五十年前，中國(guó)科考隊(duì)第一次踏入這片與世隔絕的峽谷時(shí)，就被它的力量徹底震撼 —— 雅魯藏布江在喜馬拉雅腳下切出世界上最深的峽谷，天然落差超2,200 米，發(fā)電潛能足以點(diǎn)亮億萬(wàn)家庭。

為什么明知這里蘊(yùn)藏如此巨大的能量，我們?nèi)匀坏却税雮�(gè)世紀(jì)才真正動(dòng)工？是什么樣的困難，讓幾代工程師殫精竭慮？我們又將如何在地質(zhì)條件最復(fù)雜的禁區(qū)，深入地底，去建造這項(xiàng)史無(wú)前例的世紀(jì)工程？

大家好，我們今天來(lái)一窺全球最大的水電工程 ——雅下工程，到底是怎么建的？

一滴水，從高處下落。摔到一架小水輪上，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，會(huì)帶動(dòng)扇葉旋轉(zhuǎn)一點(diǎn)點(diǎn)距離。來(lái)更多的水，扇葉會(huì)旋轉(zhuǎn)得越來(lái)越快。加大扇葉，同時(shí)加水，現(xiàn)在你有了一架水輪機(jī)。

水輪機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子上的磁場(chǎng)隨之旋轉(zhuǎn)，并不斷切割外圍的定子線圈，就能產(chǎn)生電流。這就是水力發(fā)電的基本原理。

水電站的電力，歸根結(jié)底來(lái)源于水流的勢(shì)能。想知道一條河到底能發(fā)多少電，我們可以用水力發(fā)電潛能公式來(lái)計(jì)算：

其中的Q 和 H，分別表示水流的流量和水頭高度。這兩個(gè)條件，是決定水力發(fā)電潛力的關(guān)鍵因素。

那么縱觀全世界，哪里有著最佳的水電潛力呢？沒(méi)錯(cuò)，就是雅魯藏布江，尤其是這個(gè)大拐彎處。這里的江水在短短 150 公里的流經(jīng)路徑內(nèi)，形成了超過(guò) 2000 米的天然落差。

如此巨大的落差當(dāng)然不會(huì)無(wú)緣無(wú)故產(chǎn)生，它是一上一下兩種力共同作用的結(jié)果。

首先是大家初中都學(xué)過(guò)的板塊碰撞之力。

雅魯藏布江位于喜馬拉雅山脈，正處在亞歐板塊和印度洋板塊的交界處。兩大板塊間強(qiáng)烈的擠壓，導(dǎo)致了地殼快速且不均衡的抬升，由此形成了地球上最雄偉的山系。

碰撞之力拔高了山脈，但為什么大家都在提高，雅魯藏布江大峽谷卻在變得越來(lái)越深呢？

這就要得益于，那股神奇的向下之力了。

與一般的高山河流不同，雅魯藏布江是一條先成河。所謂的先成河，指的是雅魯藏布江出現(xiàn)的時(shí)間比周邊山脈更早。在周圍山脈隆起前，這條大河就已經(jīng)存在了。

多年水流沖刷造成的強(qiáng)烈向下侵蝕，生生切穿了上升的山體。

一邊是板塊抬升，另一邊是水流侵蝕，一上一下兩種力共同造就了世界上最深的峽谷。

但光是深可不夠，通過(guò)發(fā)電潛能公式我們能夠知道，水力發(fā)電除了需要很大的落差外，還需要巨大的水流。

而這，恰恰是雅魯藏布江的另一特長(zhǎng)。

雅魯藏布江年徑流量 1380 億立方米，是我國(guó)第四大的河流。

之所以能有如此巨大的流量，還要感謝印度洋的暖濕氣流。每年夏季，印度洋吹來(lái)大量水汽，但高高隆起的喜馬拉雅山就像一堵高墻，將大部分水汽阻擋下來(lái)。

雅魯藏布江下游的墨脫，是為數(shù)不多的缺口之一。堆積的水汽找到出口，于是一股腦涌入，形成了水汽通道。

水汽通道，不僅讓墨脫成為了西藏小江南，還源源不斷地為雅魯藏布江兩岸帶來(lái)豐沛降水，最終匯聚成了這條滾滾大河。無(wú)與倫比的水頭高度，加上奔涌不息的巨大水流，共同造就了全世界首屈一指發(fā)電潛力。

