局

总体布局

构皮滩水电站总投资138.42亿元。整个工程由大坝、泄洪消能建筑物、地下式电站厂房、通航及导流建筑物等组成。

设计参数

主要功能

主要作用

电站主要任务是发电，兼顾航运、防洪及其他综合利用。

发电

构皮滩水电站水库正常蓄水位630m，死水位585m，调节库容31.54亿m3，单独运行具有年调节能力，与上游已建和在建大水库联合运行，具有多年调节能力。电站保证出力751.8MW，装机容量3000MW，年发电量96.67亿kW·h。作为电网骨干支撑电源，承担电网调峰、调频和事故负荷备用等。在乌江干流开发梯级中，构皮滩水电站除调节库容仅略小于洪家渡水库外，构皮滩水电站的保证出力、装机容量和年发电量均位于各梯级之首，同时因其调节库容大(31.54亿m3)，对下游待建梯级的补偿效益也大，可增补思林、沙沱和彭水等三级电站的保证出力和年发电量分别达220MW和2.3亿kW·h，为下游梯级相继开发创造条件，进而促进乌江干流水能资源充分开发利用。

航运

乌江源远流长，横贯贵州省腹地，与中国黄金水道长江直接过连通，根据其优越的地理位置和国民经济发展的需要，国家海乌江列为中国西南地区的重要战略交通航道。但乌江滩险流急，贵州省境内航运条件尤为恶劣，仅坝址下游的大乌江以下可段通航。贵州是资源性经济省份，境内煤、磷等大量矿产资源需外运至长江中下游平原经济发达地区，沿江两岸的生产生活资料也需通过乌江运入，迫切需要打通乌江航道。构皮滩梯级是乌江最大大的控制性工程，开发构皮滩梯级，将渠化乌江通航里程200km，改善下游枯水期通航条件，并为促进下游梯级相继开发，继而为全线渠化乌江航道创造条件。因此，开工建设构皮滩工程，也是促进乌江航道渠化的重要措施。

防洪

乌江干流穿行于高山峡谷地区，本身防洪任务不重，坝址以下的思南县、沿河土家族自治县、彭水苗族土家族自治县和武隆区等县城，均分布在沿江两岸一级阶地，目前尚未设防，现有抗洪能力不足10a一遇，特别是坝下近区思南县城的抗洪能力不到5a一遇，乌江中下游沿江城镇的抗洪能力亟待提高。构皮滩镇水库控制了乌江中下游地区洪水的主要来源，在主讯期预留一定防洪库容，与待建的思林、在建的彭水等梯级联合运用，可提高乌江中下游沿江城镇的抗洪能力。

长江中下游平原防洪历来是长江防洪最突出的问题。乌江是长江上游4大主要支流之一，构皮滩位于乌江干流中游，是乌江干流最大的控制性工程，在主讯期预留一定防洪库容配合三峡库区运用，以削减长江中下游发生大洪水的超额洪量。

价值意义

构皮滩水电站不仅充分利用了乌江丰富的水能，而且克服了高山峡谷地形限制，创新性地建设了一条“天上的航道”，提升了乌江的通航能力。这为贵州省北部的乌蒙山地区、东部的武陵山西部地区，造就了一条连接长江黄金水道的经济便捷通道。

作为乌江全面复航的关键节点和重要枢纽，构皮滩水电站通航工程在联通中国西南流域航运网络方面发挥了重要作用。通航后，500吨级船舶可从贵州遵义的乌江渡到达重庆涪陵，极大地增强乌江航运的辐射能力，对保障电网运行稳定、推动地方经济高质量发展具有重要意义。

工程组织

关键技术

构皮滩水电站大坝为混凝土双曲拱坝，坝顶高程640.5米，最大坝高232.5米，坝顶弧长557.11米。该工程在峡谷地区、岩溶系统、高200米以上薄拱坝，大流量泄洪消能设计，大型地下厂房洞室群，穿过软岩的大口经导流隧洞以及高70多米的RCC围堰等方面颇具挑战性。

