【世界著名水电工程】胡佛水电站·美国

蜀水

胡佛水电站(又称胡佛水坝Hoover Dam)位于美国内华达州及亚利桑那州的西北部交界处（36°0′56″N 114°44′16″W）的科罗拉多河(Colorado)干流上，其向西北方向行驶40千米便是美国西部著名的城市拉斯维加斯。

科罗拉多河(Colorado)发源于落基山，全长2300多千米，流经美国的7个州，是美国第四大河。

胡佛水坝的建设成为美国20世纪30年代起综合开发科罗拉多河(Colorado)水资源的一项关键性工程，具有防洪、灌溉、发电、航运、供水等综合效益 。

●胡佛水电站地理位置图（据Google 地球资料编绘）。

胡佛大坝在世界水利工程行列中占据重要地位，堪称20世纪西方科技史上最有影响力、最有挑战性的公共水利工程之一，至今仍然是世界知名的建筑，已被定为美国国家历史名胜和国家土木工程历史名胜。1994年，美国土木工程学会把它列为美国七大现代土木工程奇迹之一。

　　●胡佛水电站地理位置图（据Google 地球资料编绘）。

【建设背景】

发源于落矾山麓，穿越美国西南部的科罗拉多河，是全球最诡异的河流之一。河流长2233千米，流域面积为63万平方千米，跨7个州，经墨西哥流入加利福尼亚湾，是美国第四大河。

千百年来，河流两岸地区受尽了这条充满野性的大河的侵扰，每年春季及夏初，大量融雪径流汇入，经常导致河流两岸低洼地区泛滥成灾，公众生命财产遭受严重损失。然而到了夏末秋初，河流又干涸得如涓涓细流，中下游干渴的大堤得不到它半点惠泽，根本无法引水灌溉农田。

20世纪初的一场大洪水，把加利福尼亚南部变成了一片汪洋，造成了巨大的生命财产损失，也给当地百姓造成了极大的心里伤害。饱受科罗拉多河肆虐之害的人们急切盼望着能够根治水患，彻底制服科罗拉多河。

　　●胡佛水电站地形图（据Google 地球资料编绘）。

1923年，美国的《博尔德峡谷工程法案》（也被称为以作者名字命名的《Swing-Johnson法案》）出台。为了控制这条多灾多难的河流，1928年12月14日美国国会通过了《博尔德峡谷工程法案》的修订版，授权美国垦务局建设博尔德水坝（1947年，美国国会命名“博尔德水坝”为“胡佛大坝”)

1929年10月，持续攀升的美国股票开始崩溃式下跌，引发了史上最惨烈的全球性经济危机。大量企业破产，工人失业。世界经济进入到连续几年的大萧条时期。美国政府为了挽救危机，出钱修筑大量公共设施以增加购买力和就业机会。失业人数大增，因此为水坝的建造提供了一群数量可观的廉价劳工。胡佛大坝的建设即在其中。1930年3月7日，胡佛大坝建设资金得以通过。

　　●胡佛水电站俯瞰（据Google 地球资料编绘）。

1931年1月, 时任美国第31届总统——赫伯特．胡佛（Herbert Clark Hoover）总统主持水坝开工仪式,工程投资1.45亿美元的建设（招标）计划,使该项目成为当时美国联邦政府最大的工程。

胡佛水坝在1931年3月11日动工，首席工程师是法兰克·高尔（Frank Crowe），水坝经费由政府资助，因此他必须在政府限定时间之内完工，否则将会面临一大笔罚款。

为工程的实施招募了5000名劳工,每日三班昼夜施工。工程量是巨大的，所用混凝土333万立方米，加上钢材总重量达660 万吨，此建筑材料的消耗，足以铺一条从美国西海岸旧金山到美国东海岸纽约的双车道高速公路 。

　　●胡佛水电站俯瞰（据Google 地球资料编绘）。

工程主要建筑物有拦河坝、导流隧洞、泄洪隧洞和进水塔、压力管道、电站厂房等。拦河坝为混凝土重力拱坝，坝高221.4米，坝顶长379米，坝顶宽13.6米，坝底最大宽度202米，坝顶半径152米，中心角138°，坝体混凝土浇筑量为248.5万立方米,是当时世界上最高的拱形坝。

