金沙江旭龙水电站建成后，预计年平均发电量约105亿千瓦时，每年可节省标煤315万吨，减少二氧化碳排放786万吨，将进一步加快推动金沙江上游清洁能源基地开发建设，有利于优化我国能源结构，改善生态环境，对实现国家“双碳”战略目标、促进经济社会发展和乡村振兴具有十分重大的意义。
“建设一个项目，带动一方经济、改善一域环境。
”作为旭龙水电站勘测设计单位，长江设计集团不忘初心、牢记使命，历时十八载风雨兼程、辛勤耕耘，以问题为导向，以创新破难题，在拱坝设计中运用了“静力设计、动力调整”的关键技术；在高地震烈度地区创新性地采用全坝身泄洪方案；在总体布置设计中运用了BIM正向协同设计技术，高质量完成了旭龙水电站前期工作。
此时，他们为全面开工建设，蓄势待发，不懈奋斗，志把最先进的科技成果转化为大国重器建设中，应用在实现国家现代化的伟大事业中。
创新助力克难攻坚位于川滇两省交界金沙江干流上游的旭龙水电站于2022年6月通过国家核准，成为继《长江保护法》正式实施以来，我国“十四五”期间开工建设的首座大型水电开发能源项目，也是金沙江上游最大的水电站。
“项目部成员要精心策划、精细设计、勇于创新，拿出一流的设计方案，将创新理念贯穿整个项目设计进程。
”长江设计集团董事长钮新强多次对于旭龙项目提出要求。
从2004年5月到2017年8月，长江设计集团组织地质、测量、物探以及勘探各专业技术人员，克服重重困难，坚定不移地进入现场，来到气候干燥、河谷狭窄、水流湍急的高海拔地区工作，他们溜索道、翻雪山、攀峭壁，打平硐、开钻孔、做测绘……详细摸清楚了坝址上下游3公里范围内每一个边坡、每一处岩体、每一段河床的性状，搜集了大量精确翔实的工程地质数据信息，圆满完成了旭龙水电站工程海量前期勘测工作。
“2012年后，我们应用GOCAD软件初步构建坝址区三维地质模型。
2015年又引进了无人机、Smart3D等技术，用航拍照片快速构建高精度地表三维实景模型，快速准确获得危岩体、断裂、岩性分界等地质信息，解决了高山峡谷人员难以抵达现场进行实测等难题，提高了工作效率，三维地质模型更加精确。
”长江设计集团三峡院地质处总工钟华表示，科技创新对旭龙水电站勘测工作推动巨大。
旭龙水电站所处地区地震烈度高，工程区域地跨川、滇、藏两省一区，属青藏高原强烈隆起区，区域构造十分复杂，断裂发育、规模大、活动性较强，新构造运动及现今构造活动强烈，地震活动强度大，频度较高，为我国西南强地震活动区之一。
“旭龙水电站大坝高度213米，大坝抗震设防类别为甲类，大坝设计及校核地震分别达0.410g、0.497g，在国内已建及在建工程中仅次于大岗山拱坝，但大岗山拱坝仅采用中孔泄洪，旭龙拱坝采用表、中孔全坝身泄洪方式，坝身布置表孔对拱坝抗震不利影响尤为明显，拱坝抗震安全问题更加突出。
”长江设计集团副总工孔凡辉介绍。
旭龙水电站所处位置地震烈度高、动参数大，若采用常规的设计理念，为满足规范要求，拱坝厚度大，不经济。
在拱坝体形设计过程中，长江设计集团充分吸收运用此前在乌东德拱坝设计中的“静力设计、动力调整”的创新理论，通过大量的分析、计算工作，拟定了高地震地区厚高比较小、地形适应性好、应力状态好的抛物线型双曲拱坝，较好地兼顾平衡了安全性和经济性之间的矛盾，节约了工程投资。
历经18年翔实的勘察设计和大量科研创新，长江设计集团提交的旭龙水电站工程的大批高质量技术报告成果，获得各方好评和肯定。
创新实现高效协同长江设计集团总工、旭龙项目经理王小毛大师在预可研阶段就明确提出，“在应用成熟项目管理系统和稳步推进三维设计工作的基础上，努力实现两者的有机结合，从枢纽设计、移民安置、施工信息、智慧监测等方面全面实现旭龙水电站BIM成果交付，努力把旭龙水电站打造成智慧示范工程”。
旭龙水电站工程设计告别了二维设计、逆向翻模的“两张皮”设计模式，全过程采用BIM正向协同设计完成，以业务流程为核心驱动，构建了从设计专业协同到设计与计算分析、设计与施工、设计与管理等多维度协同体系，解决传统设计作业流程中不同时间阶段上下游专业间数据信息传递串行作业效率问题，以及空间上建筑物、设施设备布置和协同工作问题。
设计过程中充分利用参数化与骨架设计理念，开展三维模型正向出图，既能保证图纸和模型的一致性，又减少图纸的差错，大幅提升设计质效，也更加高效地把控了项目设计的进度和质量。
