2025年5月8日,經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn),全國(guó)首個(gè)依托黃河水資源建設(shè)的抽水蓄能電站—寧夏牛首山抽水蓄能電站主體工程正式開(kāi)工。該項(xiàng)目是國(guó)家能源局“十四五”重點(diǎn)開(kāi)工項(xiàng)目,總裝機(jī)容量100萬(wàn)千瓦,總投資78.6億元,設(shè)計(jì)年發(fā)電量11.48億千瓦時(shí),年抽水電量15.31億千瓦時(shí),綜合循環(huán)效率75%,全生命周期可減少二氧化碳排放159.4萬(wàn)噸。電站建成后將承擔(dān)寧夏電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻、填谷及緊急事故備用任務(wù),成為西北地區(qū)新能源消納的關(guān)鍵樞紐。
核準(zhǔn)批復(fù)與工程定位
寧夏牛首山抽水蓄能電站于2021年12月獲國(guó)家發(fā)改委核準(zhǔn),2022年3月列入自治區(qū)“十大工程項(xiàng)目”,2024年12月完成下水庫(kù)大壩填筑,2025年5月8日正式啟動(dòng)輸水發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)。項(xiàng)目選址青銅峽市黃河青銅峽水庫(kù)右岸牛首山西麓,距銀川市140公里、吳忠市31公里,樞紐工程由上水庫(kù)、輸水系統(tǒng)、地下廠房、地面開(kāi)關(guān)站及下水庫(kù)組成。工程分三期建設(shè),目前在建一期裝機(jī)容量100萬(wàn)千瓦,安裝4臺(tái)單機(jī)25萬(wàn)千瓦可逆式機(jī)組,額定水頭379米,設(shè)計(jì)年利用小時(shí)數(shù)1500小時(shí)。靜態(tài)投資72.8億元,動(dòng)態(tài)總投資78.6億元,資本金占比20%(15.72億元),由國(guó)家電網(wǎng)新源控股有限公司主導(dǎo)開(kāi)發(fā)。
工程地質(zhì)與樞紐布局
工程區(qū)位于黃河中上游最后一道峽谷,基巖為奧陶系灰?guī)r,巖體飽和抗壓強(qiáng)度108MPa,變形模量28GPa,滲透系數(shù)1.5×10??cm/s,RQD值85%,屬Ⅱ類圍巖。地下廠房頂拱埋深320米,主洞室尺寸168米×26米×54米,采用Φ32自進(jìn)式錨桿(長(zhǎng)度9m@1m×1m)與C30噴射混凝土(厚度35cm)聯(lián)合支護(hù),圍巖變形量控制在10mm以內(nèi)。施工中攻克三大技術(shù)難題:
巖溶涌水控制:采用TSP303超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)與高壓帷幕灌漿技術(shù)(壓力3.5MPa),單孔涌水量從120m³/h降至5m³/h,形成防滲帷幕8.6公里。
斷層破碎帶處理:針對(duì)F??斷層(寬度8.5米),實(shí)施玻璃纖維錨桿(抗拉強(qiáng)度800MPa)與固結(jié)灌漿(水泥摻量15%),支護(hù)后巖體聲波波速提升至4200m/s。
大直徑隧洞施工:引水隧洞直徑7.5米,采用TBM掘進(jìn)機(jī)(刀盤(pán)推力3800kN,扭矩4500kN·m)施工,日進(jìn)尺12-15米,超挖量≤15cm,襯砌混凝土厚度40cm(C30,抗?jié)B等級(jí)W8)。
技術(shù)參數(shù)與施工創(chuàng)新
上水庫(kù):位于牛首山山頂洼地,正常蓄水位653米,死水位633.5米,總庫(kù)容1808萬(wàn)立方米,調(diào)節(jié)庫(kù)容1144萬(wàn)立方米?;炷撩姘宥咽瘔巫畲髩胃?5米,填筑量256萬(wàn)立方米,瀝青混凝土面板厚度28cm(防滲層)+12cm(整平層),接縫采用GB止水銅片(1.2mm)與SR防滲蓋片雙重防護(hù),位移允許值±25mm。
下水庫(kù):利用黃河青銅峽水庫(kù)擴(kuò)建,正常蓄水位370.5米,死水位334.0米,總庫(kù)容1625萬(wàn)立方米,調(diào)節(jié)庫(kù)容1160萬(wàn)立方米。改建混凝土面板堆石壩最大壩高84.5米,加厚混凝土12.6萬(wàn)立方米,裂縫控制采用聚脲涂層(厚度3mm,延伸率≥450%)。
輸水系統(tǒng):采用“一洞四機(jī)”布置,總長(zhǎng)度4.2公里,引水隧洞直徑6.8米,設(shè)計(jì)最大水頭379米,壓力鋼管采用620MPa級(jí)高強(qiáng)鋼(板厚40mm),水壓試驗(yàn)壓力6.8MPa,焊縫超聲波探傷合格率99.2%。
生態(tài)環(huán)保措施
項(xiàng)目嚴(yán)格執(zhí)行《黃河保護(hù)法》《寧夏生態(tài)保護(hù)紅線管理?xiàng)l例》,環(huán)??偼顿Y1.13億元,占動(dòng)態(tài)總投資1.44%,實(shí)施五大生態(tài)工程:
