超级抽水蓄能调峰(兼南水北调中线工程)系列之漾汉淮运河
所谓超级抽水蓄能调峰(兼南水北调),就是利用江河南北汛期时间差和梯级水电站累计水头差,跨流域抽水蓄能调峰。分水岭两侧已建成梯级水电站累计水头差大于25%以上,就可能取得抽水蓄能效率超过100%的特殊效果。
如果是汛期防洪部分,无论怎么抽都是赚的。
峡谷式分水岭两侧筑坝蓄水自流部分,更是一次投入,永续利用,无需耗电。
注:调水路线优先选择峡谷式分水岭,这种分水岭往往是古河道自然袭夺而成。可以说是大自然早就为人类准备好了调水路线。
具体操作如下:
①在峡谷式分水岭两侧兴建大坝,蓄水过分水岭自流。某些峡谷式分水岭可建设上百米高的大坝。
②沿调水路线依次兴建梯级超大型水电站(库容量尽可能大于本段最大洪水量,相当于多年调节水库),以便汛期抽水蓄能,从而利用分水岭两侧流域汛期时间差,削减中下游洪水量,减少弃水量,增加发电量。(注:国家统计的弃水率是可发电而因各种原因没发电的部分,显然不包括汛期泄洪调水调沙的水量,而这往往远大于所谓弃水量,尤其是丰水年汛期的巨量洪水,占比可达平水年一半。)
③洪峰前后抽水削洪可减少含沙量。抽水逆流导致部分悬移质泥沙淤积于坝下,可用于改良沿线耕地。洪峰时敞泄调水调沙,将多余泥沙带走。
漾汉淮运河调水路线:
白龙江宝珠寺水库正常蓄水位588米(坝址控制流域面积28428平方公里,坝址多年平均年径流量105亿立方米)→分水岭洞树坪海拔约680米→广坪河→分水岭小房坪海拔约720米→八海河→分水岭杏树坪海拔约750米→嘉陵江(燕子河汇入后丁家坝站年径流量约50亿立方米,白龙江汇入后亭子口水库年径流量约189亿立方米,可调水100亿立方米左右)→巩家河→分水岭海拔约800米(宁强县巨亭镇→代家坝镇→大安镇)→汉江→丹江口水库→南水北调中线→淮河流域(未来可能通航,相当于重新复活古河道,形成中国第三长河)
详细说明如下:
①汉江与白龙江之间有五个分水岭,自东向西海拔依次为甲810米、乙800米、丙750米、小房坪720米、桐树坪680米,可筑坝蓄水。
临时坝正反疏通法:河谷东西两侧分水岭以防洪挡板、重型卡车、水陆两栖坦克交替拦截迟滞水流,轮流侵蚀另一侧峡谷式分水岭至海拔580米,可疏通漾汉故道。
②嶓冢导漾,东流为汉。在巩家河(宁强县代家坝镇西北)峡谷筑坝,蓄水位约800米,向东顺大青路过分水岭(海拔约810米,可先人工削低10米)自流入汉江(宁强县大安镇,海拔750米)。另外,可用临时坝疏通法,向西顺大青路过分水岭(海拔约800米)自流入嘉陵江。
③在八海河(宁强县安乐河镇东南)峡谷筑坝蓄水位约720米,向东顺大青路过分水岭(海拔约750米,可先人工削低30米)自流入嘉陵江。向西顺大青路过分水岭(小房坪海拔约720米)自流入广坪河。或先筑坝用于防洪(包括抽水蓄能),未来再视情况决定是否削平分水岭。
④在广坪河(宁强县广坪镇东南)峡谷筑坝蓄水位约690米,向西过分水岭(桐树坪海拔约680米)自流入金溪河、宝珠寺水库。或筑坝用于防洪。同上。
⑤在嘉陵江(宁强县燕子砭镇西南,丁家坝站)峡谷筑坝蓄水位约620米(避免淹没略阳县)。
⑥未来移民,梯级大坝制造大面积峡谷平地。具体而言,以上大坝使用三五十年后,在上下游新建梯级大坝,取代并淹没旧坝。下游新建高坝大库蓄水量倍增。上游新建低坝小库,拦截泥沙淤积制造峡谷平地。作为新的城乡居住区。部分灾害频发地区或可一步到位,也就是短期内就移民。
相关数据估算如下:
①关于弃光弃风弃水电力损失问题。
2021年新能源装机、年发电、消纳、弃电量
……光伏、风电、水电
装机3.06+3.28+3.55=9.89亿千瓦
发电3259+6526+13401=23186亿千瓦时
消纳光伏98%风电96.9%水电97.5%
弃65.18+202.306+335.025=602.511亿千瓦时
弃光弃风电量可压缩空气267×16=4272亿立方米,空分、氮氧化工可就地消纳一部分。
弃水问题可分为甲(汛期)乙(电网)两类,乙类问题可以通过超级压缩空气储能调峰来解决,甲类(汛期问题)与弃光弃风不同,只能(或主要)依靠超级抽水蓄能来解决。
注:弃水电量分为:调峰弃水电量、检修弃水电量、出力受限弃水电量(电网断面控制约束或送出受限造成)、其他弃水电量(与发电相结合的通航、水环境等综合用水,在电站实际运行中未完全与发电结合而产生)。
②嘉陵江略阳站平水年年径流量39.92亿立方米,偏枯年径流总量27.95亿立方米,枯水年径流量为17.3亿立方米。1981年8月出现洪峰5次,洪水总量19.73亿立方米。19.73/39.92=0.494238
嘉陵江略阳站1964年实测最大流量5930立方米/秒,1981年8月22日4时实测最大流量8630m³/s,洪水位644.96米。最小流量11.5秒立方米(略阳站1973年1月3日)。
嘉陵江是长江水系含沙最大的支流,略阳站多年平均输沙量3230万吨。多年平均含沙量7.9至8.6kg/m³,其中最大年含沙量21.5千克/立方米(1959年),最小年含沙量2.15千克/立方米(1965年),汛期(6~9月)含沙量占全年的81%至87%,最大月(7月)含沙量占全年的30%至37%,最小月(1月)含沙量占全年0.001%,最大日含沙量538千克/立方米(1972年8月29日)