左右岸各有2条直径为15.25米的导流隧洞，总长4860米，导流流量为5670立方米每秒；进水塔(口）各由4扇4.9米×30.5米的弧形闸门控制。左右岸各设置1条泄洪隧洞。泄洪隧洞系导流隧洞后半段改建而成，直径为15.2米，用混凝土衬砌，长671米，最大流速53.4立方米每秒，溢洪道总泄流能力可达11400 立方米每秒；另外两条导流洞改建为发电引水隧洞，兼作辅助泄洪隧洞用。辅助泄洪隧洞是在引水隧洞末端设6根3.96米的钢管，其总泄量为2577立方米每秒。左右岸各设一座岸边地面式厂房，各长198米，厂房顶高出正常尾水位45.7米。左右岸各2条发电引水隧洞(各有1条由导流洞改成)分成8条压力钢管，其中一条又分成二条，共17条压力钢管，向17台水轮机供水。

　　●胡水电站水工建筑物结构平面图。

胡佛大坝建在深窄峡谷内，坝基基岩为坚硬的安山岩、角砾岩。坝基设置水泥灌浆帷幕和排水孔，对上游剪力带进行灌浆加固。低水位到基岩的深度为33～40米，最低点为42.4米，低水位的水面宽度为88～113米。坝址处流域控制面积43.25万平方千米，占总流域面积的百分之六十九。水库面积663.7平方千米。坝址处最大年径流量为274亿立方米，多年平均径流量160亿立方米。

　　●胡佛水电站俯瞰。

1935年，胡佛水坝提前2年完工，整个工程耗资1.25亿美元，节省投资近2000万美元。这样的惊人成绩，让工程建设总监(总工程师) 法兰克·高尔（Frank Crowe）赢得了35万美元的奖金。但胡佛水坝令112名工人失去生命。

●建设中的胡佛水电站（图片原载《中国三峡》杂志2012年第1期）。

1935年9月30日，由继任的美国第32届总统——富兰克林．德拉诺．罗斯福（Franklin D. Roosevelt）亲自主持了大坝的竣工典礼，为胡佛水坝揭幕。数千人前往沙漠见证这件历史大事，当亲眼目睹这座令人难以置信的水坝时无不欢呼雀跃。

为纪念工程建设期在任的美国31届总统和共和党领袖赫伯特．胡佛（Herbert Clark Hoover。任期1929年～1933年）对该工程项目的重视和支持，大坝落成后以胡佛的姓氏命名。这是世界上仅有的以国家总统姓氏命名的水坝工程。

●时任美国第31届总统——赫伯特·胡佛（Herbert Clark Hoover）照片，和胡佛水电站标志。

●建设中的胡佛水电站（图片原载《中国三峡》杂志2012年第1期）

建造中的胡佛大坝，它所用的管道正如照片中这般巨大，总共耗费了4.5万吨钢材，焊接起来长达3英里。

●胡佛水电站压力管道吊装。

●胡佛水电站压力管道加工制作。

大坝施工采用柱状浇筑法，分230个柱状块，上游面块体5米×18米，下游面块体7米×9米，浇筑层厚1.5米。该坝是首次采用埋设水管冷却的高坝。共布置6×3立方米和4×3立方米拌和楼各1座，生产能力为7560 立方米/d；布置有5台23t平移式缆机和1台13t斜撑式起重机，使用6立方米吊罐浇筑混凝土。

●胡佛水电站拱坝施工。

大坝形成的水库叫米德(mead)湖，总库容348.5亿立方米。水电站设计装机容量原为134万千瓦，现已扩容到207.88万千瓦(其中:13台×13万千瓦＋2台×12.7万千瓦＋1台×6.85万千瓦＋1台×6.15万千瓦＋2台×0.24万千瓦),计划达到245.2万千瓦。年发电量42亿千瓦时。