“旭龙水电站作为推进长江设计集团三维协同设计平台建设进程的核心项目之一，是集团首个系统性开展正向三维设计并取得了丰富成果的大型项目。
”孔凡辉介绍。
从预可研至招标设计整个过程中，旭龙水电站同步开展了项目层级的三维策划，针对旭龙水电站全阶段三维设计工作提出了整体性要求，有效保障了项目正向设计的落地实施。
各类研究专题均与三维设计紧密结合，开展了包括坝址坝线、枢纽布置等方案的比选，构建了推荐方案的地形地质、拱坝、水垫塘、引水发电建筑物、导流建筑物、机电设备和金属结构、施工场地、企业、道路等三维模型，并初步探索了各专业三维协同设计平台建设的发展方向。
在旭龙水电站项目推进和实施过程中，长江设计集团以全生命周期管理为目标，以业务数据为核心驱动，基于多专业云端在线协同技术和三维设计资源库，建立参数化定位骨架，开展多专业在线协同设计与应用实践，实现同一数据的实时更新与云端共享，形成一套高效的正向协同设计解决方案，覆盖了从项目启动阶段的BIM应用策划、工程结构树搭建与工作包分解，到项目执行阶段的骨架定位设计、建筑物功能设计，专业间协同设计、结构细部设计、三维校审检验、仿真应用、交付归档的全流程。
正向三维设计成果已经助力长江设计集团旭龙水电站项目顺利通过可研与招标审查，形成了丰富的技术成果与人才团队，为后续施工详图阶段的三维设计工作打下了坚实基础。
同时，BIM模型数据作为工程智慧化建设的先期成果，也将为工程全生命期智慧化管理提供坚实的数据基础。
随着项目的设计阶段推进，借助多种先进的信息化技术手段继续开展工程勘测设计、施工建造、运维管理的全生命期应用。
从单一单位的协同设计，逐步扩展到多单位的工程全生命期协同，全面提升水利水电工程全生命周期的信息化、数字化、智能化整体应用与管理水平。
创新打造示范工程习近平总书记6月在四川考察时指出，“保护好长江流域生态环境，是推动长江经济带高质量发展的前提，也是守护好中华文明摇篮的必然要求。
四川地处长江上游，要增强大局意识，牢固树立上游意识，坚定不移贯彻共抓大保护、不搞大开发方针，筑牢长江上游生态屏障，守护好这一江清水。
”长江设计集团坚持生态优先、绿色发展，坚守生态保护底线不动摇，针对旭龙水电站生态流量、过鱼设施、鱼类栖息地保护、低温水等环境问题均开展了深入细致的研究工作。
旭龙水电站将安装4台600兆瓦混流式水轮发电机组，其中生态流量为210立方米每秒，占额定流量的45%，加之全年4个多月来水流量小，电站带部分负荷运行频率高。
为保证水轮机能在生态过流条件下长期安全稳定与高效运行，并结合未来以新能源为主的新型电力系统风光水储互补要求，水轮发电机组稳定运行范围要求更宽，稳定出力范围已超出大型电站水轮发电机组通常的60%～100%，对水轮机水力设计和指标评价体系带来了新挑战。
为此，长江设计集团重点开展适应宽负荷稳定运行的水轮机关键技术研究。
综合考虑电站水质情况、水头变幅、海拔高程、负荷调节范围等条件，科学合理选择水轮机参数水平；针对宽负荷运行的加权因子进行研究，为水轮机结构设计（特别是转轮的疲劳强度）提供计算依据；通过机组厂家合作进行水力开发设计研究；结合动应力和静应力的分析，计算和评估转轮疲劳寿命，确保机组长期安全稳定运行；制定全流域机组整体统筹调度方案，使电站机组启停运行工况过渡平稳，尽量保持在高效稳定区运行。
针对永久期生态流量泄放措施，研究了4+2、3+2、4+1等机组台数，配合坝身生态放水孔等多种方式，并请水电总院专家把关，项目有关人员在北京驻扎半个月，与生态环境部及时汇报并调整，最终选择不设生态机组、在坝身设生态放水孔的方案。
围绕过鱼设施型式，比较了鱼道、升鱼机+轨道运输、升鱼机+翻坝转运、捕捞过坝等多种方案，开展了大比例尺模型试验，邀请生态环境部有关专家赴其他工程考察，多次沟通取得一致意见，最终选择了既适合旭龙工程特点、又经济合理的升鱼机+轨道运输方案。
在施工期导流洞下闸蓄水时，虽然导流洞下闸蓄水到中孔过流时间只有不到1天，对下游供水影响甚微，但为了保证下游生态流量要求，设计在导流洞旁精心设计了生态旁通洞，确保了工程施工导截流、导流洞封堵转换、初期蓄水及正常运行4个时段的生态流量下泄过程……“百尺竿头，更进一步。
”长江设计集团将坚持全面贯彻新发展理念，始终坚持科技创新第一动力，充分发挥高端智库的作用，持续开展工程优化设计工作，为将旭龙水电站打造成为绿色、生态、环保、安全、智慧的精品工程提供坚实的技术支撑和保障。
作者：刘霄
