超級抽水蓄能調峯(兼南水北調西線工程)系列_風聞
青鼎01-任何真理都有适用范围,超过极端就成了谬论01-26 20:26

利用壓縮空氣儲能調峯並引風雲雨雪,汛期抽水蓄能調峯,過峽谷式分水嶺自流北調,從而逆轉自然襲奪現象。
本系列築壩蓄水量大於現有規劃梯級,以利於防洪,主要新增一系列臨時小水電站(調水沿線峽谷式分水嶺兩側)。基本不挖掘隧道(近乎全程露天),無需嚴格控制含沙量,自然侵蝕可逐漸提高蓄水調水能力,分水嶺削低後依次拆除相應小壩,未來可通航。
優選六大路線如下:
①藏布運河(雅魯藏布→系列天然峽谷和分水嶺→車爾臣河且末縣)
②隆巴運河(察隅河→系列→格爾木河)
③灣甸運河(怒江灣甸→分水嶺大田壩1440米→瀾滄江,黃河→都蘭縣香日德)
④漾濞運河(瀾滄江漾濞→劍川縣→分水嶺九河2390米→金沙江,龍羊峽水庫→青海湖,青海湖第一大水源布哈河陽康曲→疏勒河玉門市)
⑤久治運河(大渡河阿曲阿壩縣→分水嶺若曲3750米→黃河沙曲久治縣)
⑥岷洮運河(白龍江→宕昌縣阿鄔鎮2550米→洮河,莊浪河→古浪河)

從實用主義出發,先説明第五條久治運河詳細路線如下:
大渡河支流大金川雙江口水電站(正在建設,預計2025完全投產,其餘皆未建設)(正常蓄水位2500米,多年平均徑流量158億立方米,庫容31.15億立方米)→腳木足河卜寺溝水電站(正常蓄水位2600米,多年平均徑流量約68.5億立方米)→達維水電站(正常蓄水位2680米)→巴拉水電站(正常蓄水位2920米,集雨面積15840平方公里,多年平均徑流量約60億立方米)→下爾呷水電站(麻爾曲16.61+9阿柯河口多年平均徑流量25.61億立方米,正常蓄水位3120米,水庫回水長度約90km,總庫容約28.0億立方米,調節庫容約19.3億立方米)→阿曲(阿壩縣海拔3300米)→若曲分水嶺海拔約3750米→沙曲(久治縣海拔3650米)→黃河。

又有三個分支可能:
東路線分水嶺海拔約3750米(馬爾康縣→紅原縣)梭磨河(多年平均徑流量18億立方米,流域總面積3015.06平方公里)
中路線(阿壩縣→久治縣)
西路線4350米(班瑪縣→久治縣哇賽鄉)降水充沛,年均雨日171天,降水量在764.4毫米,居青海省之冠。(久治縣地圖對應中線北側和西線南北,因此西線調水大概是重要組成部分)
下爾呷水電站3120米→麻爾曲3150米→馬柯3900米→滿日塔瑪3990米→朗塔→分水嶺核朗塔4350米→久治縣哇賽鄉3900米

具體操作與其他路線類似,先在分水嶺附近(阿壩縣)築壩蓄水自流。然後沿阿曲梯次增築,抽水蓄能自流(北側同理,在久治縣、沙曲築壩,從而可逆調水)。現有規劃梯級多是高壩大庫,雲霧線以上分水嶺附近新增低壩小二型水庫(關鍵是增加高海拔有效降雨)。
假設最後五十米築五座低壩(水頭各十米左右),其他梯級水頭三五十米不等。分水嶺削低後依次拆除。
冬季在分水嶺原址北側(久治縣南)噴水築冰壩(可阻擋北風雪),又可利用冰川效應進一步侵蝕峽谷式分水嶺,加速拓寬河道。
高海拔地區不方便築壩蓄水,也可利用冰壩法解決凍土和環保等問題。具體而言,就是在黃河門堂水電站(蓄水位3724米,規劃裝機容量375兆瓦)壓縮空氣引風雲雨雪,通過高壓管道輸送到西南、東南調水路線峽谷,然後泄壓制冰壩蓄水並回收電力。
注:久治縣年平均氣温0.1℃,低於0℃的寒冷期長達184天,其中低於-10℃的嚴寒期達到131天。年日照時數2084.5-2509.5小時,是青海省日照時間最少的地區。降水充沛,年均雨日171天,降水量在764.4毫米,居青海省之冠(主要對應西路線)。