有潛力，還得開(kāi)發(fā)出來(lái)才實(shí)際。2025 年 7 月 19 日，雅魯藏布江下游水電工程正式開(kāi)工。

關(guān)于該工程的建造方案，目前一共只透露出了八個(gè)字：截彎取直、隧洞引水。

這八個(gè)字可以分成兩部分，讓咱們分開(kāi)說(shuō)。

截彎取直

前面講過(guò)，整個(gè)大拐彎區(qū)域的河流長(zhǎng)度只有 150 公里，但落差卻有 2,000 米。這樣的坡度已經(jīng)很驚人了，但工程師們?nèi)匀挥X(jué)得不夠。

他們連拐彎都不想要，而是準(zhǔn)備直接從上游向下游開(kāi)鑿一條不到 50 公里的隧道，通過(guò)隧道引水發(fā)電。

具體地說(shuō)，雅江工程將在大拐彎上游的派鎮(zhèn)附近設(shè)置取水樞紐，將部分江水引入引水隧洞。水流在隧洞中穿山而過(guò)，繞開(kāi)長(zhǎng)達(dá)數(shù)百公里的天然河道，以近乎直線的路徑，到達(dá)下游的墨脫縣附近。

隧洞取水

在江水奔流而下的過(guò)程中，水流將利用其超過(guò) 2,000 米的巨大天然落差，驅(qū)動(dòng)地下廠房?jī)?nèi)的水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，最后再將水流釋放回雅魯藏布江主河道。

為了更有效地管理巨大的水頭壓力，同時(shí)也是為了能夠分階段實(shí)施建設(shè)，保證項(xiàng)目的順利進(jìn)行。整個(gè)雅下工程規(guī)劃由五座獨(dú)立的電站，串聯(lián)在一起，構(gòu)成的梯級(jí)開(kāi)發(fā)體系。

這種模塊化的設(shè)計(jì)，不僅降低了單一節(jié)點(diǎn)的工程風(fēng)險(xiǎn)，也為未來(lái)的調(diào)度運(yùn)行和維護(hù)管理提供了便利。

雖然今年才正式動(dòng)工，但 “ 截彎取直、隧洞引水 ” 的建造方案，早在 2002 年就被提出了。經(jīng)過(guò)多年論證，最終確定使用這套方案，是因?yàn)樗兄T多優(yōu)勢(shì)。

首先就是水能利用率高。截彎取直縮短了水流路徑，從而能夠以極高的效率捕獲水能。五級(jí)階梯則能夠分散每座電站的負(fù)載，減少損耗，亦能延長(zhǎng)設(shè)備工作時(shí)間。

效率高、工作時(shí)間又長(zhǎng)，兩兩結(jié)合之下，雅下工程的綜合水能利用率能高達(dá) 85% 以上。

其次是生態(tài)友好。通過(guò)隧洞引水，發(fā)電站最大限度地減少了對(duì)地表植被的擾動(dòng)，并為魚類等水生生物保留了部分天然河道，降低了對(duì)生物多樣性的沖擊。

還有，該方案的地質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)。雅下工程關(guān)鍵的引水和發(fā)電設(shè)施都深埋于山體內(nèi)部，可以有效規(guī)避地表頻發(fā)的滑坡、崩塌、泥石流等自然災(zāi)害的威脅，提升了工程的安全性和穩(wěn)定性。

總之，截彎取直、隧洞引水的方案在充分利用當(dāng)?shù)厮苜Y源的前提下，還減少了對(duì)生態(tài)的影響，同時(shí)保障了工程的安全穩(wěn)定，實(shí)在是多方探討后的最佳方案了。

既然方案這么好，為什么直到現(xiàn)在才開(kāi)始動(dòng)工呢？其實(shí)，在雅魯藏布江修建水電站的構(gòu)想，在很早之前就進(jìn)入了國(guó)家的視野。

1973 年，中國(guó)科學(xué)院成立了青藏高原綜合科學(xué)考察隊(duì)，這是人類歷史上第一次全面、系統(tǒng)地考察青藏高原。

在超過(guò) 50 個(gè)專業(yè)、2,000 多人的努力下，考察隊(duì)經(jīng)過(guò) 4 年野外探索，終于確定雅魯藏布江蘊(yùn)藏著驚人的水能資源。

1980 年，全國(guó)水力資源大普查啟動(dòng)，雅江是重點(diǎn)考察項(xiàng)目，這次考察結(jié)束后，在雅魯藏布江上架設(shè)水電站的想法被正式提出。

2002 年，徐大懋和陳傳友在《 中國(guó)工程科學(xué) 》期刊上發(fā)表文章，探討雅魯藏布江水能開(kāi)發(fā)的具體實(shí)現(xiàn)措施。

