翁永红:十七年磨一剑
开讲啦(2020年9月12日)长江勘测规划设计研究院副总工程师、乌东德水电站设计总工程师 翁永红(视频)
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金沙江乌东德水电站是“西电东送”战略的关键工程，2020年6月29日，首批机组投产发电，为祖国东南部源源不断地输送绿色能源。乌东德水电站展示了中国筑坝技术智能建造的最高水准，成为我国水电事业的又一个里程碑工程。本期《开讲啦》嘉宾翁永红是长江勘测规划设计研究院副总工程师、金沙江乌东德水电站设计总工程师，他将分享乌东德水电站工程中创新智能建造的“中国智慧”。
乌东德水电站地处长江的水能资源最丰富的河段——金沙江下游河段，地理位置得天独厚，是我国西电东送战略的关键所在。我国东南方近40%的国土面积居住着中国90%以上的人口，要保障人们的生产生活，需要大量的电能支持，所以国家在2003年正式启动了乌东德水电站的前期勘察设计工作。乌东德水电站的建设跨越了17年，翁总带领团队攻克了复杂地形地质条件下的一系列技术难题，17年中不断集合社会科技发展成果，终于在今年6月迎来了首批四台机组投产发电。
乌东德水电站的发电实力有多强呢？一台机组就可供300万个家庭同时使用。据统计，首批机组投产发电以来，这短短两个多月的时间，乌东德水电站已经发出超过50亿度电，全中国人民平均每人可以分到4度电。撒老师在节目中兴奋地号召“大家排好队，赶快去刷卡领电”！到明年夏天，十二台机组将计划全部投产发电，每年为国家提供389.1亿千瓦时的电力，相当于减少标准煤的消耗1220万吨，减少二氧化碳的排放3050万吨。南方的同学们，每当你们打开空调享受一次清凉，你使用的电很可能就来自乌东德水电站！
在网上搜索“乌东德”，跳出来一系列工程建设的航拍视频，网友的评论都是“史诗级建设工地”、“像科幻小说一样的现场”，这座身段轻盈线条流畅的大坝镶嵌在金沙峡谷之上，它不仅颜值在线，更创造了水电站工程的筑坝奇迹。
水电站工程界有一个世界级的难题，就是“无坝不裂”，只要筑坝都有裂缝，大坝裂缝可能影响大坝混凝土的完整性，危害大坝的结构安全，因此翁总立志要攻克“无坝不裂”的难题。想浇筑起一座完美无缝的大坝，还需要“黑科技”的加持。在大坝建设中，采用了两味“退烧药”双管齐下，一味“退烧药”是混凝土中的低热水泥——发热量低，能显著降低混凝土最高温度，有助于防止大坝裂缝的产生；另一味“退烧药”则是大坝混凝土内预埋的冷却水管，通过智能通水系统自动调节通水流量，实现混凝土冷却过程智能化。由此，翁总很自豪地告诉大家，乌东德大坝克服了“无坝不裂”的顽症，称得上是真正意义上的“无缝大坝”。
乌东德大坝被誉为世界上“最聪明”的大坝之一，两岸山坡上有数千只传感器，利用物联网技术实时检测大坝健康状态，数据采集到后方，通过计算对现场技术指标进行智能调整，大坝的“头疼脑热”都尽在掌握！
作为一名水利工程师，翁总还有着细腻的人文情怀，在演讲中，翁总分享了自己2003年第一次来到乌东德峡谷的照片，当年39岁的翁总还是头发乌黑、一脸胶原蛋白的精神小伙儿，翁总感叹“17年我就干了这一件事，我自己觉得很自豪”。
