在中國
我們用的每10度電中
就有約2度來自奔流的江河
而在這張強大的電網背後
是超過40000座水電站的世界
時至今日
世界上規模最大的水電站
在中國
（長江三峽水利樞紐工程，憑借2250萬千瓦的總裝機容量位列世界第一，攝影師@黃正平）
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世界上最高的大壩
在中國
（雅礱江錦屏一級水電站，憑借305米的壩高在當今世界已建成的大壩中位列第一，圖片來源@中國能建葛洲壩集團）
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世界上最強的水電“心髒”
單機容量百萬千瓦的水輪發電機組
也在中國
（金沙江白鶴灘水電站，其關鍵設備水輪發電機組的單機容量100萬千瓦，位列世界第一，攝影師@柴峻峰）
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我們為什麼擁有
如此眾多的超級水電站？
又是如何做到的？
今天，和小新一起了解
中國的超級水電站
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▲超級水電站，如何點亮中國？
三峽工程，
是許多人心中的一項超級工程。
作為全世界規模最大的水電站，
它平均1秒鍾的發電量，
就足以滿足一個中國人4年多的生活用電需求。
不過，很少有人知道，
就在它上遊一千多公裏外，
還有兩座“三峽”。
金沙江在這裏隔開四川和雲南兩省，
依次串聯起了四座超級水電站——
向家壩、溪洛渡、白鶴灘以及烏東德，
它們的總裝機容量，
就達到了三峽的兩倍之多。
在中國西南地區，
水能資源理論蘊藏量高達4.9億千瓦，
占據了全國的70.6%。
中國的十三大水電基地，
超過一半都在西南。
我們要如何才能利用
這些來自大江大河的能量呢？
首先，我們需要一座大壩。
超 級 大 壩
以金沙江水電基地為例，盡管金沙江的天然落差已經遠遠超過其他地勢平緩處的河流，但在短距離內，僅憑這樣的落差產生電力，還遠遠不夠。所以，為了提高發電效率，我們通常會在河流中間修建擋水的大壩，進一步抬高水位，提升落差。
但是，要在洶湧的江水之中修建大壩談何容易？因此，早在大壩開工之前，我們就必須先完成一項浩大的工程——讓河流改道，從而為大壩騰出幹燥的施工場地。直到大壩建成之後，再恢複原本的流向。
2014年，金沙江下遊的第一座超級水電站建成，它就是向家壩水電站。這座水電站的大壩，壩頂長度約900米，步行需要12分鍾才能通過；最大壩高則達到了162米，相當於一座近60層的高樓。它體型魁梧，外貌與著名的三峽大壩相似，憑借其巨大的重量，便可以與地基產生足夠強的摩擦力，以抵擋奔騰的江水，這就是所謂的“重力壩”。
正是這座大壩，讓上下遊的水位落差提高到了100米。但是，龐大的體型也意味著需要耗費大量的建築材料。在向家壩，僅大壩的混凝土澆築總量就高達1400萬立方米，足以填滿6000多個國際標準遊泳池。如此龐大的用量，僅材料運輸就是一筆不小的開支。
另一座大壩，宛如一隻白鶴張開雙翅，將金沙江攔在身後，它體態輕盈，恰如其名，人稱“白鶴灘”。它的最大壩高可達289米，相當於一座100層的高樓，而它的壩頂最窄處寬度卻僅有14米。如此輕薄的壩體，卻可以承受1650萬噸的推力，與15000多個長征五號火箭的起飛推力不相上下。這是如何做到的呢？
