مشروع سد المضائق الثلاث

(China Yangtze Three Gorges Project (TGP

سد الصين العظيم أو ما يعرف بسد المضائق الثلاثة هو أكبر مشروع طاقة مائية مركب hydropower-complex project في العالم ,استطاعته 22,500 MW. حيث انه يحتوي على 34 مولد : منها 32 مولد اساسي كل واحد باستطاعة 700 MW بالاضافة الى مولدين كل واحد باستطاعه 50 MW. يتوضع 14 مولد في شمال السد و12 في الجانب الجنوبي وال6 مولدات الباقية (لازالت قيد الانشاء) تتوضع تحت الارض في الجبال جنوب السد. بعد الانتهاء من العمل في المشروع يتوقع ان يكون توليد الكهرباء اكثر من 100 TWh, اي 18% اكثر من المتوقع قبل اضافة ال6 مولدات عام 2002 حيث كان من المتوقع ان ينتج 84.7 TWh.

مقدمة عامة عن المشروع :

تم تصميم المشروع من قبل المهندس سان يات–سين Sun Yat-sen عام 1919 حيث تم تصميمه على اساس ان السد يمكن ان يولد 22,371 ميغا واط كهرباء . عام 1932 بدأت الحكومة القومية بقيادة شيانغ كاي–شيك Chiang Kai-shek بالعمل التمهيدي والتخطيط الهندسي للسد . عام 1939 احتلت القوات اليابانية المنطقة وقامت بعمل مسح ودراسات لها بخطة من اليابان لتظهر تفوقها على الصين, عام 1944 تدخلت الولايات المتحدة الامريكية حيث قدمت شركة هندسية تصاميم ودراسة للنهر وامكانية بناء سد عليه لمشروع المضائق الثلاث .حيث تم ارسال حوالي 54 مهندس صيني الى الولايات المتحدة للتدريب.تم العمل على التصميم,والدراسة, والمسح, والاستكشاف لكن توقف العمل على المشروع في عام 1947 بسبب الحرب الاهلية الصينية .

بعد النصر الشيوعي عام 1949 دعم الزعيم ماو تسي تونج Mao Zedongالمشروع لكن كان مشروع سد Gezhouba بدأ قبل الشروع بمشروع سد المضاءق الثلاث لذا وبسبب بعض المشاكل الاقتصادية أبطأت من سير المشروع ,عام 1958 المهندسين الذين وقفوا ضد بناء السد تم سجنهم .

كان الزعيم ماو تسي تونج مفتوناً بالمشروع وكتب عنه شعرا بعنوان “سباحة” وذلك بعد الفيضانات عام 1954 .في الثمانينات انتعشت خطط المشروع وتم التصويت عام 1992 على بناء السد بمؤتمر الشعب الوطني بالصين من قبل 2,633 شخص تم الموافقه من 1,767 شخص ولم يوافق 177 وامتنع عن التصويت 25 عضو .

بدأالبناء بالسد في 14 ديسمبر كانون الاول عام 1994 حيث كان يتوقع ان يعمل عام 2009 لكن وبسبب مشاريع اضافيه مثل محطه الكهرباء تحت الأرض التي تعمل بستة مولدات اضافية يتوقع ان يعمل السد بالكامل عام 2011 .تم رفع مستوى الماء في بحيرة السد في نهايه عام 2008 للمرة الثالثة الى ارتفاع 172.5 متر.

حجم المشروع :

صمم مشروع المضائق الثلاثة على نهر اليانجز في الصين China Yangtze Three Gorges Project (TGP) ليكون المفتاح الأساسي لتحسين وتطوير النهر .حيث يقع السد المنشأ في مضيق كسيلنجكسيا Xilingxia gorge على إحدى 3 مضائق على النهر الذي يسيطر على منطقة تصريف 1 مليون km² بتفريغ سنوي متوسط 451 km³ .الوادي في موقع السد هو منطقة من الغرانيت كونت حجر الأساس وفرت الشروط الجيولوجية والطبوغرافية المناسبة لبناءه. مشروع TGP هو مشروع تنمية متعدد الأهداف والمنافع منها توليد الطاقة و السيطرة على الفيضانات والملاحة وغيرها. يتكون المشروع من جسم السد النهري river dam, قنوات التصريف spillway structures, محطة التوليد powerhouse, ابنية للملاحة buildings for navigation, ومصعد السفن ship lift وغيرها. 

من الصورة يمكن تقسيم السد الى 3 اقسام الجزء اليميني واليساري وفي منتصف السد قنوات التصريف .المحطة تحت الارض التي لازالت قيد الانشاء تقع على يسار السد ومخبأة في الجبال جسم السد من الخرسانة وطوله بحدود 2309 متر ,ارتفاعه 185 متر وسماكته 115 متر في القاع و40 متر في القمة .