乌东德水电站漫长的建设期里，翁总也给自己持续充电，伴随着大坝一天天长高，翁总学到了许多意想不到的新知识。为了保证乌东德的生态，十七年间，他对金沙江的鱼类进行了大量考察，将生态保护也作为工程建设中的重点。为了提高移民效率，他就去学习卫星遥感技术核算不动产，就连移民的新居环境，他都要顾及到。混凝土大坝是坚硬的，但这座大国重器背后却潜藏着一位追求完美，内心柔软的理工男。乌东德水电站的建设占据了翁总职业生涯的一半时间，从最初将设计思想融入一张张图纸，到如今这个超级工程拔地而起屹立于金沙江上，就像看着自己的孩子逐步成长到能为社会作贡献。
毛主席曾写下“金沙水拍云崖暖”的诗句，写尽了这座峡谷的陡峭与艰险，“暖”字表达了红军巧渡金沙江后欣喜欢快的心情，回顾17年前，第一次来到乌东德考察，翁总望着这样天然的好坝址，压根想像不到这座水电站会成为今天的样子，会创造多项世界之最，成为中国第四、世界第七的水电站。翁总对这句诗又有了新的体会，曾经红军长征踏过的土地，如今有了天翻地覆的变化，乌东德水电站凝结了中国水电人的智慧。这座雄伟的大坝为什么看起来如此轻薄，形状宛若蛋壳？潜藏于山谷之下的发电厂房是一座怎样的地下迷宫？这些知识点，翁总都将在本期节目中一一揭晓！
为什么要建乌东德水电站？
各位青年朋友，大家好！我是长江勘测规划设计研究院的翁永红，今天我给大家要讲的就是我从事规划设计工作的乌东德水电站。它在哪个地方呢，刚才大家有同学也说到就在我们长江的水能资源最丰富的河段——金沙江下游河段。这个地方地理位置得天独厚，在下游四个梯级，我们乌东德水电站是四个梯级：乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝的首级水电站。这个水电站的库尾就能控制两条大江大河，一条是叫雅砻江，一条是叫金沙江，然后两江汇合以后，下来以后到宜宾，就是金沙江下游河段，这下游河段的四座巨型电站，总共的装机容量是4646万千瓦，相当于两个三峡的装机容量，对中国的影响是非常大的，所以这就是我们国家要实施西电东送战略的关键所在。为什么？因为中国的人口在东南方向40%左右的国土面积居住着中国90%以上的人口，这么多人口既需要生活又需要有产业，电能消耗会非常大，而水能资源是清洁能源，这是我们要优先开发的资源，所以国家在2003年启动了乌东德水电站的前期勘察设计工作，我就来到了电站。
前期的勘探工作条件艰苦，走在悬崖峭壁间心惊胆颤！
2003年我来到了乌东德峡谷，我当年三十九岁，我在这个地方，看到乌东德峡谷，说这真是天然的好坝址。乌东德坝址在乌东德的峡谷地区，毛主席有一句诗词叫“金沙水拍云崖暖”，看到上面就只看到天上的云而已，证明我们的乌东德的峡谷非常地陡、非常地惊险。同时乌东德这个地区条件太艰苦了，几个字：干、热、暴晒。热到什么程度？三十五摄氏度以上的高温天数一百六十天，到那去的人都晒得比较黑。
来到了乌东德以后，我们首先要把它的地形地质条件查清楚。我们看看山上很高，千米高的山上面，山顶上一块石头下来就是一颗炸弹，所以我们要保证下面人员的施工安全、建筑物运行期的运行安全，我们一定要把上面的每一个块体，每一个不良地质体要查清楚。我们查清楚有八百六十四个块体，一个块体一个块体的来确定它的位置和它的影响，来进行系统的治理和防护。
在中间这一块靠着我们建坝的主要建筑物，我们靠什么呢，要靠勘探路，30米到50米高差左右，勘探路最窄的地方，才50公分左右，因为是悬崖峭壁，非常难修，所以我们在这上面人走过去，都要把人要狠狠地侧过来，要小心地走过去。当时我们还看到我们一个同事，当走过峭壁的时候看到下面就是万丈深渊，脚底发抖，浑身出汗，衣服湿透。这是山上的情况，我们就靠这些，我们去把它做到了。