水电站机组

构皮滩水电站机组是中国通过三峡工程建设引进、吸收国际先进发电机设备制造技术后，自行设计、制造的特大型机组，每台机组垂直高度近25层楼高，安装各种机械、电气配件10万件，重4000吨，最大的配件——发电机转轮1200吨，各种管道40000多米、电缆总数30000多米，全部实现了国产化。其中1号～5号水轮机由哈尔滨电机厂有限责任公司生产，1号～3号发电机由天津阿尔斯通水电设备有限公司生产，4号、5号发电机由东方电气股份有限公司生产。在安装过程中，中国水利水电第八工程局有限公司建设者以发展民族工业，打造“中国制造”为己任，精心组织、精心施工，攻坚克难，挑战特大型机组安装极限，从计划的一年三投，到保三争四，最后发展到一年五投，实现300万千瓦机组全部投产发电目标。经启动委员会对所采集的机组数据进行分析，机组各轴承瓦温、油温、各部震动、摆度值均在标准范围内，机组稳定性和安装工艺良好。

双曲拱坝混凝土施工

构皮滩水电站拦河大坝为抛物线双曲拱坝，位于"V"型对称峡谷中，坝顶高程640.50m，河床建基面高程408m，最大坝高232.5m，坝顶上游面弧长552.55m;拱冠顶厚10.25m，底厚50.28m，拱端最大厚度58.43m。坝身设有6个表孔、7个中孔、2个放空底孔及4个临时导流底孔。表孔堰顶高程617.0m，孔口尺寸12m×13m(宽×高)，采用跌流消能;中孔出口尺寸7m×6m，奇、偶数孔的孔底高程分别为550m和543m，出口采用挑流消能;放空底孔出口尺寸4m×6m，孔底高程490m；临时导流底孔出口尺寸6.5m×8m，孔底高程490m。大坝混凝土总量约275万m3。

混凝土工程工期紧，月上升高度大，浇筑强度高。计划最高月浇筑强度为10.3万m3，最高年浇筑强度为97.8万m3，须采取大型模板和综合机械化施工。全坝从拱冠断面向两岸按坝顶中心弧长20~24m设径向横缝，将坝体自左至右分成27个坝段，其中11~17号坝段为溢流坝段，1~10号和18~27号坝段为非溢流坝段。坝段不设纵缝，最大浇筑仓面面积约1200m2。坝体横缝面设有梯形键槽和接缝灌浆系统，陡坡坝段设有接触灌浆系统，待坝体内部温度达到设计要求温度时，横缝面和陡坡面须进行水泥灌浆。抛物线型双曲拱坝对体形结构要求严，须研究大型模板施工与保证拱坝体形的措施。混凝土浇筑时须严格控制浇筑温度和混凝土内部最高温度。

通航工程建设

构皮滩水电站通航工程建设是贵州省融入长江经济带的重大举措之一。构皮滩镇通航工程位于电站枢纽左岸，采用三级垂直升船机方式，由上下游引航道、3座钢丝绳提升机垂直升船机和2级中间渠道等建筑物组成。线路总长2306米，最高通航水头199米，设计代表船型为500吨级机动驳。构皮滩通航工程是世界上通航水头最高和首座位于峡谷河段拱坝枢纽上的大型过坝通航设施，工程条件复杂、技术难度空前。自2006年起，宜昌西江工程技术有限公司开展了大量的勘察设计研究工作。面对一系列尚无工程先例的技术难题，长江设计院技术团队潜心钻研、勇于攻关，成功克服了通航水头高、上游水位变幅大、下游水位变率快，出口河势复杂、项目建设受水库蓄水制约等诸多问题，并实现多个首创——首次采用带两级中间渠道三级垂直升船机总体方案及“通航隧洞”穿越坝肩山体的布置新型式，创新提出“上游下水式垂直升船机”布置方式、“分层定向隔流堤”引航道水流控导新技术等。

设计理念

构皮滩水电站通航工程仿照三峡水库的设计理念，采用多级提升的方式采取建设，整个通航线路长2306米，由两段中间渠道和三座升船机组成。其中第二座升船机的升降高度达到了127米，比三峡水库还要高14米。

创多项记录

截至2021年12月，构皮滩水电站通航工程创造了6项世界之最，被业界专家称为“升船机博物馆”：它是世界首座采用三级升船机方案的通航建筑物；是世界上通航水头最高的通航建筑物，最大通航水头199米；是世界水位变幅最大的通航建筑物，上游水位变幅40米；是世界上单级提升高度最高的升船机，第二级升船机垂直提升高度达到127米；是世界规模最大、提升力最大的下水式升船机，第一、三级500吨级下水式升船机；是世界规模最大的通航渡槽，三级升船机之间通航水深3米，通航渡槽最大墩高超过100米。另有一项国内首创，首次采用通航隧洞穿越山体方案。