●在胡佛大坝上（据Google 地球资料编绘）。

由于受地形条件的限制,胡佛大坝工程布置很紧凑。1931年5月，开始开挖导流隧洞，1932年秋季即打通并完成衬砌。1933年6月开始浇混凝土，至1935年3月浇完248万立方米混凝土，历时21个月，221米高的重力拱坝浇筑到坝顶。同时，进水口建筑物、压力钢管、发电厂房、溢洪道、泄洪洞和输电线路等都在平行作业。工程混凝土浇筑量为333万立方米，混凝土最大日浇筑强度为7520 立方米，最大月浇筑强度为19.8万立方米，平均月浇筑强度为11.5万立方米。

●在胡佛水电站大坝上（据Google 地球资料编绘）。

1936年10月，胡佛水电厂第一台机组正式发电。1939年，电厂的装机容量达到70.48万kW，成为当时全球最大的水力发电厂。所增加的大量电力让美国西南部改头换面，强大的电流百分之五十六输往洛杉矶和南加州，也使拉斯维加斯和凤凰城成为美国发展最快的城市。

●在胡佛水电站大坝右岸矗立的电力送出线路铁塔（据Google 地球资料编绘）。

●在胡佛水电站大坝上。

【工程特点】

工程创造性地发展了大体积混凝土高坝筑坝技术，有些技术一直延用至今。在混凝土坝施工机械和施工工艺等方面，如为了解决大体积混凝土浇筑的散热问题而采取把坝体分成230个垂直柱状块浇筑，并采用了预埋冷却水管等措施，成为大体积混凝土工程中的成功典型，对世界上混凝土坝施工技术的形成和发展有重大影响。

●胡佛水电站大坝库区（摄影/Photography：Kuczora）

【工程效益】

胡佛大坝在防洪、灌溉、城市及工业供水、水力发电、航运等方面，都发挥了巨大作用：胡佛坝形成的米德湖水库有调节库容196亿立方米，防洪库容117亿立方米，对坝址以上的洪水可完全控制。水库防止了下游过去频繁发生的洪水，使科罗拉多河洪水流量由5670立方米每秒，削减为1130立方米每秒，特大洪峰由8500立方米每秒，削减为2120立方米每秒。例如：1941、1952、1958年的洪水流量为2920～3450立方米每秒，水库调洪后下泄的洪水在1000立方米每秒以下，1953～1956年为旱年，水库提供了水源；建坝后保证了加利福尼亚州和亚利桑那州沙漠地带70万公顷的土地获得可靠的灌溉水源。这一灌区每年可生产10亿美元以上的农产品；可提供3200万户五口之家的年生活用水。

●胡佛水坝库区和水电站进水塔（摄影/Photography：Ashley Hayes）

●胡佛水电站俯瞰（摄影/Photography：kutro）

●在胡佛大坝上俯瞰水电站发电厂房（摄影/Photography：larapinta）

●胡佛水坝俯瞰。

泄洪隧洞系导流隧洞后半段改建而成，直径为15.2米，用混凝土衬砌，长671米。

●胡佛水电站左岸泄流口。

●胡佛水电站压力管道（摄影/Photography：crapshoooter）

●胡佛水电站大坝内管道廊道（摄影/Photography：dsaunder）

●胡佛水电站大坝俯瞰（摄影/Photography：sassyav8r）

●胡佛水电站俯瞰（摄影/Photography：Seima I）

●胡佛水电站俯瞰（摄影/Photography：Seima I）

●胡佛水电站俯瞰（摄影/Photography：Seima I）

●在胡佛水电站大坝上俯瞰发电厂房。

●参观者在胡佛水电站左岸发电厂房外（摄影/Photography：schererfotografie）

●胡佛水电站左岸发电厂房（摄影/Photography：schererfotografie）

●胡佛水电站发电车间（摄影/Photography：michael L Jiroch）

●胡佛水电站发电车间（摄影/Photography：dsaunder）

●参观者在胡佛水电站左岸发电厂房外（摄影/Photography：slakingfool）

胡佛大坝驯服了科罗拉多河(Colorado)这条野马似的河流。早年,科罗拉多州、亚利桑那州、内华达州、加利福尼亚州和新墨西哥州受尽了这条“放浪不羁”的大河的折磨：雨季洪水泛滥，吞没农田和牧场，侵入城市和村庄；而到旱季却又只剩下涓涓细流，中下游干渴的大地得不到它的半点惠泽。