山上的查清楚了，水下是什么情况？我们的勘察团队经过多年的研究，十八般武艺都用上了，把参数查清楚了，我们在整个施工过程中，四年时间为了保证我们大坝无水施工的条件，四年时间滴水不露。这就是中国水电人，在现在我们做到的。
如何建造一个能承受809万吨力的超级大坝？
刚开始撒老师讲了，我们的坝要那么大的力，它要站稳非常重要。我们的大坝在正常蓄水位情况下，就是975米水位，我们的力有多少呢？809万吨。809万吨什么概念？如果是10万吨的航母，就可以有80艘航母把水排出去那么大的力。我们要把它做好，首先要站在非常好的基础上，这个坝是270米高，我们的地质人员随着大坝从上往下一层层地开挖，10米到15米挖下来一张一张的照片，现场的一张张地进行勘察。为什么？因为我们把好岩石要留下来，坏岩石一定要挖掉，在岩石上的每一个缝隙的薄弱面要进行相应的处理，所以这张图片我们地质人员是用了16144张高清照片，而它不是一般的照片，它这个照片是有坐标的，我们的坐标可以精确定位每一条裂隙的空间布置。我们很自豪地说，我们的乌东德的大坝的坝基非常地优良，我们的位置选得非常地精准，所以我们整个大坝的施工过程中的基础就非常好。我们大坝选好了我们最后就要进入到我们的主体，怎么建造好？建一个什么样的坝？这就是下面我要给大家讲的。
我们的大坝——双曲拱坝，我们要形成一个整体，但是我们不可能一个整体里面像浇水一样把水灌进去，我们要怎么做呢？我们的拱坝的顶上的弧长是326.95米，我们将这个拱坝分成15个条带，分成15个坝段以后，再像积木一样一层层地把它浇起来。我们要把每一个积木要做好，首先这个积木的大小怎么定，怎么样能做到好？首先是材料问题。混凝土材料怎么样做好呢？首先是骨料。我们在城市里面要做混凝土里面砂石、石子就是骨料，那个石子大家看一下多少尺寸？20毫米的常见，40毫米的在城市里面就见得比较少了，而我们大坝的骨料最大的直径达到多少呢？150毫米。要选好的骨料，我们当时按正常的工程做，我们周边有那白云岩来做骨料，可以做，但是我们要做一个坝，一定要把骨料做得好上加好、精益求精，这样的料有没有？周边有，很远啊，三十公里左右，我们要运过来运费很贵，我们还要考虑经济问题。
把工程和生态有机结合起来，这是我觉得最自豪的一件事。
后来我们就想能不能在周边找一块骨料，最后我们的地质工程师漫山遍野地去找，他们有相当的素质，居然在我们右岸的江边上发现一块岩石光溜溜的，我们就赶快去勘探，就发现在那个周边是一个“银包金”的骨料场，最后我们通过勘探以后把这个骨料挖出来，浇到我们大坝上了，这样骨料就不是非常优良吗。“银”的，就顶上的也还有一些相对差一点的骨料，我们都把它挖出来，用在相对不重要的地方，就是结构受力小一点点的地方。同时我们跟小撒老师讲的，刚才那么大一个地下厂房，挖出来的骨料我们没丢掉，全部总共地下工程我们600万方的开挖量，400多万方的骨料全部都利用起来，浇混凝土又把它浇回了建筑物，这也是我们这个工程做的，把工程和生态有机结合起来，这是我觉得最自豪的一件事。
黑科技无处不在的智慧大坝！
