水电是我国应用最广,成本最低的非化石能源,其开发潜力无穷。基于水电开发建设现状,我国政府将水能资源作为能源战略和能源安全的积极发展领域,深入贯彻全面协调、统筹兼顾、保护生态、发挥综合效益的原则,实现人与自然和谐相处,促进经济社会可持续发展。在水电(航电)工程建设期及后续维护中,工程物探发挥着不可替代的作用,不仅包含重力、磁法、电法和地震等传统物探方法,也包括近年出现的许多新型物探技术。
在党的二十大召开之际,暨中国共青团成立一百周年,为深入学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想,更好的理解“绿水青山就是金山银山”绿色发展理念,始终坚持受教育,长才干,做贡献的宗旨;引导青年学生在观察实践中增长本领,将专业知识与水电(航电)工程生产实际紧密结合,增强学生的专业认同感和专业自豪感。2022年6月,成都理工大学地球物理学院从深化产学研协同育人机制的原则出发,学院勘查技术与工程专业自行筹建“地球物理学院赴乐山龙溪口水电站调研”实践团队,依托我校与四川中水成勘院工程物探检测有限公司联合组建的“教学实习基地”和“产学研联合实验室”,在学院地球探测与信息技术系主任闵刚老师的带领和四川中水成勘院工程物探检测有限公司的精心协调安排下,安排部分优秀学子赴岷江犍为和龙溪口航电枢纽工程现场开展研学之旅。



岷江航电是以航运为主,结合发电,兼顾供水、灌溉、实现水资源综合利用的国家大中型水利水电工程。随着岷江犍为航电枢纽和龙溪口航电枢纽工程建成投用,自乐山至宜宾段的交通区位条件将会发生历史性、根本性改变,对周边的辐射集聚能力显著增强,为犍为全方位扩大开放奠定基础、创造条件。升级后的航道,岷江乐山至宜宾段162公里航道将达到三级航道标准,可常年通行1000吨级船舶,丰水期通行3000吨级船舶,让“长江黄金水道”向上游岷江延伸162公里,进一步深入四川腹地,补齐成都平原经济区水运短板,改善成都平原经济区,川南经济区等对外开放定位,为成都平原经济区提供更近的出海口岸。

在犍为县城上游约2公里处,岷江之水奔流而下。放眼望去,犍为航电枢纽横跨在河道两岸,赫然屹立于江面之上。虽然犍为航电枢纽属于中小型电站,但是大国工程的气质一览无余,令我们感到十分震撼。中国水电看西南,西南水电看四川。据张工介绍,犍为枢纽项目是岷江下游河段航电规划的第三个梯级,是目前国内在建单机最大的灯泡贯流式电站。在航电枢纽建成后,在原来能通行500吨级船舶的基础上,如今通过船只能达到1000吨级,汛期时能达到3000吨。其主要建筑物包括三级船闸、泄洪冲砂闸、发电厂房、混凝土重力坝、开关站、鱼道和库区防洪堤等。2021年4月15日,犍为航电枢纽已实现9台发电机组全部并网发电。



在建筑的中部,安置有二十八孔泄洪闸可以通过闸门的启闭控制库容水位,在枯水期将水位保持在一个位置,以有限的流量去通过发电机机组进行发电。当洪汛期发电机组的流量不足以泄洪时,开放工作闸门,把库容里面多余的水外放。停在此处的龙门吊主要用来吊运和启闭闸门,也可进行安装作业。龙门吊安装在一贯穿水电站的轨道上,经过它时,需谨慎快速通过,以免高空坠物。

从公路接壤部位到发电厂端头的部位,设置有几个站点,中间牵着浮漂绳。请教张经理后了解到这是拦污栅,诚如其名,它可以把大量的垃圾或杂物拦截到发电厂房以外的部位,避免江面上漂浮的杂物进入水轮机组齿轮叶片,造成缠绕或者损害。同时可以聚集江面垃圾,方便整体清洁。

在生态环境保护方面,为减少对当地河流原生环境的影响,在航电枢纽的左岸有一条仿生态鱼道,鱼道全长1.85公里,宽4米,深2.5米,每格池室长4.8米,是西南首条、国内规模最大的仿生态鱼道,采用宾格网石笼作为隔墙形成鱼翅,并采用竖缝作为过鱼口,提供的流动条件类似于为受干扰的河流流动,从而使鱼群越过鱼道时不发生非生物性边界条件的改变而通过。可有效降低航电工程对上下游岷江水生态系统形成的分割及原河道鱼类自然通过改变的影响。除此之外,为了防止水利水电工程的建设和运行淹没鱼类生境,阻断鱼类基因交流进而造成鱼类资源量下降、多样性难以维持。另外,还采用了增殖放流的方式保护我们的生态环境,鱼类增殖放流站通常由亲鱼池、催产孵化池、开口苗池、鱼苗池和鱼种池等建筑物组成。