تم استخدام 27,200,00 متر مكعب من الخرسانة في هذا المشروع و 463,000 طن من الفولاذ وهي كمية كافية لبناء 63 برج ايفل , وتم نقل 102,600,000 متر مكعب من الارض. مصعد السفن على يمين السد والهويس ship lock (منشأة ملاحية فائدتها نقل المراكب والسفن وخلافه من منسوب مياه لمنسوب مياه اخر في المجرى المائي سواء كان نهر أو قناة مائية او غيرها )على يمين المصعد . 

عندما يكون مستوى ارتفاع الماء بحده الاقصى 175 متر عن مستوى البحر اي 110 متر فوق مستوى جريان سطح النهر المنخفض الخزان يكون عندها يغطي 660 كيلو متر طولاً و1.12 كيلو متر عرضاً كمتوسط وتحتوي على 39.3 كيلو متر مكعب من الماء .مساحة الخزان الكلية بحدود 1,045 كيلو متر مربع .فيضان الخزان يؤدي الى انغمار 632 km² من الارض مقارنة مع سد ايتيبو Itaipu الذي يغمر 1,350 km² من الارض فهو رقم جيد .

توليد ونقل الطاقة الكهربائية :

الاستطاعة الكلية المولدة Total generating capacity:

مشروع المضائق الثلاثة هو أكبر مشروع طاقة مائية مركب hydropower-complex project في العالم ,حيث ان استطاعته 22,500 MW .حيث انه يحتوي على 34 مولد : منها 32 مولد اساسي كل واحد باستطاعة 700 MW بالاضافة الى مولدين كل واحد باستطاعه 50 MW. يتوضع 14 مولد في شمال السد و12 في الجانب الجنوبي وال6 مولدات الباقية (لازالت قيد الانشاء) تتوضع تحت الارض في الجبال جنوب السد. بعد الانتهاء من العمل في المشروع يتوقع ان يكون توليد الكهرباء اكثر من 100 TWh ,اي 18% اكثر من المتوقع قبل اضافة ال6 مولدات عام 2002 حيث كان من المتوقع ان ينتج 84.7 TWh .

المولدات Generators:

كل من المولدات الرئيسية يزن حوالي 6,000 طن ومصمم ليولد على الاقل 700 MW الارتفاع المصمم ليولد عنده المولد 80 متر وبتدفق ما بين 600الى 950m³/s حسب الارتفاع.استخدم في مشروع المضائق الثلاث عنفات فرانسيس Francis turbines قطر كل توربين 9.7/10.4 m (صممت من قبل شركتي VGS design/Alstom’s design) .يدور بسرعة 75 rpm القوة المقدرة الاسمية هي 778 MVA باستطاعة اعظمية 840 MVA وعامل استطاعه 0.9 . ينتج المولد طاقة كهربائية عند 20 kV. القطر الخارجي للعنفة هو 21.4/20.9 m .والقطر الداخلي 18.5/18.8 m. ارتفاع الثابت 18.5/18.8 m .وهو الأكبر عالميا .الحمل على الوصلات 5050/5500 طن .المردود الوسطي للمولدات ما بين 94% الى 96.5% . تم تصنيع المولدات بالتعاون ما بين مجموعتين من الشركات اول مجموعه هي includes Alstom, ABB Group, Kvaerner, the Chinese company Haerbin Motor. والمجموعة الثانية Voith, General Electric, Siemens وتختصر VGS بالاضافه الى the Chinese company Oriental Motor.حيث تم توقيع اتفاقيه نقل التقانه مع العقد.اغلب المولدات مبرده بالماء وبعضها وهو الأحدث مبرد بالهواء حيث يمتاز بانه اسهل للتصميم والصناعة والصيانة .

تركيب المولدات :

القدرة الكلية المركبة حاليا هي 18.30 GW .تم تركيب 14 مولد في الجانب الشمالي للسد.اولها هو المولد رقم 2 بدأ التوليد في 10 يوليو/تموز عام 2003 واخرها وهو رقم 9 بدأ التولد في 7 سبتمبر؟ايلول عام 2005.وعملت جميع المولدات على استطاعتها الكلية (9,800 MW) في 18 اكتوبر/تشرين الأول عام 2006 حيث تم رفع مستوى الماء (الضاغط) الى 156 m.

تم تركيب المولدات ال 12 في الجانب الجنوبي من السد حيث ان اول مولد ركب هو المولد رقم 22 وبدأ العمل ب 11 يونيو/حزيران 2007 والمولد الاخير وهو رقم 15 تم تركيبه في 30 اكتوبر/تشرين الاول 2008 .

