50 年都不敢建的水电站，为啥现在开工？

五十年前，中国科考队第一次踏入这片与世隔绝的峡谷时，就被它的力量彻底震撼 —— 雅鲁藏布江在喜马拉雅脚下切出世界上最深的峡谷，天然落差超 2,200 米，发电潜能足以点亮亿万家庭。

为什么明知这里蕴藏如此巨大的能量，我们仍然等待了半个世纪才真正动工？是什么样的困难，让几代工程师殚精竭虑？我们又将如何在地质条件最复杂的禁区，深入地底，去建造这项史无前例的世纪工程？

大家好，我们今天来一窥全球最大的水电工程 —— 雅下工程，到底是怎么建的？

一滴水，从高处下落。摔到一架小水轮上，重力势能转换为动能，会带动扇叶旋转一点点距离。来更多的水，扇叶会旋转得越来越快。加大扇叶，同时加水，现在你有了一架水轮机。

水轮机高速旋转，带动发电机的转子转动。转子上的磁场随之旋转，并不断切割外围的定子线圈，就能产生电流。这就是水力发电的基本原理。

水电站的电力，归根结底来源于水流的势能。想知道一条河到底能发多少电，我们可以用水力发电潜能公式来计算：

其中的 Q 和 H，分别表示水流的流量和水头高度。这两个条件，是决定水力发电潜力的关键因素。

那么纵观全世界，哪里有着最佳的水电潜力呢？没错，就是雅鲁藏布江，尤其是这个大拐弯处。这里的江水在短短 150 公里的流经路径内，形成了超过 2000 米的天然落差。

如此巨大的落差当然不会无缘无故产生，它是一上一下两种力共同作用的结果。

首先是大家初中都学过的板块碰撞之力。

雅鲁藏布江位于喜马拉雅山脉，正处在亚欧板块和印度洋板块的交界处。两大板块间强烈的挤压，导致了地壳快速且不均衡的抬升，由此形成了地球上最雄伟的山系。

碰撞之力拔高了山脉，但为什么大家都在提高，雅鲁藏布江大峡谷却在变得越来越深呢？

这就要得益于，那股神奇的向下之力了。

与一般的高山河流不同，雅鲁藏布江是一条先成河。所谓的先成河，指的是雅鲁藏布江出现的时间比周边山脉更早。在周围山脉隆起前，这条大河就已经存在了。

多年水流冲刷造成的强烈向下侵蚀，生生切穿了上升的山体。

一边是板块抬升，另一边是水流侵蚀，一上一下两种力共同造就了世界上最深的峡谷。

但光是深可不够，通过发电潜能公式我们能够知道，水力发电除了需要很大的落差外，还需要巨大的水流。

而这，恰恰是雅鲁藏布江的另一特长。

雅鲁藏布江年径流量 1380 亿立方米，是我国第四大的河流。

之所以能有如此巨大的流量，还要感谢印度洋的暖湿气流。每年夏季，印度洋吹来大量水汽，但高高隆起的喜马拉雅山就像一堵高墙，将大部分水汽阻挡下来。

雅鲁藏布江下游的墨脱，是为数不多的缺口之一。堆积的水汽找到出口，于是一股脑涌入，形成了水汽通道。

水汽通道，不仅让墨脱成为了西藏小江南，还源源不断地为雅鲁藏布江两岸带来丰沛降水，最终汇聚成了这条滚滚大河。无与伦比的水头高度，加上奔涌不息的巨大水流，共同造就了全世界首屈一指发电潜力。

有潜力，还得开发出来才实际。2025 年 7 月 19 日，雅鲁藏布江下游水电工程正式开工。

关于该工程的建造方案，目前一共只透露出了八个字：截弯取直、隧洞引水。

这八个字可以分成两部分，让咱们分开说。

截弯取直

前面讲过，整个大拐弯区域的河流长度只有 150 公里，但落差却有 2,000 米。这样的坡度已经很惊人了，但工程师们仍然觉得不够。

他们连拐弯都不想要，而是准备直接从上游向下游开凿一条不到 50 公里的隧道，通过隧道引水发电。

具体地说，雅江工程将在大拐弯上游的派镇附近设置取水枢纽，将部分江水引入引水隧洞。水流在隧洞中穿山而过，绕开长达数百公里的天然河道，以近乎直线的路径，到达下游的墨脱县附近。

