
大古力水电站(Grand Coulee Hyower Station)是美国哥伦比亚河(Columbia River)中游干流上一座具有发电、防洪、灌溉、调节径流、城市供水、旅游和改善航运等综合效益的大型水利枢纽。坝址位于华盛顿州斯波坎市以西大约145km处,离古力市45km处(47°57′21″N ;118°58′54″W),是美国最大的水电站。枢纽包括拦河坝、4座发电厂(第一厂房/第二厂房/第三厂房/抽水蓄能厂房)、3个高压开关站等。【图为】大古力水电站全景图(摄影: NWicon.com;拍摄时间:2009年9月6日)。

大古力水电站(Grand Coulee Hyower Station)地理位置图(据Google 地球资料编绘)。

哥伦比亚河(Columbia River))发源于加拿大南部落基山,流经美国西北注入太平洋。哥伦比亚河为世界水力资源富有的河流之一,连同其支流,约占美国水力资源总量的1/3。哥伦比亚河干流全长2 000km,落差808m,流域面积66.9万km2。上游在加拿大境内,长748km,落差415m,流域面积10.2万km2,占全流域面积的百分之15;中下游在美国,长1 252km,落差393m,流域面积56.7万km2,占百分之85;河口多年平均流量7 419m3/s,年均径流总量2 340亿m3,来自加拿大境内的占百分之40。【图为】哥伦比亚河流域图及大古力水电站(Grand Coulee Hyower Station)地理位置。

哥伦比亚河(Columbia River)的水能资源极为丰富,全流域可开发水电站装机容量6 380万kW,年发电量可达2 485亿kW.h,其中加拿大境内可开发装机容量871万kW,年发电量347亿kW.h;美国境内可开发装机容量5 509万kW,年发电量2 138亿kW.h。至1991年底,全流域已装机3 600万kW,年发电量1 606亿kW.h,分别占可开发水能资源的65和75,其中加拿大境内已装机540万kW,年发电量232亿kW.h,美国境内3 060万kW,年发电量1 374亿kW.h。【图为】大古力水电站(Grand Coulee Hyower Station)坝址处原始地貌(据维基百科资料,图片由美国垦务局提供)。

20世纪30年代,美国开始对河流进行综合开发,沿干支流兴建了许多大大小小的水坝。1920年,美国通过了《联邦水力发电法》,多目标地(综合)开发河流被第一次受到重视。该法要求非联邦实体在建设水电工程之前必须获得许可证。要获得许可证,建设者必须证实其方案对改善通航条件、开发水力资源以及其它有益于公共事业资源是最优综合方案。并明确规定,其方案应保证不因发电而影响航运、防洪、旅游和河流的其它用途。【图为】1937年,建设期大古力水电站(Grand Coulee Hyower Station)左岸围堰施工(据维基百科资料,图片由美国垦务局提供)。

1927年,美国国会授权陆军工程师团进行河流普查,以编制最有效地利用河流满足航运、发电、防洪和灌溉等目标的总体规划。1931年,完成了哥伦比亚河干流规划报告,并建议在大古力建高坝蓄水灌溉,解决灌溉中部华盛顿高原肥沃而干旱的土地问题。上世纪30年代初,美国经济萧条。为了刺激经济增长,政府决定作为联邦工程,由陆军工程师团负责修建以航运和发电为主的邦纳维尔水电站,由美国垦务局负责修建大古力水电站,主要的目标是灌溉和发电。【图为】1934年8月,总统富兰克林.德拉诺.罗斯福(右二)视察大古力水电站建设工地。(据维基百科资料,图片由美国垦务局提供)。

加拿大、美国两国在哥伦比亚河干流上共分16级开发,加拿大已建3级,美国已建11级,共14级,利用水头735m,水库总库容583亿m3,有效库容332亿m3,现有总发电装机容量2 199万kW,最终装机可达2 998万kW,年发电量881亿kW.h,后期发电量可达1 155亿kW.h。其中100万kW以上的水电站有8座,最大为大古力水电站,现有装机649万kW。【图为】建设期的大古力水电站(Grand Coulee Hyower Station)大坝施工(据维基百科资料,图片拍摄于1938年9月22日,由美国垦务局提供)。

加拿大、美国两国在全流域大小支流上规划兴建的大、中、小型水电站1053座,共计有效库容426.4亿m3,装机容量2 934万kW,年发电量1 088亿kW.h。现已有装机容量1 289万kW,年发电量558亿kW.h,开发利用率分别为百分之44和百分之51。其中:加拿大规划可开发装机容量270万kW,年发电量127亿kW.h,已建电站装机182万kW,年发电量96亿kW.h,分别为可开发量的67和76。美国境内可开发装机容量2664万kW,年发电量961亿kW.h,已建电站总装机1 107万kW,年发电量462亿kW.h,分别为可开发量的百分之42和百分之48。两国在各支流上已建258座大、中、小型水电站,其中单站装机25万kW以上的大水电站16座。2.5万~25万kW的中型水电站40座,2.5万kW以下的小水电站202座。【图为】1937年,大古力大坝(Grand Coulee dame)右岸围堰施工和大坝基础处理。(据维基百科资料,由美国垦务局提供)。