المولد السادس الذي تم تركيبه بالجانب الجنوبي ذو الرقم 17 بدأ العمل في 18 ديسمبر/كانون اول 2007 حيث كانت القدرة الكلية للسد 14.1 GW مما جعله يتفوق على سد Itaipu باستطاعه 14 GW مما جعله اكبر محطه كهرومائية بالعالم .

تمت اضافه 6 مولدات تحت الارض للمشروع في عام 2006 ولازالت قيد الانشاء .

توليد الكهرباء :

الى يوم 16 سبتمبر/ايلول عام 2009 تم التوليد من مشروع المضائق الثلاث 348.4 TWh , وهو اكثر من ثلث التوليد اللازم لتغطية كلفة المشروع 1,000 TWh. باستطاعه مركبة تقدر بجوالي 18,300 MW تكون اكبر من استطاعه سد Itaipu بمقدار 4,300 MW . في يوليو /تموز 2008 ولد سد المضائق الثلاث 10.3 TWh وهي اول مره ينتج فيها اكثر من 10 TWh خلال شهر واحد .في 30 يونيو /حزيران 2009 حين كان تدفق النهر اكبر من 24,000 m³/s كانت تعمل كل المولدات ال26 ووصل التوليد لحد 16,100 MW وهو اقل من استطاعة الاعظمية 18,300 MW لان الضاغط خلال موسم الفيضان يكون اقل من الضاغط المطلوب للوصول الى الاستطاعة العظمى .

خلال الفيضان الذي حدث في اوائل اغسطس /اب 2009 وصل المشروع للحد الاقصى للانتاج 18,300 MW للمرة الولى لفترة قصيرة وذلك بسبب التدفق القوي للنهر وبسبب ارنفاع مستوى المياه .

خلال فصول الجفاف من نوفمبر/تشرين الثاني الى مايو/مايس تحدد نسبة الطاقة المولدة بتدفق النهر .من الشكل التالي يتبين انه في اشهر الفيضانات تتحدد استطاعه التوليد حسب قدرة واستطاعه المولدات .تم حساب الاستطاعه بالشكل اعتمادا على نسبة التدفق المتوسط للنهر في موقع السد بافتراض ان ارتفاع الماء 175 m وكفاءة التوليد الاجمالية 90.15%.الناتج الحقيقي للطاقه عام 2008 حصل عليه بناء على كمية الكهرباء المرسلة الى الشبكة بالشهر الواحد.هناك عدة اسباب تفسر كون الناتج الفعلي للكهرباء اقل بكثير من القيمة الاعظمية للتوليد.

اولا: لان السد لم يكن يعمل على الضاغط الاسمي له 175m معظم ايام سنه 2008, هذا يعني ان طاقة الماء المتدفق عبر السد له اقل من الطاقة اللازمة لتوليد طاقته الأعظمية .بالاضافة الى انه في فصل الفيضان تم تخفيض مستوى الماء في السد الى 145m حتى يتسح مجال لاحتواء الفيضانات.

ثانياً: بعض المولدات لم يتم تركيبها الى خلال عام 2008 ولهذا فان المحطة لم تصل الى قدرتها الحالية الى نهاية السنة.

يضاف الى ذلك ان الرقم قد يكون اصغر بقليل من الطاقة الكلية المسجلة في الجدول التالي وذلك لان الرسم البياني اعتمد على الكهرباء المرسلة الى الشبكة العامة بينما الجدول اعتمد على الكهرباء المولدة الكلية.

توزيع الطاقة الكهربائية :

بيعت الكهرباء المولدة من مشروع سد المضائق الثلاث الى شبكة كهرباء الدولة State Grid Corporation والى شبكة كهرباء الصين الجنوبية China Southern Power Grid بسعر ثابت ¥250 لكل ميغا وات ساعي ($35.7 US) حتى 2 يوليو/تموز 2008 .السعر الحالي للكهرباء المولدة اختلف من محافظة الى اخرى وهو يتراوح ما بين ¥230.6 الى ¥311.1 لكل ميغا وات ساعي .تستهلك اليوم من كهرباء السد 9 محافظات و مدينتين منها شنغهاي Shanghai.البناء التحتي لشبكة نقل وتوزيع كهرباء سد المضائق الثلاث كلفت ما يعادل 34.387 بليون يوان.حيث تم الانتهاء منها في ديسمبر/كانون الاول عام 2007 اي قبل الوقت المحدد لبنائها بسنة . تم ارسال الطاقة في الى 3 اتجاهات .خط نقل تيار مستمر 500 kV DC نقل الى شبكة شرق الصين باستطاعة 7,200 MW. وتم ارسال 3 خطوط تيار مستمر بتوتر عالي 500 kV DC : خطا نقل للعاصمة شنغهاي احدها HVDC Three Gorges-Shanghai باستطاعة (3,000 MW), والثاني HVDC Gezhouba – Shanghai (1,200 MW),اما الخط الثالث هو HVDC Three Gorges-Changzhou (3,000 MW). الاستطاعة الكلية لخط النقل 500 kV AC الواصل الى شبكة النقل في وسط الصين 12,000 MW.

