三峡大坝从1994年开始建设到2006年竣工,创下了世界第一的记录。这是目前世界上最大的单体建筑,也是世界上最大的水力发电站。那么,为什么会成为世界上最大的水力发电站呢?
我们得先从宜昌这个城市开始。
三峡水电站所在地:宜昌
宜昌位于湖北省,是长江上游和中游的分界线,有“三峡门户”“天后咽喉”的称号。纵观6000多公里的长江,很难找到像宜昌一样能建设世界第一的三峡水电站的城市。
具体来说,宜昌位于我国第二、第三梯队的过渡地带,西部是由大巴山、巫山、武陵山和三座山脉组成的巍峨山地,面积占宜昌市总面积的70%以上,仅海拔2000座以上的山峰就占54座。
其中仙女山的高度最高,达到2426.9米。海拔1000米以上的山峰达960座。然后东部逐渐从丘陵转移到江汉平原,整个宜昌呈现出西高东低的趋势。
另一方面,这里是亚热带季风气候,来自太平洋的温暖潮湿气流和来自北方的冷空气在这里相撞,再加上山地的屏障,水汽被迫上升,被云雾包围,形成了湿润的环境。所以宜昌的年降雨量可以达到1500毫米,6月份的雨季还很长。
加上2300多米的高差距和丰富的降雨,宜昌形成了壮观的峡谷景观。不仅是长江,还有流经宜昌的清江,全长423公里,聚集了宜昌和白银两个城市的众多河流。
因此,我国开始利用宜昌的优越条件,在180条河流上筑起水坝,提高水位,建设了星纳长期的水电站。目前宜昌的水电站总数已突破460座。其中有位于宜昌陵区三头坪镇的三峡水电站。
三峡水电站
三峡水电站全长2335米,最大坝高181米,仅使用混凝土就消耗了1600万立方米,足以填满整个西湖,大坝下游一侧87米高的两家巨型工厂中,有32台大型发电机达到了2250万千瓦的装机容量。
这就是三峡水利枢纽,是世界上规模最大的水利工程,也是世界上装机容量最大的水电站清洁能源生产基地。
但是查看数据,发现三峡的年发电量小于装机容量的巴西伊泰普水电站。这是怎么回事?
伊泰普水电站位于巴拉那河流经巴西和巴拉圭边境的路段,是目前世界上第二大水电站,共有20台发电机,总装机容量达1400万千瓦,年发电量超过我国900亿度。为什么会有这样的差异呢?
实际上有几个因素决定发电量是多少。第一,水力发电利用水资源的重力能量。其实河流的总数量是多少,大坝前后的有效水位差距,总装机容量和年发展时间。
三峡水电站所在的长江是巴拉那河的两倍,整体上三峡水电站应该更有优势,但长江也有风水机和枯水期的不利因素。
每年5-10月是长江的风水季节,防洪通常在这几个月内发生,这时上游来的水超过三峡库区的界限,要发洪水,在洪峰到达之前,要将三峡库区的水位降低到防洪限制水位,留下足够的储存容量来迎接洪峰,防止下游发生洪水灾害。(约翰f肯尼迪)。
idth="640" height="444"/>这种泄洪,是不会计算在径流量之内的,而且对发电没有任何帮助,但是对于调节水库的泥沙淤积却是有用的。每年长江的丰水期流量,占到了全年总量的70%以上,每年都有大约50%左右的流量被消耗掉,这肯定会影响到三峡水电站的年发电量。
伊泰普水电站
而伊泰普水电站这边所处的区域是南美洲的热带雨林,流域内降水丰富,尽管也有枯水期,但是时间主要集中在8-9月,比长江的短很多,而且巴拉那河支流水系遍布南美洲东西部,径流量还能互补,这对于伊泰普水电站全年发电时间很有利。
其实两座发电站在建设之初的目标就不同。伊泰普水电站是为了发电,现在,伊泰普水电站已经可以满足巴拉圭75%和巴西17%的电力消费,在建成的30多年的时间里,为两国提供了大量的清洁能源。除了发电,伊泰普水电站还有一个重要的作用,那就是协调两国的关系。
在伊泰普水电站建成前,巴西和巴拉圭可以说是水火不容的仇人,两国曾经交战,巴西还割走了巴拉圭大部分土地。但这一切都随着伊泰普水电站的建设而发生改变,两国经过多次协商,最终决定各自出资一半共同建设伊泰普水电站,现在,水电站的发电机组和发电量由两国均分。
而我国三峡水电站建设的首要目的,就是防洪。拿我国南方的特大洪水来说,三峡大坝的存在,能在一个半月里拦截五次上游洪水的冲击,累计拦洪293亿立方米,有效地减轻了长江中下游的防洪压力。
除了防洪,三峡还担负着水资源调度的责任。在2010年的汛期后,三峡形成了一个库容接近400亿立方米的巨型水库,正好在2011年,长江下游发生50年一遇的旱灾时发挥作用,极大地保证了下游沿线人民的用水安全。
因此我们可以看出,三峡水电站的存在,最重要的就是防洪,保障人民的生产生活,最后才是发挥经济效益。
其实在这些年,我国也在不断调整长江上游的水量变化,去提高三峡水电站的发电量,现在,成果已经出来了,直接看数据,在2016年,我国三峡水电站年发电量开始超过伊泰普水电站,到2020年达到1118亿千瓦时,成功打破了伊泰普2016年创下的年发电量达到1030亿千瓦的世界纪录。
总的来说,三峡水电站的存在,在很大程度上减轻了长江中下游地区的旱涝灾害,造福了整个长江流域的人民,也在一定程度上保护了环境。