大古力水电站(Grand Coulee Hyower Station)控制流域面积19.2万km2,占哥伦比亚河全流域面积的百分之28.7。坝址平均年径流量为 962 亿m3。大古力水库兼有防洪、灌溉和发电等功能。水库水面面积33 306公顷,库区水道最大长度243km,总库容118亿m3,有效库容64.5亿m3,其水量丰富,泥沙很少,无移民问题。电站大坝为混凝土重力坝,最大坝高 168 m,坝顶长1 272m,中间为溢流坝段,长503m,溢洪道11孔,每孔净宽41m,设计泄水能力28 300m3/s,坝体混凝土量 809.3万m3,为世界大型混凝土建筑物之一。坝后式常规发电厂房共有3座,并在坝上游左岸设有安装水泵和抽水蓄能机组的厂房,可灌溉40.5万公顷农田。【图为】建设期大古力水电站(Grand Coulee Hyower Station)大坝施工全景(据维基百科资料,图片拍摄于1938年3月8日,由美国垦务局提供)。

原设计方案为建设80m高的低坝。1934年8月,总统富兰克林.德拉诺.罗斯福视察后,开始赞同高坝(最大坝高168m)设计,为了增加发电能力和灌溉面积,决定改为高坝,可灌溉面积为2 700km2。高坝方案于1935年获国会批准。为纪念已故总统罗斯福,将建成的水库命名为富兰克林.德拉诺.罗斯福湖。【图为】大古力水电站水轮发电机组剖面图(据维基百科资料,图片由美国垦务局提供)。

电站水轮发电机组有6种类型,共33台,发电总装机容量680.9万kW:电站初期,工程建有第一厂房(左厂房)和第二厂房(右厂房),各装9台容量为10.8万kW水轮发电机组;第一厂房(左厂房)内还装有3台厂用机组,每台1万kW;大古力水电站于1967年进行扩建,扩建工程又新建了第三厂房,装有3台60万kW机组和3台80.5万kW机组,总装机容量为421.5万kW;初期安装的机组经重绕线圈后,单机容量提高至12.5万kW,18台发电机合计出力达225万kW;电站泵机组厂房装有4台5.35万kW机组,和2台5万kW机组。【图为】1942年,左岸厂房(右岸厂房施工中)建成投产的大古力水电站(据维基百科资料,图片由美国垦务局提供)。

电站平均年发电量共计216亿kW.h,电能用230kV高压输电线向外输送。此外,大古力水电站计划再安装2台70万kW常规水轮发电机组和2台50万kW的抽水蓄能机组,共240万kW,总装机容量将达920.9万kW。超出力工况运行时,发电容量可达1 023万kW。扩建后,所发电力改用500kV超高压输送。【图为】1942年,左岸厂房(右岸厂房施工中)建成投产的大古力水电站(据维基百科资料,图片由美国垦务局提供)。

1945年2月27日,中国著名爱国实业家、教育家、社会活动家、中国现代航运业的重要人物,民生实业公司总经理卢作孚先生(右三)参观大古力水电站,在大坝前与朋友和同事合影留念。这是上世纪40年代参观考察大古力水电站为数不多的中国人之一(据网络图片资料)。

大古力水电站(摄影:ForwardLook;拍摄于1957年)。

大古力水电站全景(据维基百科资料,图片由美国垦务局提供)。

大古力水电站第一厂房发电车间(据维基百科资料,图片由美国垦务局提供)。

大古力水电站第一厂房发电车间(据维基百科资料,图片由美国垦务局提供)。

大古力水电站第一厂房发电车间(左图,摄影:Punzel)和第二厂房发电车间(右图)。(据维基百科Wikipedia、百度网站资料编绘)。

大古力水电站于1967年进行扩建,1974年建设完成。扩建工程包括扩建前池和兴建第三发电厂房,安装3台60万kW和3台80.5万kW水轮发电机组,总装机容量为421.5万kW。【图为】大古力水电站扩建后的枢纽布置图(据网络资料编绘)。

扩建后的大古力水电站全景(据Google 地球资料编绘,拍摄于2011年11月)。

扩建后的大古力水电站全景(据Google 地球资料编绘,拍摄于2013年7月)。

扩建后的大古力水电站全景(据网络图片资料编绘)。

大古力水电站第二厂房发电车间(据百度网络图片资料编绘)。

大古力水电站第二厂房发电车间(据百度百科图片资料编绘)。

大古力水电站第三厂房发电车间(据网络图片资料编绘。摄影:NWicon.com;拍摄时间:2011年9月16日)。

大古力水电站第三厂房发电车间水轮机转轮吊装。(摄影:马库斯Schweiss;拍摄时间:2005年10月13日)。

大古力水电站第三厂房发电车间(摄影:bio2935c;拍摄时间:2007年9月27日)。

大古力大坝(据网络图片资料编绘)。

大古力大坝(据网络图片资料编绘)。

大古力大坝(据网络图片资料编绘,摄影:amc1980)。