從空中俯瞰，我們可以發現，白鶴灘大壩采用的是一種拱形結構，我們將其稱為“拱壩”。這種結構可以將水流的推力順勢傳遞給兩岸山體，由於山體的分擔，拱壩並不需要重力壩那樣龐大的體量，便足以維持自身的穩定。盡管壩高接近向家壩大壩的兩倍，但白鶴灘大壩所需的混凝土卻隻有約800萬立方米，不到前者的60%。
此外，作為一種超靜定結構，拱壩具備極高的安全性，超載能力甚至可以達到設計指標的10倍以上。與此同時，拱壩也越修越高，在全球200米以上的高壩中占據了半壁江山。
但並不是哪裏都可以建造這樣的拱壩，隻有滿足極其苛刻的地質地形條件，比如高陡狹窄的河穀、堅硬完整的基岩等等，才可以將拱壩穩穩地卡在河穀之中。幸運的是，西南地區的眾多峽穀恰好提供了修建拱壩的絕佳地址。於是，各式各樣的拱壩都在這片土地上應運而生。
比如240米高的二灘大壩，270米高的烏東德大壩，以及目前世界最高壩——305米高的錦屏一級水電站大壩。
當這些高壩大庫在西南大地集結，原本桀驁不馴的江河也不得不暫時收斂它們的腳步，在這裏積攢能量。
然而，想要將這些能量進一步轉化，我們還需要一座超級電廠。
超 級 電 廠
大壩並不是一座密不透風的擋水牆，除了我們可以看見的泄洪孔，其內部還擁有複雜的管道，而它們將通向水電站的心髒——水輪發電機。
江水順著引水管到達機組，衝擊水輪機葉片旋轉，從而將水流的重力勢能轉化為機械能。水輪機同步帶動發電機旋轉，再將機械能轉化為電能，最終完成電力的生產。在這個過程中，我們隻是借助了流水的力量，並不消耗任何燃料，自然也不會排放二氧化碳等溫室氣體以及其他廢氣，所以水電還是一種可再生的清潔能源。
對於河麵開闊的地方，我們可以直接在大壩中間或後方修建廠房，以安置這些龐大的機組。但是，如果在狹窄的山穀裏，這些設備又該安放於何處呢？
在世界上規模最大的地下洞室群，246條隧洞縱橫交錯，宛若迷宮，總長可達217公裏。其中，最大洞室長438米、寬34米、高88.7米，甚至可以輕鬆停下13架波音737客機。
不僅如此，這裏還安放著世界上最強的水電“心髒”——單機容量百萬千瓦的水輪發電機組。它完全由中國人自行設計建造，一台這樣的機組隻要全力運轉1小時，就可以滿足千餘人全年的用電。
一般來講，水輪發電機組的單機容量越大，效率也就越高。白鶴灘的百萬千瓦水輪發電機組，能量轉換效率最高可達96.7%，幾乎可以說把每一滴水都用到了極致。
上世紀90年代中期，我國自主建造的水輪發電機組，最大單機容量僅有30萬千瓦。借著三峽工程的契機，我們終於實現了70萬千瓦的大跨越。
今天，從溪洛渡水電站的77萬千瓦，到向家壩水電站的80萬千瓦，從烏東德水電站的85萬千瓦，再到白鶴灘水電站的100萬千瓦，金沙江上的這四座超級水電站，也見證了中國水電機組的升級之路。
當白鶴灘水電站全麵建成之後，每年可以產生超過620億千瓦時的清潔電力。屆時，它們將跨越西南的高山峽穀，通過各級高壓輸電線路，送往近2000公裏外的華東地區，為“西電東送”這張壯麗的網絡注入新的能量。
就這樣，
我們在全世界水能資源最富足的地方，
修建起了如今這些超級水電站。
放眼全國，佇立江河之上的數萬座水電站，
與奔流不息的江水一樣晝夜不停地運轉，
每年可為我們提供
超過1萬億千瓦時的清潔電力，
相當於節約標準煤4.3億噸，
減排二氧化碳11.2億噸。
從裝機容量僅有480千瓦的石龍壩水電站，
到2250萬千瓦的三峽水電站，
再到單機容量世界第一的白鶴灘水電站，
一座又一座大壩，
一個又一個電廠，
在一代又一代建設者的腳下拔地而起。
也正因如此，
今天的我們才能夠利用這片山河的饋贈，
去點亮中國大地上的萬家燈火，
去支撐現代化的滾滾浪潮，
去創造一個充滿希望的美好明天。