水質(zhì)保障:配套建設(shè)凈水系統(tǒng),出水含沙量≤20mg/L,下泄生態(tài)流量≥0.6m³/s(枯水期)至1.2m³/s(豐水期),設(shè)置2座自動(dòng)測(cè)報(bào)站實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)6項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)(溶解氧≥5mg/L、pH 6-9、氨氮≤0.5mg/L等),數(shù)據(jù)采集間隔5分鐘。
水土保持:治理邊坡58公頃,實(shí)施格構(gòu)梁護(hù)坡12萬(wàn)平方米(C25混凝土)、錨桿框架梁8.6萬(wàn)延米,植被恢復(fù)率91%,種植馬尾松12萬(wàn)株(成活率≥95%)、刺槐8萬(wàn)叢(株高≥1.5m)。
固廢利用:278萬(wàn)立方米開(kāi)挖料綜合利用率96.5%,建設(shè)表土堆放場(chǎng)15萬(wàn)立方米、棄渣場(chǎng)420萬(wàn)立方米(擋渣墻高度8m),危廢暫存間防滲系數(shù)≤1×10??cm/s。
污水處理:施工廢水經(jīng)“A²O+MBR”工藝處理,回用率100%;生活污水日處理能力50m³,達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)(TN≤10mg/L、TP≤0.3mg/L)。
移民安置:搬遷84戶(磚混結(jié)構(gòu)住房,戶均110平方米),配套食用菌種植基地(年產(chǎn)300噸)及技能培訓(xùn)中心(年培訓(xùn)800人次),移民人均年收入≥2.6萬(wàn)元。
經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益分析
直接效益:施工期消耗水泥68萬(wàn)噸(42.5級(jí)占比75%)、鋼材12萬(wàn)噸(HRB400E螺紋鋼8萬(wàn)噸)、炸藥3600噸,創(chuàng)造就業(yè)崗位1840個(gè)(本地務(wù)工占比73%),帶動(dòng)運(yùn)輸車輛320臺(tái)、商混站4座、預(yù)制構(gòu)件廠2家,關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值12億元。
運(yùn)營(yíng)效益:年發(fā)電收入7.2億元(容量電價(jià)2.4億元,電量電價(jià)0.25元/kWh),稅收貢獻(xiàn)2.8億元(增值稅1.1億元、所得稅0.9億元),每年節(jié)約標(biāo)煤53萬(wàn)噸,減排CO? 159.4萬(wàn)噸、SO? 1.2萬(wàn)噸、煙塵0.3萬(wàn)噸。
電網(wǎng)支撐:提升寧夏電網(wǎng)調(diào)峰能力18%,減少火電調(diào)峰啟停900次/年(單次成本12萬(wàn)元),增加新能源消納15.1億千瓦時(shí)/年,電壓合格率提升至99.92%。
設(shè)備國(guó)產(chǎn)化與施工管理
核心設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率≥95%:東方電氣可逆式機(jī)組(轉(zhuǎn)輪直徑4.8米,效率92.5%)、平高電氣550kV GIS(SF?泄漏率≤0.1%)、南瑞繼保SFC-5000調(diào)速器(調(diào)節(jié)速率15MW/s)。施工采用BIM技術(shù)優(yōu)化臨時(shí)占地86公頃(原方案111公頃),混凝土溫控實(shí)施三級(jí)制冷(出機(jī)口≤12℃、入倉(cāng)≤14℃、通水8-10℃),大體積混凝土最高溫升≤25℃。
施工進(jìn)度與質(zhì)量控制
截至2025年5月,累計(jì)完成投資5.92億元(占比7.5%),關(guān)鍵進(jìn)展包括:
道路工程:新建場(chǎng)內(nèi)道路18公里(路基寬8米)、改建7公里(瀝青路面),完成土石方開(kāi)挖51.2萬(wàn)立方米(占比96.36%)。
洞室施工:通風(fēng)兼安全洞貫通1268米(斷面8m×7m),2號(hào)施工支洞完成超2000米,支護(hù)拱架600榀,粉塵濃度≤1.2mg/m³。
節(jié)點(diǎn)計(jì)劃:2026年3月啟動(dòng)大壩填筑,2028年6月首臺(tái)機(jī)組試運(yùn)行(72小時(shí)負(fù)荷率≥95%),2030年6月全容量投產(chǎn)。
數(shù)據(jù)來(lái)源:國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)核準(zhǔn)文件、生態(tài)環(huán)境部環(huán)評(píng)批復(fù)及國(guó)網(wǎng)新源控股有限公司施工進(jìn)展報(bào)告。