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一、“雙碳”目標下抽水蓄能高質(zhì)量快速發(fā)展
為實現(xiàn)“雙碳”目標，我國提出要構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，抽水蓄能將進入高質(zhì)量快速發(fā)展時期。抽水蓄能具有保障大電網(wǎng)安全、服務(wù)清潔能源消納和促進電力系統(tǒng)優(yōu)化運行三大作用，是目前技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛、經(jīng)濟性最優(yōu)的靈活性調(diào)節(jié)電源，在能源清潔低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展過程中充當著重要角色。抽水蓄能進入高質(zhì)量快速發(fā)展時期。
2021年9月國家能源局發(fā)布了《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》，重點實施項目340個，總裝機容量約4.21億千瓦；儲備項目247個，總裝機規(guī)模約3.05億千瓦。根據(jù)中國水力發(fā)電工程學(xué)會抽水蓄能行業(yè)分會信息，2022年已核準48個項目，裝機合計6889.6萬千瓦。
目前我國抽水蓄能全產(chǎn)業(yè)鏈體系完備，機組國產(chǎn)自主化率高，大規(guī)模開發(fā)建設(shè)經(jīng)驗豐富，但同時開展數(shù)百個抽水蓄能電站開發(fā)工作，對整個水電行業(yè)來說面臨著較大的機遇和挑戰(zhàn)。地勘工作是基礎(chǔ)工作之一，值得關(guān)注。
二、抽水蓄能電站的地勘工作特點
我國大地構(gòu)造位于歐亞板塊的東南緣，與太平洋板塊和岡底斯、印度版塊相接，在各期板塊活動影響下，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地形地貌多樣，地震多發(fā)，局部地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，地質(zhì)條件是工程開發(fā)限制性條件之一。
寧夏某電站庫址附近地層受擠壓形成褶皺
抽水蓄能電站地勘工作有以下特點：
1. 水文地質(zhì)勘測要求高。水是抽水蓄能電站能量轉(zhuǎn)換的介質(zhì)，上水庫、輸水發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)的水體，需要消耗電能從下水庫通過可逆式水泵水輪機組提升，為了提高電站的技術(shù)經(jīng)濟指標，工程防滲要求高。有的抽水蓄能電站的下水庫需定期外購水以滿足電站正常運行。抽水蓄能電站輸水系統(tǒng)內(nèi)水壓力大，對圍巖的抗劈裂和防滲要求高。輸水系統(tǒng)滲水量較大時，不僅影響電站技術(shù)經(jīng)濟指標，還會影響周圍山體的穩(wěn)定性。
西北某電站上水庫庫周植被稀疏、黃土地層發(fā)育
2. 水庫水位變幅大、變化頻率高，對庫岸勘察和穩(wěn)定性評價要求高。抽水蓄能電站水庫水位驟升驟降會影響庫內(nèi)人工邊坡、庫外自然岸坡的穩(wěn)定，水位變化幅度和庫盆大小有關(guān)，一般上水庫水位變幅約30米。
3. 地下發(fā)電廠房洞室埋深深，尺寸大，廠房邊墻和頂拱的大變形等地質(zhì)問題突出。
4. 上水庫位于高聳的山頭，多利用山頂凹地或沖溝挖填筑壩形成，地基不均勻沉降和人工高邊坡問題突出。
某抽水蓄能電站周邊陡坡巖體崩塌形成的倒石堆
抽水蓄能電站地勘工作主要按《水力發(fā)電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》》GB50287開展，工程建設(shè)階段和常規(guī)水電站相同，分為：選點規(guī)劃階段、預(yù)可行階段、可行性研究階段、招標階段和施工詳圖設(shè)計階段。隨著勘察階段的遞進，勘察手段和工作量隨之增加，蓄能電站地勘工作絕大部分在預(yù)可研、可研階段完成。根據(jù)現(xiàn)有部分抽蓄項目的統(tǒng)計，百萬千瓦裝機規(guī)模的電站預(yù)可研階鉆孔數(shù)通常約30個，進尺約3000米；可研階段鉆孔數(shù)量通常約100個，進尺約8000米。
地下廠房部位水平探洞
三、建議
在抽水蓄能高質(zhì)量快速發(fā)展時期，建議：
1. 關(guān)注地震地質(zhì)、地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查工作，確保擬推進的項目不受活斷層等因素制約。
2. 重視棄渣場、料場、交通工程、籌建期工程、施工場地等處的勘測工作。需要指出的是，可研階段料源勘察應(yīng)按詳查深度開展，料場勘探時，除了布置鉆探孔，盡可能布置適量勘探平洞，查清石料場的地層巖性分布，減少項目開工后料源不足等風(fēng)險。
某抽水蓄能電站石料場勘探平洞
3. 根據(jù)運營期抽水蓄能電站反饋的經(jīng)驗，在山勢陡峭處修建交通工程時，盡可能采用洞線工程，減少形成人工高邊坡，宜從抽水蓄能全壽命周期角度考慮問題,減少運營期高陡邊坡治理維護投入。
作者簡介
柴建峰，男，博士，正高工，注冊土木工程師（巖土），研究方向：水電地質(zhì)。
任職國網(wǎng)新源抽水蓄能技術(shù)經(jīng)濟研究院，從事水電地質(zhì)咨詢工作。
