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三峡工程是许多人心中的一项超级工程，作为全世界规模最大的水电站
介绍中国西南地区超级水电站及其建设意义，揭秘金沙江四大水电站的规模与技术优势。
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Key Takeaways
- 中国西南地区水能资源丰富，是全国水电建设的核心区域。
- 金沙江上的四座超级水电站装机容量超过三峡水电站总和。
- 拱坝结构在峡谷地形中具有显著优势，节约材料且安全性高。
- 大型水轮发电机组效率高，推动水电技术持续升级。
- 水电为中国清洁能源和碳中和目标发挥关键作用。
What the video covers
- 三峡工程是全球最大水电站，其发电量巨大，但金沙江上游有四座超级水电站，总装机容量是三峡的两倍。
- 金沙江流经四川和云南，形成多个峡谷，适合建设大型水电站，西南地区水能资源丰富，占全国70.6%。
- 超级水电站通过修建大坝提高水位落差，利用水流动力发电，主要采用重力坝和拱坝两种结构。
- 向家坝水电站是金沙江下游第一座超级水电站，采用重力坝，混凝土用量巨大。
- 白鹤滩水电站采用拱坝结构，坝高达289米，混凝土用量较少且安全性高，适合狭窄峡谷地形。
- 西南地区还有二滩、乌东德、锦屏一级等多座高坝，形成世界最大规模的地下洞室群安置大型水轮发电机组。
- 水轮发电机组单机容量不断提升，白鹤滩达到百万千瓦级，转换效率高达96.7%。
- 这些水电站为全国提供超过一半的水力发电量，支持‘西电东送’工程，促进清洁能源发展。
- 水电作为可再生能源，减少碳排放，助力实现碳中和目标，但建设中需兼顾生态保护和移民安置等问题。
- 中国水电站从小规模发展到世界领先，彰显技术进步和建设者的努力，保障现代化能源需求。
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它平均一秒钟的发电量，就足以满足一个中国人四年多的生活用电需求。
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不过，很少有人知道，就在它上游一千多公里外，还有两座“三峡”。
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金沙江在这里隔开四川和云南两省，依次串联起了四座超级水电站：向家坝、溪洛渡、白鹤滩以及乌东德。
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它们的总装机容量就达到了三峡的两倍之多。
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放眼整个西南，像这样的超级水电站更是数不胜数。
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它们屹立江河之上，坐镇群山之间，形成了一系列规模庞大的超级水电基地，为全国提供了一半以上的水力发电量。
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为什么在中国西南地区会有这么多的超级水电站？我们是如何在这片土地上建造起这些庞然大物的？
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而它们又会给我们的生活带来什么？让我们去这片超级山河中寻找答案。
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金沙江大峡谷，悬崖耸立，气势巍峨，而它正是我们脚下这条大江的杰作。
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滔滔江水日夜奔腾，将坚硬的岩石下切，雕刻出一条条狭长险峻的峡谷，重新塑造了地表的样貌。
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而这样的景观，在中国西南可谓比比皆是。
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亿万年来的板块运动扭曲大地，在这里形成了一众连绵的山脉。
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重山峻岭宛如屏障，拦截了来自海洋的水汽，丰富的降水加上冰川融水，汇聚成了大江大河。
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这里也成为了中国水资源最丰富的地区。
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以金沙江为例，其平均年径流量就高达1450亿立方米，最大流量可达29000立方米/秒，照这个速度，只要8分钟就可以填满一个西湖。
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除了充沛的水量，极大的地势落差则为流水注入了强大的动力。
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西南地区横跨我国地势的第一、二级阶梯，发源于西部雪山的河流顺势而下，一往无前，势不可挡。
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比如在金沙江3481千米的长度内，天然落差就超过了5000米。
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这样丰富的
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这样丰富的水量，巨大的落差，不仅能够塑造地表，同时还蕴藏着巨大的能量，我们将它称作“水能资源”。
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在中国西南地区，水能资源理论蕴藏量高达4.9亿千瓦，占据了全国的约70.6%。
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如果能将这些水能资源转化为电力，那将是何等澎湃。这也是为何中国的十三大水电基地，超过一半都在西南，就包括了我们今天所在的金沙江水电基地。
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在波涛汹涌的大江大河之上，要如何才能利用这些能量呢？
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首先，我们需要一座大坝。
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尽管金沙江的天然落差，已经远远超过其他地势平缓处的河流，
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但在短距离内，
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但在短距离内，仅凭这样的落差产生电力，还远远不够。
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所以，为了提高发电效率，我们通常会在河流中间修建挡水的大坝，进一步抬高水位，提升落差。
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但是，要在汹涌的江水之中修建大坝谈何容易？
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因此，早在在大坝开工之前，我们就必须先完成一项浩大的工程，让河流改道，从而为大坝腾出干燥的施工场地，直到大坝建成之后，再恢复原本的流向。
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2014年，金沙江下游的第一座超级水电站建成，它就是我身后的向家坝水电站。
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这座水电站的大坝，坝顶长度约900米，步行需要12分钟才能通过。
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最大坝高则达到了162米，相当于一座近60层的高楼。
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它体型魁梧，外貌与著名的三峡大坝相似，凭借其巨大的重量，便可以与地基产生足够强的摩擦力，以抵挡奔腾的江水。
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这就是所谓的“重力坝”。
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正是这座大坝，让上下游的水位落差提高到了100米。
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但是，庞大的体型也意味着需要耗费大量的建筑材料，在向家坝，仅大坝的混凝土浇筑总量，就高达1400万立方米，足以填满6000多个国际标准游泳池。
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如此庞大的用量，仅材料运输就是一笔不小的开支。
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那么，是否还有别的形式呢？
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现在看到的这座大坝，宛如一只白鹤张开双翅，将金沙江拦在身后。
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它体态轻盈，恰如其名，人称“白鹤滩”。
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它的最大坝高可达289米，相当于一座100层的高度。
