Đại Thạch Hạp là công trình đập thủy lợi - thủy điện nằm trên sông Kumalarik, thuộc khu vực trung hạ lưu của con sông này ở châu Aksu, phía tây tỉnh Tân Cương, Trung Quốc. Công trình vừa có bước tiến mới khi hai tổ máy đầu tiên chính thức hòa lưới điện ngày 29/9. Dự án có tổng vốn đầu tư 8,997 tỷ nhân dân tệ (gần 35.000 tỷ VNĐ).
Với chiều cao tối đa 247 m, đập của Đại Thạch Hạp hiện là đập bê tông mặt đá đắp sỏi cao nhất thế giới trong số các công trình đã xây dựng và đang xây dựng. Đây là loại đập sử dụng vật liệu đá sỏi để tạo thân đập, phía thượng lưu được phủ một lớp bê tông có tác dụng chống thấm.
Công trình có tổng dung tích hồ chứa khoảng 1,17 tỷ m3, với mực nước dâng bình thường ở cao độ 1.700 m. Quy mô này tương đương hơn 80 lần dung tích hồ Tây ở Bắc Kinh theo cách so sánh được các cơ quan truyền thông Trung Quốc sử dụng.
Đại Thạch Hạp đồng thời có công suất lắp đặt 750 MW, gồm 3 tổ máy thủy điện, mỗi tổ có công suất 250 MW. Hai tổ máy số 1 và 2 đã hoàn thành chạy thử 72 giờ và chính thức phát điện; tổ máy số 3 đã hoàn tất thử nghiệm trong nhà máy và đang thực hiện các thử nghiệm liên quan đến việc đấu nối với lưới điện, dự kiến cả 3 tổ máy sẽ đi vào vận hành trong năm nay.
Phần thân đập là một trong những hạng mục gây chú ý nhất của dự án. Công trình sử dụng khoảng 18,9 triệu m3 vật liệu để đắp đập, tương đương thể tích của hơn 7.000 bể bơi tiêu chuẩn. Với chiều cao 247 m, thân đập này tương đương một tòa nhà hơn 80 tầng nếu quy đổi theo chiều cao.
Tuy nhiên, việc xây dựng một đập cao như vậy không diễn ra trong điều kiện thuận lợi. Đại Thạch Hạp nằm tại khu vực trung hạ lưu sông Kumalarik, nơi lòng sông hẹp, địa chất phức tạp và dòng sông chứa nhiều bùn cát.
Công trình còn nằm trong khu vực có hoạt động địa chấn mạnh. Điều kiện khí hậu cũng tạo thêm áp lực cho quá trình xây dựng khi khu vực có thời điểm gió mạnh tới cấp 14, nhiệt độ dao động từ khoảng -22 độ C đến 39,5 độ C và chênh lệch nhiệt độ ngày đêm có thể lên tới 15 độ C.
Đáng chú ý, hệ thống xả của công trình phải xử lý dòng nước với tốc độ rất lớn. Tốc độ dòng chảy tối đa tại các hạng mục xả nước được ghi nhận lên tới 50,8 m/s, trong khi mực nước vận hành có độ biến thiên khoảng 110 m. Đây là những yếu tố làm tăng yêu cầu đối với khả năng chống xói mòn, tiêu năng và ổn định của các công trình thủy công.
Để tăng khả năng chống động đất cho thân đập, các kỹ sư đã bố trí 3.252 cấu kiện chống chấn bên trong đập, kết hợp với lớp lưới địa kỹ thuật dày 2,4 m và hệ thống khung bê tông phía hạ lưu. Theo nhóm kỹ thuật của dự án, các cấu kiện này giúp liên kết khối vật liệu đá đắp thành một kết cấu ổn định hơn khi chịu tác động địa chấn.
Quá trình xây dựng cũng được hỗ trợ bằng hệ thống quản lý số. Trung tâm điều hành của công trình tích hợp điện toán đám mây, trí tuệ nhân tạo, mô phỏng ảo và công nghệ bản sao số. Hàng nghìn cảm biến được bố trí trên các thiết bị và tại nhiều vị trí trong, ngoài công trình để theo dõi quá trình thi công cũng như trạng thái của các hạng mục.
Việc ứng dụng hệ thống này không chỉ phục vụ thi công mà còn được sử dụng để theo dõi công trình và hỗ trợ điều phối nguồn nước trong quá trình vận hành.
Một thách thức khác của Đại Thạch Hạp là thiết kế hệ thống phát điện trong điều kiện dòng sông có hàm lượng bùn cát cao. Ba tổ máy của nhà máy đều là tổ máy thủy điện kiểu Francis, trong đó dự án sử dụng loại tổ máy được thiết kế để thích ứng với biến động cột nước lớn và môi trường có nhiều bùn cát, với các hạt có độ cứng cao.
Bên trong đập đá cao nhất thế giới.
Sau khi hoàn thành toàn bộ, nhà máy dự kiến sản xuất trung bình khoảng 1,893 tỷ kWh điện mỗi năm. Nguồn điện này được đưa vào hệ thống điện khu vực, phục vụ nhu cầu điện hàng năm của hơn 600.000 hộ gia đình.
Trong đó lượng điện từ hai tổ máy đầu tiên hiện được truyền qua đường dây dài gần 200 km tới trạm biến áp 750 kV Aksu trước khi kết nối với lưới điện quốc gia.
Tuy nhiên, phát điện không phải chức năng duy nhất của Đại Thạch Hạp. Đây là một công trình thủy lợi tổng hợp, đồng thời đảm nhiệm các nhiệm vụ cấp nước, tưới tiêu, phòng chống lũ và duy trì dòng chảy sinh thái.
Mỗi năm, hồ chứa dự kiến cung cấp khoảng 3,42 tỷ m3 nước sinh thái cho sông Tarim. Công trình cũng được kỳ vọng giúp giảm tình trạng thiếu nước tại hơn 8 triệu mẫu đất nông nghiệp ở khu vực hạ lưu sông Aksu, đồng thời nâng cao khả năng bảo đảm nước tưới cho sản xuất nông nghiệp.
Việc hai tổ máy đầu tiên hòa lưới đánh dấu Đại Thạch Hạp bắt đầu chuyển từ giai đoạn xây dựng sang vận hành, trong khi tổ máy còn lại đang hoàn tất các bước thử nghiệm. Khi toàn bộ 3 tổ máy hoạt động, công trình sẽ đồng thời thực hiện các chức năng phát điện, điều tiết nước, tưới tiêu, phòng chống lũ và bổ sung nước sinh thái cho hệ thống sông Tarim.