混凝土还要靠什么能形成混凝土呢？大家都知道，就是水泥，然后混凝土它要发热，因为它体积太大了，它在里面憋着，有热发不出来，这样话我们能不能尽量地减少它的发热量？最后结合我们国家设备制造和能力的提升，我们采用了低热水泥，这个低热水泥我们可以降低温升大概三到五摄氏度，有效降低大坝的温度，而大坝的温度控制还是相当难的。而我们水电站的工程最大的问题就是“无坝不裂”，只要筑坝都要裂缝，而我们在乌东德我们能不能初期策划做一个无缝的大坝呢？我们还需要去做综合的温控，我们就用冷却水管，就像人的毛细血管一样把我们的冷却水通到混凝土每一个部位去，然后来控制我们混凝土温度降下来到我们目标温度以后，再通过每一个坝段之间的横缝，把它灌成一起形成一个整体。这就是我们大坝的建设的过程，我们这样做了，我们现在可以很自豪地说，我们做到了大坝没有裂缝。
最后我们要做一个智能的、智慧的大坝，我们这个大坝上有五千只传感器，两岸的山坡上我们总共有三千只主要的传感器，利用现有的物联网技术，随时把数据采集到后方通过计算以后，如果发现现场的指标需要进行调整，就传到现场智能进行调整，调整我们通水的流量、温度等等，这就是我们大坝的建设的过程。
我们的机组设计采用了很多的新技术，目前世界上运行最大的水轮发电机组，机组的容量85万千瓦，今年6月29日四台机组投产发电，到明年的时候我们将十二台机组全部投产发电，将是每年为国家能提供389.1亿千瓦时的电力，相当于减少标准煤的消耗1220万吨，减少二氧化碳的排放3050万吨。
乌东德水电站在建设期就承担起防洪重任！
大家都知道今年重庆遭遇了“长江2020年第5号洪水”，重庆往上就是宜宾，宜宾上来的七百三十七公里，就到了我们乌东德的水库的库尾了。按道理乌东德水电站在建设期是不承担防洪作用的，因为电站的位置控制着两条大江大河，我们能不能在提前让它发挥防洪效益。长江防汛抗旱总指挥部将我们的乌东德水电站纳入到防洪作用，大大减轻重庆的防洪压力。在8月份这一个月时间我们蓄水蓄了多少呢？14.65亿立方米，相当于黄河年平均入到大海的水量的九天的水量。乌东德水电站，在建设期发挥了防洪效益，我们作为一个建设者感觉到非常地自豪。
十七年！无比自豪！
我2003年来到乌东德，看到那一块峡谷，我说这个地方是一个天造地设的好坝址，但是看到周边恶劣的气候条件，还是想这个地方要多长时间才能建设这样一个大坝呢？到现在17年，首批机组发电，作为一个工程师看到自己的作品从无到有，从图纸变成现实，然后有自己的思想灌输在这个作品里面，就像看到自己的孩子成长了以后走向社会，为社会服务，感觉到无比地欣慰。大家看看乌东德的大坝矗立在我们的金沙江上，是不是很雄伟也很漂亮？它正在为我们国家发挥着巨大的能源效益，我有幸参加了全过程的工程建设，这个十七年对我来说，虽然在我的工作经历中占了一半，但是我感觉到无比自豪，谢谢大家！
由中央电视台综合频道(CCTV-1)和唯众传媒联合制作的《开讲啦》是中国首档青年电视公开课,创办于2012年。每期节目由一位知名人士讲述自己的故事,节目邀请“中国青年心中的榜样”作为演讲嘉宾,分享他们对于生活和生命的感悟,给予中国青年现实的讨论和心灵的滋养,讨论青年们的人生问题,同时也在讨论青春中国的社会问题。
节目每期有六位来自全国各届的青年代表,向演讲嘉宾提问互动,300位大学生作为观众现场分享这场有思考、有疑问、有价值观、有锋芒的思想碰撞。他们对人生有思考,对未来有疑问,他们思想新锐,观点先锋,是中国未来的中坚力量。每期演讲嘉宾选择的主题,均为当下年轻人心中的问号,讲述青年最关心、最困惑的话题。这是中国最具青年公益的节目,千名青年学子,百回思想交锋,聆听思想的声音!
