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中国工信企业新纪录申报企业和项目 | 首创“基于异重流主动调控的水库排沙技术”
@原创 来源: 中国工业报 2025-10-11 11:26
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中国工信企业新纪录申报企业和项目

申报企业名称:国网甘肃刘家峡水电厂

申报新纪录项目:首创“基于异重流主动调控的水库排沙技术”

申报项目说明:

刘家峡水电站是我国自行勘测设计、制造设备、施工安装、调试管理的亚洲第一座百万千瓦级大型水电站,在西北电网中承担着发电、调峰、调频和调压任务,具有防洪、防凌、灌溉、养殖、航运、城市供水等综合效益。

国网甘肃刘家峡水电厂1972年在国内首次实现了对水库“异重流”现象的主动利用与人工调控,首创了“基于异重流主动调控的水库排沙技术”(以下简称“异重流排沙技术”)。本技术的革命性突破在于,不仅首次发现了“异重流”应用于水库排沙的巨大潜力,更研发了一整套包括预测预报、精准诱发、过程调控与效果评估在内的主动操作技术体系。该技术通过精准控制水库运行水位、闸门启闭时序与开度,主动创造并引导“异重流”,使其按预定路径将库区泥沙高效输送至排沙设施,从而突破了过去被动排沙的局限,实现了水库淤积防治从“被动应对”到“主动清淤”的重大技术跨越。1978年,该技术获“全国科学大会奖”;1980年,在联合国教科文组织召开的“河流泥沙国际学术研讨会”上,相关论文荣获科技成果奖。

“异重流排沙技术”作为先进的泥沙处理手段,填补了国内空白,推动了黄河治理与水资源综合利用的科技进步,其成果广泛应用于众多水利工程,有效助力黄河水沙调控与生态治理,是践行习近平总书记“绿水青山就是金山银山”理念的生动实践,在保障黄河安澜与流域生态安全上,展现出持久的技术生命力与重要的工程应用价值。

作为世界上含沙量最高的河流,黄河每年携带16亿吨泥沙奔涌而下,其中洮河贡献的泥沙量就占到刘家峡水库总入库沙量的31%。这些泥沙不仅威胁着水电站的寿命,更直接影响着发电效率。面对这一世界级难题,刘家峡水电厂的工程师们用智慧书写了破解黄河泥沙困局的壮丽篇章。

1972年汛期的一天拂晓,该厂观测员蒲乃达在大坝前发现一个奇特现象:大坝底孔中冒出浑浊的水流,而水库表面却依然清澈如镜。这个偶然的发现揭开了“异重流”排沙技术的序幕。经过连续观测和深入思考,蒲乃达团队终于发现大坝上游三里处就是洮河汇进黄河的入水口,洮河上游发下洪水,洪水入库,混浊的激流趁着坡势和冲力斜潜下行,却不与库内清水相融合,这就是水文上的“异重流”现象。这一发现为解决黄河泥沙问题提供了全新思路——当“异重流”到达坝前时,开启泄水道底孔闸门,就能实现多排沙、少耗水的目标。

工程师们放弃了节假日休息,驾驶着自制的红松小船,在汛期捕捉“异重流”的规律。他们用最朴素的方式——肉眼观测和手工记录,积累了大量珍贵数据。1978年“异重流排沙”技术,获“甘肃省科学大会奖”;1980年早春,蒲乃达出席了联合国教科文组织召开的“河流泥沙国际学术研讨会”,其论文荣获科技成果奖。

1973年至1989年,刘家峡水电厂进行“异重流排沙”60余次,成功排出泥沙1亿多吨,大大减缓了坝前泥沙淤积速度,显著减轻了泥沙对水轮机的磨损。这项技术的成功应用不仅解决了刘家峡水电站的燃眉之急,更为中国水利工程调水调沙奠定了关键性的科技基础。

随着时间的推移,新的挑战不断出现,洮河泥沙向坝前的推进问题亟待解决。2012年6月,国家发展改革委正式印发《关于甘肃黄河刘家峡水电站洮河口排沙洞及扩机工程项目核准的批复》;2013年5月,工程被列为甘肃省重大项目。刘家峡洮河口排沙洞及扩机工程,深入运用“异重流排沙技术”,采用“浑水排沙+清水发电”模式,通过系统整合“水、沙、电”三大要素,深度融合泥沙科学调控和水资源高效利用,为中国水利枢纽工程的建设提供重要的技术示范和实践经验。该工程是黄河流域生态保护和高质量发展的标志工程之一,也是刘家峡水电站泥沙治理体系的核心工程。

2015年9月6日,洮河口排沙洞工程关键环节——进水口水下岩塞爆破成功实施,由于爆破的位置处于洮河口水面以下70米,其综合难度目前仍位居世界第一,比位居第二的挪威电站高2.3倍,这是国内首次“大直径、高水头、厚淤积、大密度覆盖”条件下实施的水下岩塞爆破,洮河口工程开创了国内同类工程的先例。

2018年8月,洮河口排沙洞及扩机工程全面建成投运,2台15万千瓦机组并网发电,相当于新建了一座中型水电站。工程投产后,刘家峡水库“异重流”时段排沙比从原来的60%大幅提升至95.3%,累计排沙1680万吨,彻底解决了水库泥沙淤积和机组磨损问题。这项工程创造性地实现了“一洞两用”——清水发电、浑水排沙,最大限度提高了水能利用率,增强了电站调峰能力。

甘肃黄河刘家峡水电站洮河口排沙洞及扩机工程,作为深入应用“异重流排沙”技术的典型项目,入选国家电网典型工程,并于2025年5月受邀出席国际大坝委员会第28届大会,受到与会中外专家的高度关注和广泛好评。

“异重流排沙技术”作为先进的泥沙处理手段,不仅延长了水库使用寿命,更为黄河治理提供了全新思路,也为世界同类水利工程提供了可借鉴的中国方案。通过科技创新,刘家峡水电厂将治水难题转化为发展机遇,实现了生态效益与经济效益的双赢。


中国工信企业新纪录申报项目公示

(首创“基于异重流主动调控的水库排沙技术”)

依据《中国工信企业新纪录公示申报办法和流程》,经过企业自愿申报、行业初审、专家复审,现将国网甘肃刘家峡水电厂申报的国内首次实现了对水库“异重流”现象的主动利用与人工调控,首创了“基于异重流主动调控的水库排沙技术”项目予以公示(申报项目将按照企业上报时间顺序陆续公示)。公示期间如有异议,请向中国工业新纪录办公室反映。

申报项目公示期为30天。

公示电话:010-67410683

电子邮箱:cinn202404@163.com

中国工业报社

2025年9月20日


【编辑:龚忻】