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而它的坝顶最窄处宽度却仅有14米，如此轻薄的坝体，却可以承受1650万吨的推力，
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与15000多个长征五号火箭的起飞推力不相上下。
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这是如何做到的呢？
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也许换个视角，我们就能找到答案。
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从空中俯瞰，我们可以发现，白鹤滩大坝采用的是一种拱形结构，我们将其称为“拱坝”。
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这种结构可以将水流的推力，顺势传递给两岸山体，由于山体的分担，拱坝并不需要重力坝那样庞大的体量，便足以维持自身的稳定。
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尽管坝高接近向家坝大坝的两倍，但白鹤滩大坝所需的混凝土，却只有约800万立方米，不到前者的60%。
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此外，作为一种超静定结构，拱坝具备极高的安全性，超载能力甚至可以达到设计指标的10倍以上。
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与此同时，拱坝也越修越高，在全球200米以上的高坝中占据了半壁江山。
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但并不是哪里都可以建造这样的拱坝。
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只有满足极其苛刻的地质地形条件，比如高陡狭窄的河谷，坚硬完整的基岩等等，才可以将拱坝稳稳地卡在河谷之中。
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幸运的是，西南地区的众多峡谷，恰好提供了修建拱坝的绝佳地址。
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于是，各式各样的拱坝都在这片土地上应运而生。
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比如240米高的二滩大坝，270米高的乌东德大坝，
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以及目前世界最高坝，305米高的锦屏一级水电站大坝。
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当这些高坝大库在西南大地集结，原本桀骜不驯的江河也不得不暂时收敛它们的脚步，在这里积攒能量。然而，想要将这些能量进一步转化，我们还需要一座超级电厂。
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大坝，并不是一堵密不透风的挡水墙。
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除了可以看见的泄洪孔，其内部还拥有复杂的管道，
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而它们将通向水电站的心脏，水轮发电机组。
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江水顺着引水管到达机组，冲击水轮机叶片旋转，从而将水流的重力势能转化为机械能，水轮机同步带动发电机旋转，再将机械能转化为电能，最终完成电力的生产。
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在这个过程中，我们只是借助了流水的力量，并不消耗任何燃料，自然也不会排放二氧化碳等温室气体以及其他废气。
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所以水电还是一种可再生的清洁能源。
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对于河道宽阔的地方，我们可以直接在大坝中间或者后方修建厂房，以安置这些庞大的机组。
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但是，
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如果在狭窄的山谷里，
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这些设备又该安放于何处呢？
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秘密就在我身后的这座大山里。
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这是现在世界上规模最大的地下洞室群。
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这是现在世界上规模最大的地下洞室群，246条隧洞纵横交错，宛若迷宫，总长可达217公里。
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其中，最大洞室长438米，宽34米，高88.7米，甚至可以轻松停下13架波音737客机。
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不仅如此，这里还安放着世界上最强的水电“心脏”，单机容量百万千瓦的水轮发电机组，它完全由中国人自行设计建造，一台这样的机组只要全力运转1小时，就可以满足千余人全年的用电。
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一般来说，水轮发电机组的单机容量越大，效率也就越高。
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白鹤滩的百万千瓦水轮发电机组，能量转换效率最高可达96.7%。
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几乎可以说把每一滴水都用到了极致。
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很难想象，就在上世纪90年代中期，我国自主建造的水轮发电机组，最大单机容量却仅有30万千瓦。
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借着三峡工程的契机，我们才终于实现了70万千瓦的大跨越。
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今天，从溪洛渡水电站的约77万千瓦，到向家坝水电站的80万千瓦，从乌东德水电站的约85万千瓦，再到白鹤滩水电站的100万千瓦，金沙江上的这四座超级水电站，也见证了中国水电电机组的升级之路。
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当白鹤滩水电站全面建成之后，每年可以产生超过620亿千瓦时的清洁电力，届时，它们将跨越西南的高山峡谷，
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通过各级高压输电线，送往近2000公里外的华东地区，为“西电东送”这张壮丽的网络注入新的能量。
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就这样，我们在全世界水能资源最富足的地方，修建起了如今这些超级水电站。
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放眼全国，伫立江河之上的数万座水电站，与奔流不息的江水一样昼夜不停地运转。
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每年可为我们提供超过1万亿千瓦时的清洁电力，相当于节约标准煤4.3亿吨，减排二氧化碳11.2亿吨。
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当然，
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未来的路还很长。
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水电建设的生态保护、泥沙治理、移民安置、灾害监测等也需要统筹兼顾。
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但可以肯定的是，在减少碳排放，实现碳中和的道路上，水电必将承担起至关重要的使命。
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滔滔江水奔腾了千万年，滋润大地，哺育文明，而今天，这些大江大河正在用另一种方式造福它的子民。
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从装机容量仅有480千瓦的石龙坝水电站，到2250万千瓦的三峡水电站，再到单机容量世界第一的白鹤滩水电站，一座又一座大坝，一个又一个电厂，在一代又一代建设者的脚下拔地而起。
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也正因如此，今天的我们才能能够利用这片山河的馈赠，
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去点亮中国大地上的万家灯火，去支撑现代化的滚滚浪潮，去创造一个充满希望的美好明天。
Topics:三峡工程金沙江超级水电站向家坝溪洛渡白鹤滩乌东德水能资源拱坝清洁能源