隧洞取水

在江水奔流而下的过程中，水流将利用其超过 2,000 米的巨大天然落差，驱动地下厂房内的水轮发电机组发电，最后再将水流释放回雅鲁藏布江主河道。

为了更有效地管理巨大的水头压力，同时也是为了能够分阶段实施建设，保证项目的顺利进行。整个雅下工程规划由五座独立的电站，串联在一起，构成的梯级开发体系。

这种模块化的设计，不仅降低了单一节点的工程风险，也为未来的调度运行和维护管理提供了便利。

虽然今年才正式动工，但 " 截弯取直、隧洞引水 " 的建造方案，早在 2002 年就被提出了。经过多年论证，最终确定使用这套方案，是因为它有着诸多优势。

首先就是水能利用率高。截弯取直缩短了水流路径，从而能够以极高的效率捕获水能。五级阶梯则能够分散每座电站的负载，减少损耗，亦能延长设备工作时间。

效率高、工作时间又长，两两结合之下，雅下工程的综合水能利用率能高达 85% 以上。

其次是生态友好。 通过隧洞引水，发电站最大限度地减少了对地表植被的扰动，并为鱼类等水生生物保留了部分天然河道，降低了对生物多样性的冲击。

还有，该方案的地质适应性强。雅下工程关键的引水和发电设施都深埋于山体内部，可以有效规避地表频发的滑坡、崩塌、泥石流等自然灾害的威胁，提升了工程的安全性和稳定性。

总之，截弯取直、隧洞引水的方案在充分利用当地水能资源的前提下，还减少了对生态的影响，同时保障了工程的安全稳定，实在是多方探讨后的最佳方案了。

既然方案这么好，为什么直到现在才开始动工呢？其实，在雅鲁藏布江修建水电站的构想，在很早之前就进入了国家的视野。

1973 年，中国科学院成立了青藏高原综合科学考察队，这是人类历史上第一次全面、系统地考察青藏高原。

在超过 50 个专业、2,000 多人的努力下，考察队经过 4 年野外探索，终于确定雅鲁藏布江蕴藏着惊人的水能资源。

1980 年，全国水力资源大普查启动，雅江是重点考察项目，这次考察结束后，在雅鲁藏布江上架设水电站的想法被正式提出。

2002 年，徐大懋和陈传友在《 中国工程科学 》期刊上发表文章，探讨雅鲁藏布江水能开发的具体实现措施。

2024 年 12 月，雅鲁藏布江下游水电工程正式获得核准。

到这一步，关于雅鲁藏布江水能开发的探讨和论证，已经过去了半个世纪的时间。之所以半个多世纪都迟迟无法开工，只有一个原因，它实在太难了！

就跟把大象关进冰箱只需要三步一样，理论上实现雅下工程也一共只需要两步：挖洞、安水轮。

说起来简单，实现起来却难如登天，字面意义的登天。

雅鲁藏布江是全世界最高的大河，所在区域的平均海拔在 4,000 米以上，而下游的墨脱县在很长一段时间内，都是中国境内唯一没有通公路的县。

就是在这样的自然条件下，工程规划挖掘一条世界上埋深最深、长度最长的水工隧洞，其中的挑战可以想象。

在平地上挖洞，大家首先会想到盾构机。但是在高山区域挖洞，所使用的设备和盾构机还不太一样。

盾构机更适用于黏土、砂土、淤泥等软土地层，而高山这样的岩石坚硬地层，所使用的设备被叫做全断面隧道岩石进机 TBM。

虽然都是挖洞，但两者的运行方式并不完全相同。

比较明显的区别在于盾构机挖掘的地层较软，需要依靠盾壳和管片来支撑隧道壁。

而 TBM 工作的地层较硬，在岩石稳定的情况下，甚至可以不支撑隧道壁。

这听起来好像是一件好事，但其实并非如此。不用支撑的岩石稳定，但同时也意味着它坚硬，且蕴藏着巨大应力。

雅下工程的隧洞深埋于数千米的山体之下，时刻承受着巨大的地应力。

当岩体被挖开时，应力会突然释放，可能引发岩爆。一旦发生岩爆，岩石会如爆炸般射出，对人员和设备构成致命威胁。

同时高山地区地形复杂，不可能一整条隧道都处在稳定岩层中，面对塌方、涌水、岩变等问题，都需要专门的对策。

这篇论文就讲述了北疆供水二期工程中，TBM 施工遇到的问题以及解决方案。

工程队费尽千辛万苦挖好了洞，是不是就高枕无忧了呢？才没那么简单！

雅鲁藏布江拥有全世界最丰富的水能资源，但也正是水能太丰富了，所以普通水轮机根本顶不住如此磅礴的水流。

我们需要世界上最厉害的水轮机。水电站所使用的水轮机通常被分为两类：反击式和冲击式。

拿大家最了解的三峡水电站来说，它所使用的就是反击式水轮机，更具体一点，是反击式下的混流式水轮机。