2024 年 12 月，雅魯藏布江下游水電工程正式獲得核準(zhǔn)。

到這一步，關(guān)于雅魯藏布江水能開(kāi)發(fā)的探討和論證，已經(jīng)過(guò)去了半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間。之所以半個(gè)多世紀(jì)都遲遲無(wú)法開(kāi)工，只有一個(gè)原因，它實(shí)在太難了！

就跟把大象關(guān)進(jìn)冰箱只需要三步一樣，理論上實(shí)現(xiàn)雅下工程也一共只需要兩步：挖洞、安水輪。

說(shuō)起來(lái)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)起來(lái)卻難如登天，字面意義的登天。

雅魯藏布江是全世界最高的大河，所在區(qū)域的平均海拔在 4,000 米以上，而下游的墨脫縣在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，都是中國(guó)境內(nèi)唯一沒(méi)有通公路的縣。

就是在這樣的自然條件下，工程規(guī)劃挖掘一條世界上埋深最深、長(zhǎng)度最長(zhǎng)的水工隧洞，其中的挑戰(zhàn)可以想象。

在平地上挖洞，大家首先會(huì)想到盾構(gòu)機(jī)。但是在高山區(qū)域挖洞，所使用的設(shè)備和盾構(gòu)機(jī)還不太一樣。

盾構(gòu)機(jī)更適用于黏土、砂土、淤泥等軟土地層，而高山這樣的巖石堅(jiān)硬地層，所使用的設(shè)備被叫做全斷面隧道巖石掘進(jìn)機(jī)TBM。

雖然都是挖洞，但兩者的運(yùn)行方式并不完全相同。

比較明顯的區(qū)別在于盾構(gòu)機(jī)挖掘的地層較軟，需要依靠盾殼和管片來(lái)支撐隧道壁。

而 TBM 工作的地層較硬，在巖石穩(wěn)定的情況下，甚至可以不支撐隧道壁。

這聽(tīng)起來(lái)好像是一件好事，但其實(shí)并非如此。不用支撐的巖石穩(wěn)定，但同時(shí)也意味著它堅(jiān)硬，且蘊(yùn)藏著巨大應(yīng)力。

雅下工程的隧洞深埋于數(shù)千米的山體之下，時(shí)刻承受著巨大的地應(yīng)力。

當(dāng)巖體被挖開(kāi)時(shí)，應(yīng)力會(huì)突然釋放，可能引發(fā)巖爆。一旦發(fā)生巖爆，巖石會(huì)如爆炸般射出，對(duì)人員和設(shè)備構(gòu)成致命威脅。

同時(shí)高山地區(qū)地形復(fù)雜，不可能一整條隧道都處在穩(wěn)定巖層中，面對(duì)塌方、涌水、巖變等問(wèn)題，都需要專門的對(duì)策。

這篇論文就講述了北疆供水二期工程中，TBM 施工遇到的問(wèn)題以及解決方案。

工程隊(duì)費(fèi)盡千辛萬(wàn)苦挖好了洞，是不是就高枕無(wú)憂了呢？才沒(méi)那么簡(jiǎn)單！

雅魯藏布江擁有全世界最豐富的水能資源，但也正是水能太豐富了，所以普通水輪機(jī)根本頂不住如此磅礴的水流。

我們需要世界上最厲害的水輪機(jī)。水電站所使用的水輪機(jī)通常被分為兩類：反擊式和沖擊式。

拿大家最了解的三峽水電站來(lái)說(shuō)，它所使用的就是反擊式水輪機(jī)，更具體一點(diǎn)，是反擊式下的混流式水輪機(jī)。

這種水輪機(jī)的特點(diǎn)是，整個(gè)水輪都淹沒(méi)在水流之中。

水流會(huì)從水輪機(jī)四周水平方向向中心流入轉(zhuǎn)輪，然后轉(zhuǎn)為向下方向出口，水流進(jìn)入轉(zhuǎn)輪時(shí)會(huì)推動(dòng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，同時(shí)在向下通過(guò)葉片時(shí)還會(huì)再推動(dòng)轉(zhuǎn)輪一次。

反擊式水輪機(jī)利用水流的動(dòng)能與勢(shì)能發(fā)電，效率很高，但這類水輪機(jī)需要有壓水流才能工作，所以更適用于帶有大壩的水電站。

像是雅下工程這種水頭極高，又沒(méi)有很高大壩的水電站需要使用沖擊式水輪機(jī)。

沖擊式水輪機(jī)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)輪受到噴射水流的沖擊而旋轉(zhuǎn)，工作過(guò)程中水流的壓力不變，主要利用的是水流的動(dòng)能，所以不需要整個(gè)泡在水中。

