「下水」養殖、低炭素設計、共存共栄——山間部の揚水発電技術

「3年前に放流した40匹ほどの稚魚が、今では数千匹に増えました。」 6月5日の世界環境デーに、張波氏は遼寧省清遠揚水発電所の生態貯水池の変化を興奮気味に紹介した。 「最初は幼魚の体長が10センチほどだったが、今では30センチほどの魚もたくさんいる」

張波氏は、清遠揚水発電所EPC総請負プロジェクト管理部（以下、清遠揚水発電所EPC総請負部）の環境保護専門家です。彼が言及した生態貯水池は、主に下水処理場から出た処理済みの再生水を下部貯水池キャンプに貯蔵するために使用されています。処理された「汚水」は、今では大きな魚が飛び跳ねたり、小さな魚が群れをなして集まったりする風景を形成し、プロジェクト作業員が余暇にくつろいだり、夕食後に散歩したりするための「裏庭」となっている。

これは、清遠揚水発電EPC総請負部門が「緑の水、緑の山は金銀の山」という理念を実践し、「山水プロジェクト」を創り出す努力の縮図です。

下水・廃水の「ゼロ排出」、再生水のフル活用

中国電力工程集団北京測量設計研究所有限公司（以下、「北京研究所」という）が主導するEPCゼネコン連合が建設中の清遠揚水発電所（以下、「清遠揚水発電所」という）は、遼寧省撫順市清遠満族自治県北三家鎮に位置している。これは中国東北地方最大の揚水発電所であり、「第13次5カ年計画」期間中の中国東北地方の旧工業基地の国家振興の新たなラウンドにおける139の主要プロジェクトの1つです。これは、設計、建設、調達の完全な産業チェーンを含む、中国初の百万キロワットレベルのEPCゼネコンによる揚水発電建設パイロットプロジェクトでもあります。

業界から大きな注目を集めているこのパイロットプロジェクトは、設計者が主導し、EPCプロジェクトが管理しており、設計から施工まで「人間と自然の調和ある共存を推進する」というコンセプトに基づいて進められています。

建設中および生活中に発生する汚水と廃水については、北京研究所が専門設計を行い、清遠揚水EPC総請負部門が砂利処理廃水処理システム1基、生活汚水処理システム2基、コンクリート混合廃水処理システム4基、洞窟廃水処理システム4基の建設を組織しました。処理された再生水はすべて生産、散水粉塵軽減、緑化などに再利用され、汚水・廃水の「ゼロ排出」と再生水のフル活用を実現しています。

「生態貯水池は北京研究所が特別に設計し、清遠揚水EPC総請負部門が建設した。2020年に下水貯水池キャンプの生活汚水処理場と同時に建設され、使用が開始された。」張波氏は、下水ダムキャンプの生活汚水処理場はMBR方式を採用した地下統合処理装置であると述べた。処理された再生水の水質は透明で無臭であり、魚の成長要件を満たすことができます。処理された中水は、春、夏、秋には散水や造園に使用され、冬には一時的にプールに貯留され、排出されません。

下水と廃水の「ゼロ排出」も、設計主導のEPCプロジェクト管理の恩恵を受けており、設計技術の利点を十分に発揮し、先進技術の応用を深めることに役立ちます。

「水力発電プロジェクトの建設中に砂利骨材を流し出すと、大量の廃水が発生します。砂利処理システムからの廃水には、非常に高い浮遊物質が含まれており、水質が大きく変動します。処理システムの稼働中に沈泥が非常に簡単に圧縮され、システムの閉塞や機器の損傷を引き起こすこともあります。」清遠揚水発電設計プロジェクト部環境保護部長の崔暁紅氏は、次のような例を挙げた。設計チームは、プレートとフレームのフィルタープレスをシステムの中核処理装置として直接使用する新しいプロセスを開発しました。従来の処理工程に比べ、処理ユニットが2つと付帯設備が多数削減され、砂利処理排水処理システムの運転安定化に貢献します。この技術は清遠揚水発電にうまく適用されました。

大規模な掘削を減らし、生態系の回復に努める

「良いプロジェクトは、機能的な役割を果たすだけでなく、環境へのダメージを避け、生態系の回復を図り、自然と調和し、人々に優しいプロジェクトにする必要があります。」清遠揚水発電所EPC総請負部門ゼネラルマネージャーの姚宝勇氏は、清遠揚水発電所においてこのエンジニアリング建設のコンセプトを完全に実現しました。

設計主導の EPC プロジェクト管理の主な利点は、ソースからのリソース統合が容易になることであると報告されています。建設プロセスでは、ダム工学の専門家がプロジェクト内の土石のバランスを動的に把握し、地質学の専門家がダム材料の風化を総合的に検討し、現場での建設をインテリジェントにガイドし、建築掘削材料と洞窟掘削材料をダムのさまざまなセクションの充填に十分かつ柔軟に使用して、材料ヤードの掘削を減らし、投資を節約し、廃棄物を減らしながらプロジェクトのニーズを満たします。