胡佛大坝建成后，科罗拉多河(Colorado)再没有出现过洪水泛滥的灾难，相反，80余年来，胡佛水坝每年为美国中西部提供40亿kWh的电能，10亿加仑淡水浇灌着亚利桑那州和加利福尼亚南面那些富饶的土地，把科罗拉多河(Colorado)三角洲地区变成了美国著名的蔬莱和水果基地。

●矗立在胡佛水电站大坝左岸的电力送出线路铁塔。

胡佛水坝工程浩大，建设工程中有112名工人因各种事故失去性命。水坝建成后, 建筑工程师克劳建造一座纪念碑，以纪念在施工中逝去的112名工人。黑色大理石纪念碑正面镌刻着几行英文字：“美利坚合众国将永远记住那些在参与水坝建设中寻找最后安息的人们。”碑上高高飘扬着星条旗，两旁竖着两尊青铜塑像。右后方不远处的另一块碑石上刻着112名献身者的姓名。

●树立在胡佛水电站大坝建筑物旁的建设者雕塑。

●树立在胡佛水电站大坝建筑物旁的建设者雕塑（摄影/Photography：rey perezoso）

●胡佛水电站大坝夜景。

胡佛水坝的建设，孕育了新兴的城市拉斯维加斯。这里原本是不毛之地，荒无人烟。建造胡佛水坝的时候，大批工人聚集在这里。水、电、铁路，为一座新城的诞生提供了条件。工人们在沙漠之中，没有任何娱乐，于是有人以赌博解闷。内华达州州政府为了吸引人气，居然在1931年把赌博合法化。于是，许多资本家前来投资建设豪华赌场，大批观光客也前来赌博。就这样，一座光怪陆离的赌城在沙漠深处迅速发展，以至一跃而为美国西部最大的新城。

如今，在胡佛水坝附近，还能找到残墙断垣、破败凄冷的小村庄，那里写着“Old Las Vegas”(拉斯维加斯旧城)，那就是建造水坝时工人们的宿营地。拉斯维加斯就是从一个沙漠小村发展起来的。胡佛水坝是打开拉斯维加斯之谜的一把钥匙。只有清楚地了解胡佛水坝的历史，才能知道拉斯维加斯这座世界第一赌城的诞生过程。如今，拉斯维加斯成了不夜城，正是胡佛水电站的电力，点亮了拉斯维加斯那流光溢彩、五颜六色的霓虹灯。

●胡佛水电站大坝夜景.

●夜色下的胡佛水电站大坝（摄影/Photography：moses mexia）。

●2016年1月19日20:30,以汽车为主题的大型灯光秀在胡佛水电站大坝举行。

●2016年1月19日20:30,以汽车为主题的大型灯光秀在胡佛水电站大坝举行。

自从1935年大坝对外开放以来，已经有超过3500万的游客来此观光。游客们首先在大坝的顶部参观，之后乘坐电梯向下520英尺直接到达大坝的底部。大坝内部有一些上个世纪30年代典型的建筑风格，各种艺术装饰以及精简现代的设计；这里还有独具风格的美洲土著居民所设计的图案地板。

在水坝的底部，游客可以参观一个拥有17台水力发电机组的发电厂房。从那里，继续向下深入水坝内部，可以看到巨大的导流洞。这些导流洞是在水坝施工期间用于分流大坝周围的水源所用。回到水坝的顶部，在位于内华达州境内的部分（水坝横跨内华达-亚利桑那边境），游客中心展示着整个科罗拉多河的水流系统以及水坝的历史。陈列馆于1997年4月份正式开放，展出各种照片、文物、艺术品以及视频，向游客讲述着大坝的历史、建造者、沙漠雷暴天气的状况以及美国西南部的环境、地质、植物以及动物。