进入尾部是四川中水成勘院犍为航电项目部的建筑小房,里面装有真空激光准直系统的控制端和动力单元,这套系统能够很直观的观察到坝面是否发生上下游或者左右岸的位移。将浮漂放置在油桶中,浮漂的另一端连接特制钢丝,从此一直延伸至地下50米的地方,钢丝作为倒垂线底部通过混凝土锚固,当坝面发生位移,可带动置物架和油桶发生偏移。由于钢丝固定一直保持不动,仪器中刻度值会发生一些变化,测出位移绝对值。

中午,在张经理的带领下,实践队驱车前往了岷江龙溪口航电。龙溪口航电枢纽是岷江162公里河段航电梯级规划的第四个梯级,与犍为航电枢纽类似,其功能以航运、发电为主,兼顾防洪、供水、环保、旅游,为河床式水电站,闸坝式挡水建筑物。坝址枢纽采用“一字型”布置,厂房坝段总长270.4米,发电厂房共安装9台机组,总装机容量480兆瓦。除了向实践队介绍沿途中相关的工程建设装置外,张经理还着重讲述了物探技术在建筑工地或者大型工程中的定位以及专业相关的工作内容,例如地球物理场动态信息的获取和及时处理可以直接服务于坝体变形研究。这不仅让我们感受到了计算机系统和信号处理技术在地球物理勘探中的重要性,更启发了我们强化计算机和信号处理技术方面的知识积累,对提高地球物理技术应用水平的关键性。

为更加深入了解水电建设中尖端技术与物探专业的联系,在上午行程结束之后,实践队来到了四川中水成勘院检测有限公司岷江航电建设项目部。带队老师闵刚老师首先就张经理上午的讲解致谢,并向同学们分析工程物探所涉及到的已学和将要学习的专业知识。闵老师谈到,通过此次参观我们可以意识到物探专业在基础设施建设中重要地位,它有着非常高的准确性。物探行业还有很大的发展前景,我们可以尝试去探索。依托我校与四川中水成勘院工程物探检测有限公司联合组建的“教学实习基地”和“产学研联合实验室”,大家可以积极参与进来,多听、多看、多学、多做,找准学习方向,为将来打下基础。在岷江航电枢纽的建设中,很好的做到了生态保护与经济建设相协调,既利用绿色能源实现航运、发电功能,促进经济圈发展,又保证了原有鱼类正常生存与繁殖,保障当地生态环境尽可能小的受到改变。可持续发展道路不是一句简单的口号,而是踏实落实于实践工作的行动。作为学生,在未来为祖国建设做贡献的时候,一定也要铭记我们的初心,承担青年责任。
下午两点,张经理对实践团队进行了理论培训,结合ppt深入浅出地为大家介绍了水电站的建设意义,物探专业在生产实践中可以应用的领域、可以参与的环节。在水电领域常用的物探方法主要在前期施工期以及运行期。
在前期勘探中,我们可以运用电磁法、高密度电阻率法以及浅层地震法等物探技术对施工场地进行勘探,查明地下基岩埋深、断裂分布以及地层结构等,为航电枢纽选址和施工设计提供参考。在施工期,可运用超声波三维成像法,通过网格化的成像,在1到2米的探测范围内,呈现出一个三维立体形式的检测成果图,它能使我们看到混凝土表面以内的钢筋分布并判断钢筋是否有缺失或断裂,也可以用来分析混凝土浇灌质量是否有安全缺陷。在后期,也可以应用物探技术实时监测航电枢纽内部结构,第一时间排查安全隐患。另外,张经理还讲解了物探技术在其它领域的应用,比如隧道病害勘探,我们可以利用瞬变电磁、地质雷达等相关物探技术来探测前方是否有涌水、空洞区以及是否是富集水的区域,以减少在施工开挖过程中的风险。

除此之外,同学们还了解了声波检测、声呐探测、三维激光扫描、水下机器人等在课本上很少接触的物探技术。具体了解了三维激光技术在航电枢纽安全性评估中的应用,先运用三维激光扫描技术,设立基准点,把建筑物全都通过三维激光进行扫描,在电脑中呈现出固定的模型;经过一段时间或者区域发生地质情况后(地震、洪水或者山体滑坡),再次运用相同的技术可进行前后的对比,得出建筑物是否存在变形的情况,综合排查和评价航电枢纽的安全隐患。水电站运行期,通过水下地形扫描及多波束技术,可运用水下机器人,对地下结构进行相关探测,通过前后对比,得出水下泥沙沉积及是否有坝体泄露问题。
观摩了蔚为壮观的犍为航电、龙溪口航电,又听取了张经理的热心讲解,实践队员在行程中的每一步都收获满满。雄伟壮观的水电站背后是无数工作者长期的努力,其中更不乏物探人的身影,他们踏实建设,艰苦奋斗,在工作中不懈努力,用汗水书写属于物探人的传奇。作为新时代青年的我们,应该继续发扬物探人勇于探索,敢于创新的奋斗精神,在充分调研中掌握更多专业知识,努力践行习近平新时代中国特色生态环境发展观,将理论知识与业务工作相结合,增强自身才干,做到学以促用,做到将书本知识融会贯通的同时,不断提升素养,不断实践创造,坚定理想信念。

以吾之青春,担国之重任。凭吾之才华,促国之繁茂。立足实际、志存高远,为建设美丽中国贡献自己的一份力量!