这种水轮机的特点是，整个水轮都淹没在水流之中。

水流会从水轮机四周水平方向向中心流入转轮，然后转为向下方向出口，水流进入转轮时会推动转轮旋转，同时在向下通过叶片时还会再推动转轮一次。

反击式水轮机利用水流的动能与势能发电，效率很高，但这类水轮机需要有压水流才能工作，所以更适用于带有大坝的水电站。

像是雅下工程这种水头极高，又没有很高大坝的水电站需要使用冲击式水轮机。

冲击式水轮机运行时，转轮受到喷射水流的冲击而旋转，工作过程中水流的压力不变，主要利用的是水流的动能，所以不需要整个泡在水中。

与反击式相比，冲击式水轮机结构简单，运行稳定，更适合高原山地这样的场景。确定了水轮机的类型，还需要知道水轮机的功率。

新闻里说得很清楚，雅下工程年发电量 3,000 亿千瓦时，要实现这么大的发电量，一定要非常大的水轮机。

而全球最大的冲击式水轮机，正来自中国厂商。不久前，央视报导了一台由哈电集团自主研发，外径 6.23 米，重达 80 吨的 " 全球单机容量最大的 500 兆瓦冲击式水轮机 "。

技术有了，设备也有了，想要完全验证一项世纪工程，最好还有一个模板打样。

2005 年就开始建设的锦屏一级、二级水电站就是最好的实践。

特别是锦屏二级水电站，它位于雅砻江干流，同样是利用锦屏大河湾的天然落差，同样是截弯取直、开挖隧洞、引水发电，基本上可以看作是一个缩小版的雅下工程。

在雅下工程之前，它一直保有着 " 世界最大规模引水隧洞群 " 的称号。

新闻要连在一起看：2006 年，国家通过锦屏二级水电站工程，学习如何在极端条件下建设复杂水电站。2016 年，北疆供水二期工程，又进一步强化了设备的使用和特殊困难的解决方案。2025 年，国产自研了世界上最大的冲击式水轮机。

至此，我们才敢说能够在雅鲁藏布江，这条地上天河上，建设全球最大的水利工程。

雅下工程难吗？非常难，不然也不需要论证 50 年，不然也不会每个小步骤的实践，都能衍生出新的世界记录。

但是因为它难，我们就不做吗？如果这样想，就忽视了雅下工程的巨大意义。

雅下工程整体投资 1.2 万亿，并不便宜。

这 1.2 万亿投入之后，最直接的经济收益是每年 3,000 亿度电。按每度电 0.5 元计算，需要 8 年才能回本。

当然，实际还有运营维护成本，可能需要 10-20 年才能回本。从这个角度来说，雅下工程并不算一笔高回报的投资。

但宏观经济学中有一个概念，叫做乘数效应，它的意思大概是说，如果你投入一块钱进入生产，实际上在整个社会中产生的经济流转远远不止一块钱。

雅下工程万亿级的投资注入，对于经济发展的促进作用和就业市场的带动作用，才是更大的经济回报。

更进一步地讲，雅下工程对于墨脱的帮扶作用也是不可忽视的。很多人都知道，墨脱是中国最后一个修公路的县，这里山高路远经济建设缓慢。

雅鲁藏布江水电工程建设的过程中，必然要求对区域内的交通基础设施进行脱胎换骨式的升级。

交通瓶颈的打破，能够为墨脱的经济发展注入强大的动力。再更进一步，雅下这样星球级的改造工程，对于人类整体科技水平的提升也是显著的。

1962 年 9 月 12 日，约翰 · 肯尼迪在莱斯大学发表了著名的《 我们选择登月 》演讲。其中的这段内容，放到雅下工程身上，依然贴切。

我们建设雅下工程，不是因为它很简单，恰恰相反，正是由于它困难重重。

通过这个目标，将凝聚和检验人类最顶尖的智慧和力量；这个挑战，我们乐于接受、不愿推迟且势在必得，其他的挑战亦是如此。

点击图片跳转视频 !

撰文：冯飞房

编审：杨子 / 蛋不利多 / 小鑫鑫

视频制作：小杨 / 锤子 / 十一 / 上进 / 迎风

美编：焕妍

图片、资料来源：

中国水电新跨越丨雅江水电工程可满足逾 3 亿人用电 凿山掘隧引水 建 5 座梯级电站 - 大公报

水轮机概述 - 小水电

Tunnel boring machine - 维基百科

最后被截流的大江：雅鲁藏布江水电坎坷前传 - 光明网

雅鲁藏布江水能开发 - 徐大懋、陈传友等

深埋超特长输水隧洞 TBM 集群施工关键技术探析 - 邓铭江

青藏高原深部地球物理探测 70 年 - 滕吉文等

1949 — 2017 年青藏高原科学考察研究历程 - 姚檀栋等