與反擊式相比，沖擊式水輪機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，更適合高原山地這樣的場(chǎng)景。確定了水輪機(jī)的類型，還需要知道水輪機(jī)的功率。

新聞里說(shuō)得很清楚，雅下工程年發(fā)電量 3,000 億千瓦時(shí)，要實(shí)現(xiàn)這么大的發(fā)電量，一定要非常大的水輪機(jī)。

而全球最大的沖擊式水輪機(jī)，正來(lái)自中國(guó)廠商。不久前，央視報(bào)導(dǎo)了一臺(tái)由哈電集團(tuán)自主研發(fā)，外徑 6.23 米，重達(dá) 80 噸的 “ 全球單機(jī)容量最大的 500 兆瓦沖擊式水輪機(jī) ”。

技術(shù)有了，設(shè)備也有了，想要完全驗(yàn)證一項(xiàng)世紀(jì)工程，最好還有一個(gè)模板打樣。

2005 年就開(kāi)始建設(shè)的錦屏一級(jí)、二級(jí)水電站就是最好的實(shí)踐。

特別是錦屏二級(jí)水電站，它位于雅礱江干流，同樣是利用錦屏大河灣的天然落差，同樣是截彎取直、開(kāi)挖隧洞、引水發(fā)電，基本上可以看作是一個(gè)縮小版的雅下工程。

在雅下工程之前，它一直保有著 “ 世界最大規(guī)模引水隧洞群 ” 的稱號(hào)。

新聞要連在一起看：2006 年，國(guó)家通過(guò)錦屏二級(jí)水電站工程，學(xué)習(xí)如何在極端條件下建設(shè)復(fù)雜水電站。2016 年，北疆供水二期工程，又進(jìn)一步強(qiáng)化了設(shè)備的使用和特殊困難的解決方案。2025 年，國(guó)產(chǎn)自研了世界上最大的沖擊式水輪機(jī)。

至此，我們才敢說(shuō)能夠在雅魯藏布江，這條地上天河上，建設(shè)全球最大的水利工程。

雅下工程難嗎？非常難，不然也不需要論證 50 年，不然也不會(huì)每個(gè)小步驟的實(shí)踐，都能衍生出新的世界記錄。

但是因?yàn)樗y，我們就不做嗎？如果這樣想，就忽視了雅下工程的巨大意義。

雅下工程整體投資1.2 萬(wàn)億，并不便宜。

這 1.2 萬(wàn)億投入之后，最直接的經(jīng)濟(jì)收益是每年 3,000 億度電。按每度電 0.5 元計(jì)算，需要 8 年才能回本。

當(dāng)然，實(shí)際還有運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本，可能需要 10-20 年才能回本。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，雅下工程并不算一筆高回報(bào)的投資。

但宏觀經(jīng)濟(jì)學(xué)中有一個(gè)概念，叫做乘數(shù)效應(yīng)，它的意思大概是說(shuō)，如果你投入一塊錢進(jìn)入生產(chǎn)，實(shí)際上在整個(gè)社會(huì)中產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)流轉(zhuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止一塊錢。

雅下工程萬(wàn)億級(jí)的投資注入，對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的促進(jìn)作用和就業(yè)市場(chǎng)的帶動(dòng)作用，才是更大的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。

更進(jìn)一步地講，雅下工程對(duì)于墨脫的幫扶作用也是不可忽視的。很多人都知道，墨脫是中國(guó)最后一個(gè)修公路的縣，這里山高路遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)緩慢。

雅魯藏布江水電工程建設(shè)的過(guò)程中，必然要求對(duì)區(qū)域內(nèi)的交通基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行脫胎換骨式的升級(jí)。

交通瓶頸的打破，能夠?yàn)槟摰慕?jīng)濟(jì)發(fā)展注入強(qiáng)大的動(dòng)力。再更進(jìn)一步，雅下這樣星球級(jí)的改造工程，對(duì)于人類整體科技水平的提升也是顯著的。

1962 年 9 月 12 日，約翰·肯尼迪在萊斯大學(xué)發(fā)表了著名的《 我們選擇登月 》演講。其中的這段內(nèi)容，放到雅下工程身上，依然貼切。

我們建設(shè)雅下工程，不是因?yàn)樗芎?jiǎn)單，恰恰相反，正是由于它困難重重。

通過(guò)這個(gè)目標(biāo)，將凝聚和檢驗(yàn)人類最頂尖的智慧和力量；這個(gè)挑戰(zhàn)，我們樂(lè)于接受、不愿推遲且勢(shì)在必得，其他的挑戰(zhàn)亦是如此。

來(lái)源：差評(píng)X.PIN

編輯：Zoey

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