في الخطة الرئيسية كان المتوقع من السد أن يؤمن 10% من الكهرباء المستهلكة في الصين و لكن مع ازدياي الطلب على الكهرباء في الصين لأكثر ما هو متوقع فان السد يؤمن فقط ما مقدراه 3% من استهلاك الصين للكهرباء.

التحكم بالفيضانات :

بالرغم من أن خزان TGP ليس صاحب اكبر قدرة خزان في العالم إلا انه يمكن أن قدرته على حجز الفيضانات المحتملة وتخفيف سرعتها بحدود 27,000 ~ 33,000 m3/s وهو اكبر عملية سيطرة على ماء في العالم .

عندما يكتمل TGP إن معيار السيطرة على المستويات المتوسطة والمنخفضة لليانجز وخاصة منطقة جينج جيانغ Jingjiang Section سيتم رفع مستوى الحماية حيث أنها كانت محمية وقادرة على اجتياز 10 سنوات من الفيضانات إلى 100 سنه من الفيضانات .اي أن الخمسة عشر مليون شخص و الـ 1.5 مليون هكتار من الأراضي الزراعية في سهل جيانغان Jianghan Plain آمنه من تهديدات الفيضان ,ويمكن أيضا تجنب الفيضانات المدمرة القاتلة لمائة عام أخرى.

سجلات فيضانات نهر اليانجز للأعوام (1931, 1935, 1949, 1954, 1998)

في عام 1931 ضرب الفيضان منطقة بمساحة 130,000 km² حيث هناك مساحة 3.39 مليون مين.أراضي الزراعية غمرت بالماء و تأثر سلبا 28.55 مليون شخص قتل ما يقارب 145,000 شخص مسببا خسائر مادية تقدر بحوالي 1.345 بليون ين.

عام 1935 ضرب الفيضان منطقة بمساحة 89,000 km2 في المنطقة المنخفضة والمتوسطة الانخفاض لنهر الانج بستة محافظات وهي هوبي Hubei , هانان Hunan وجينجسكي Jiangxi, أنهوي Anhui , جيانجسو Jiangsu , زيجيانج Zhejiang. وتأثر عشرة ملايين شخص وغمرت أراضي زراعية بمساحة 1.51 مليون هين. قتل 142,000 شخص وسبب خسائر مادية بقيمة 550.3 بليون ين.

في عام 1949 فاض النهر وغمر مساحة 1.81 مليون هكتار من الأراضي الزراعية وأثر على 8.1 مليون شخص وكلف 5699 شخص حياتهم في الجزء المنخفض والمتوسط انخفاضاً من نهر اليانجز.

عام 1945 كانت الأضرار التي سببها فيضان النهر في المناطق المنخفضة والمتوسطة حوله هي 3.18 مليون هكتار من الأرض الزراعية و 4.27 مليون بيت فاضت و 18.884 مليون

عام 1998 ضرب الفيضان منطقة واسعة من وادي نهر اليانجز . وحاربت البلاد كلها ضد الفيضان لمدة 3 شهور بعدد كبير من الناس والمعدات . أكثر مما قيمته 13 بليون آلة و ومعدة تم إحضارها من حول البلاد وحوالي 6.7 مليون شخص ومئات الآلاف من الجنود ساعدوا بالعملية. لكن استمرت الخسائر العظمة لتصل غالى 239,000 هكتار من الأرض الزراعية غم بالماء و 2.316 مليون شخص تأثروا وقتل ما يقارب 1526 شخص في المحافظات الأربع هانان Hunan , هوبي Hubei , جيانجكسي Jiangxi, وأنهوي Anhui.

الملاحة في النهر :

مياه الخزان خلف سد المضائق الثلاث TGP تمتد الى العاصمة الجنوبية الغربية شونغ–كنغ Chongqing لذا فهو يؤمن ممر مائي 660 km, حيث يُمكّنُ عشرة الاف اسطول للابحار بين شنغهاي Shanghai و شونغ–كنغ Chongqing. قدرة الملاحة الأحادية الاتجاه السنوية لنهر اليانجتز Yangtze بعد بناء السد ستزيد من عشر ملاين طن الى خمسين طن. 

بعض الصور لمشروع المضائق الثلاث (سد الصين العظيم) :

يمكن متابعة قراءة البحث و تحميله  كاملأ بصيغة PDF  من الرابط التالي:

مشروع سد المضائق الثلاث