清遠揚水発電設計プロジェクト部の張建福プロジェクトマネージャーは、ダムの埋め立てにおける掘削土の利用率を最大化し、廃棄物を削減するために、技術実証を経て、現場の実情に基づいてダム下流のロックフィルエリアの一部の場所の透水性係数を微調整したと例を挙げた。

清遠揚水発電所EPC総請負部門は、2017年7月に現場に着任して以来、環境保護を建設管理の重要な部分とみなし、安全性、品質、建設期間の効率とともにプロジェクトの作業目標に組み込んできました。このため、工事区域内の不法投棄防止プラットフォーム裏の法面は、節水や緑化の「実験場」としても活用されている。

工事エリア内の不法投棄防止プラットフォームの背後の斜面は格子梁で支えられています。清遠揚水蓄電池は寒冷地に位置していることを考慮し、清遠揚水蓄電池EPC総請負部門は、グリッド梁の支持に耐寒性と耐干ばつ性を備えた植栽方法を採用しています。植生はよく育ち、種子による繁殖にも成功し、支保工や緑化に優れた役割を果たし、建設区域の緑の景観にもなります。

自然に溶け込む清らかな水の「美学」

清遠揚水発電所には、グリッドビームのように文化的景観と自然的景観が互いに補完し合う例が数多くあります。

「下池の入口と出口にあるゲートビルがその好例です。」張建福氏は、門の建物は普通のコンクリートで鋳造されており、鏡のような効果が得られ、追加の装飾材料を必要としないと述べた。遠くから見ると、建物自体は山の中に突如現れることはなく、周囲の環境とシームレスに溶け込んでいます。さらに、この素​​材は時代を超越しており、時が経つにつれて歴史的な重みが増し、水力発電プロジェクトの「本来の美しさ」をさらに際立たせます。

ゲートタワーの鋳造に普通コンクリートを使用するために、清遠揚水発電所EPC総請負部門は、以前のコンクリートフレーム構造の設計を覆しました。張建福氏は、フレーム構造の設計では梁と柱の間に充填壁が使用され、建設が完了した後にファサードを再度装飾する必要があると説明した。耐震壁構造に変更後、壁面全体に普通コンクリートを打設することが可能です。

打ち放しコンクリートを使用するため、ダム堤体、発電所、主変電所、開閉所などの当初の設計図も覆された。最も典型的な例は、清遠揚水発電設計プロジェクト部のダム工学専門リーダーである邢爾爾爾氏が提案した下池ダム上部柵の設計案3案がすべて覆されたことだ。しかし、清遠揚水発電所EPC総請負部門が選定した露出コンクリート手すりの最終設計版を見たとき、彼女はやはりため息をつき、敗北を認めざるを得なかった。

「清遠揚水発電プロジェクトは、大規模な打ち放しコンクリートの低炭素設計と施工を採用し、装飾を必要としない打ち放しコンクリートの効果を実現し、水力発電プロジェクトの雄大で壮大な自然の美しさを表現するよう努め、高品質のプロジェクトの作成に重点を置いています。」姚宝勇氏は、打ち放しコンクリートの自然な表面が建物の装飾効果として建築芸術における新たな流行とスタイルであると説明した。現代人が自然を追求し、自然へ回帰するというコンセプトを体現しています。

「清遠揚水発電所のいたるところで、打ち放しコンクリートのシンプルで自然な美しさが見られます。卓越性を追求する清遠揚水発電所の人々の職人精神も、優れた職人技に反映されています。」姚宝勇氏は、大規模な打ち放しコンクリートの設計と施工が清遠揚水発電所の輝かしい名刺となり、各レベルの建設部門や業界検査官からも高く評価されていると紹介した。

打ち放しコンクリートで鋳造された建物の建設は、間接的に清遠揚水発電所の「緑の水と緑の山、『清水』の美学」という詩的な実践を実現し、設計主導のEPCプロジェクト管理の利点も享受しました。張建福氏は、設計主導のEPCモデルでは、設計はプロジェクトのハイライトの創出に重点を置き、人間と自然の調和を促進するために積極的に取り組み、設計品質を継続的かつ積極的に向上させ、エンジニアリング視覚環境設計に特化していると述べた。

姚宝勇氏は、計画の初期段階から設計コンセプトを改善し、トップレベルの設計安全性と生態修復機能を組み合わせ、生態工学の芸術性を十分に考慮し、低炭素設計を採用する必要があるという独自の認識を持っています。このような「景観プロジェクト」だけが、緑の水と緑の山々の背景をより明るくすることができます。

清遠揚水発電所の下部貯水池に水が貯まっている（出典：撫順新聞網）