附:
大渡河雙江口水電站(建成後)至長江葛洲壩水電站梯級額定水頭合計約1183+在建428=1611米(估算),黃河梯級水電站合計額定水頭1284+在建292=1576米(估算),二者相當(抽水蓄能效率75%)。也就是説此路線暫時沒有抽水蓄能效率超過100%的特殊效果(0.75×1284/1183=0.814,但汛期抽水蓄能還是可以有的)。此外,安寧、巴底、丹巴水電站未開工建設(若全部建成將超過1900米)。
除了水頭,還有一個關鍵是年發電時長,已建成的水電站基本是定量在4000至5000小時,這是因為以前水輪機組產能不足,又無那麼多調峯需求,而現在調峯矛盾容易產生調峯棄水,水輪機組產能逐漸過剩,因此黃河梯級水電站應該儘量擴機增容,最好翻倍,年發電時長壓縮至2000小時,從而提高調峯能力。
雙江口最大壩高312最大水頭251.4最小161.6額定215加權平均222.7米,正常蓄水位2500米

水頭估算説明如下:
①最大水頭。相鄰梯級水庫正常蓄水位差小於最大壩高一半的,以此為最大水頭(加尾數0.01)。水位差明顯超過的,以最大壩高係數估算(加尾數0.002),下游深谷低壩0.4倍,中壩0.6倍,高壩0.8倍,上游0.9倍(例如巴底水電站),瀑布引水電站可遠大於一(例如硬梁包水電站)。最後通過裝機容量(水輪機發電效率最高95%左右,額定點效率91%左右,此以90%估算)和引用流量矯正。
②額定水頭。以最大水頭係數估算,低壩0.6倍,中壩0.7倍,高壩0.8倍。同樣用裝機容量和引用流量矯正。由於缺乏引用流量數據,結果是雙重矯正。三峽按90%發電效率和90.1米水頭估算得發電用水率略微超過100%,按95%效率估算用水率則是95%強。
長江三峽最大壩高181最大水頭113最小71額定左岸80.6右岸85加權平均90.1米,正常蓄水位175米

高海拔路線冰壩蓄水方案詳細説明如下:
下爾呷水電站3120米→麻爾曲3150米→馬柯+俄柯3750米(班瑪縣白玉鄉西)→馬柯冰壩蓄水3850+250=4100米(哇爾依鄉滿格村3800米,滿日塔瑪3990米)→朗塔冰壩蓄水4100+250=4350米→分水嶺核朗塔4350米→久治縣哇賽鄉3900米
相應的在黃河門堂水電站(或利用光伏、風電)壓縮空氣(儲能調峯並引風雲雨雪),通過高壓管道輸送到朗塔(海拔4100米)、哇爾依鄉(海拔3850米)製冰壩蓄水。其上配套建設槽式光熱發電,遮陽遮雨並控制冰壩高度和角度。
冰川區和雪山春夏融水量隨氣候變化而劇烈波動,危害沿途地區。中下游築壩蓄水可緩解春訊危害,冰壩調水可從源頭解決問題。

具體操作如下:
①利用膨脹壓縮循環提高效率(損失少量氣壓獲得大量熱能和冷能),一邊製冰壩一邊供暖,附帶空分製氧制氮。夜間泄壓人工降雨。
②夏季利用水温+槽式光熱回收電力,或直接抽水北調。冬季歇菜檢修,冰壩可以搞成超級冰雕開發旅遊。
③利用光熱槽(及熱管)庇廕冰壩(遮陽遮雨)並控制其高度和角度。
④利用高壓水刀切削冰壩上游蓄水側,從而控制利用水温的效率。(可謂是夏季温水庫永動機,原理是通過壓縮空氣或二氧化碳利用低温廢熱,將無序熱震動轉變成有序機械運動,再通過冰層厚度導熱效率控制熱循環,最後通過光熱加強)
相關計算如下:
冰比重0.9,水凝固熱(冰熔化熱)334kJ/kg,百萬立方米水凝固可釋放熱能約334000吉焦,一吉焦熱能摺合278千瓦時。三峽90米水頭4.5立方米可發電一千瓦時,雙江口222.7米水頭165.36立方米可發83.41千瓦時(1.9825立方米發電1千瓦時)。抽水蓄能效率75%強。
假設冰壩長1000頂寬100底寬300高100米(邊坡45°),體積2000萬立方米,總凝固熱相當於20×0.9×0.00334×278=16.71336億千瓦時,可抽水16.71336×4.5×0.75=56.40759億立方米(揚水升高90米)
冰壩長2000頂寬100底寬1140高300米(邊坡30°),體積3.72億立方米,總凝固熱相當於372×0.9×0.00334×278=310.868496億千瓦時,可抽水310.8685×1.9825×0.75=462.22億立方米(揚水升高222.7米)
