长江三峡,是个神奇瑰丽的地方。
“更立西江石壁,高峡出平湖。”这里,一度留下国人孜孜以求的梦想。
从提出设想到科学论证,再到正式开工和建成运行,三峡工程已然走过了百年岁月。
三峡工程1994年12月14日正式开工,2006年5月20日大坝主体工程竣工,2008年10月全面完工,2020年11月1日完成整体竣工验收,标志着中华民族追寻了百年的“三峡梦”终于划上圆满句号!
“神女应无恙,当惊世界殊!”开工建设30年来,特别是运行以来,三峡工程以恢弘昂扬的姿态,彰显“国之重器”的使命与担当,正全面发挥防洪、发电、航运、供水、生态等巨大综合效益,成为长江上最醒目的新地标。
习近平总书记2018年4月24日在考察三峡工程时指出,“三峡工程是国之重器”“三峡工程的成功建成和运转,使多少代中国人开发和利用三峡资源的梦想变为现实,成为改革开放以来我国发展的重要标志。这是我国社会主义制度能够集中力量办大事优越性的典范,是中国人民富于智慧和创造性的典范,是中华民族日益走向繁荣强盛的典范”。
站在位于长江左岸的制高点——坛子岭上俯瞰,一座由钢筋混凝土和金属结构巧妙构成的水工建筑物,将滔滔大江拦腰截断,原本放荡不羁的江水归于平静,呈现出“高峡平湖”的壮美。
平湖之上,水天一色,烟波浩渺,万羽振翼……
▲烟波浩渺的长江三峡 摄/张伟革
建设交响乐章
1992年4月3日,第七届全国人民代表大会第五次会议在北京举行,国务院提交的《关于兴建长江三峡工程的决议(草案)》摆在代表们面前。
经过全体人大代表分组审议、充分酝酿,终于迎来历史性时刻——经全国人民代表大会表决,《关于兴建长江三峡工程的决议》以超过2/3的赞成票获得通过!
这是国家最高权力机关作出的历史性庄严决议,是新中国成立以来唯一由全国人大全体会议表决通过兴建的工程。
梦想了70多年,论证了40余载,争论了30多个春秋,终于有了法定的结果,终于有了绝大多数人想要的结果!
这是中国人民的选择!这是一声响彻云霄的春雷!这是中华民族谱写新的恢弘治水史诗的序章!
▲ 1992年4月3日,第七届全国人民代表大会第五次会议通过《关于兴建长江三峡工程的决议》 摄/郭占英
1994年12月14日,东经111.3度,北纬30.7度。当第一仓混凝土浇筑在三峡水利枢纽坝址所在地的江心岩石上时,一项伟大的跨世纪工程从这里起步了——
鉴于工程规模巨大,经党中央、国务院批准,三峡工程采用“一级开发、一次建成、分期蓄水、连续移民”的建设方案,建设总工期为17年,分3个阶段进行。
三峡工程的工期和建设内容,是经过反复研究、周密论证、精心设计而确定的。
一期工程,从第1年到第5年(1993—1997年),以完成大江截流为标志。除了大量的准备工程外,主要进行一期土石围堰和一期碾压混凝土纵向围堰填筑,将中堡岛及后河围护起来,形成基坑。在此基础上,挖掉中堡岛,扩宽加深后河形成导流兼通航明渠,同时修建左岸临时船闸,并开始修建左岸永久船闸、升船机等。导流通航明渠和左岸临时船闸建成后,拆除一期土石围堰,进行三峡工程第一次大江截流,把长江水流逼入明渠中下泄。
二期工程,从第6年至第11年(1998—2003年),以实现左岸电厂发电和永久船闸通航为标志。主要任务是在大江截流戗堤的基础上,修筑二期上下游土石围堰,并与一期建成的碾压混凝土纵向围堰连接,形成大江基坑。在基坑内修筑混凝土重力坝泄流坝段、左岸电厂厂房、左岸非溢流等坝段,同时完成左岸永久性船闸施工,继续进行升船机的施工。
三期工程,从第12年至第17年(2004—2009年),以实现全部机组发电和工程全面竣工为标志。主要任务是在明渠上实施二次截流,修筑三期上下游土石围堰,并在其保护下修筑三期碾压混凝土围堰,形成三期工程基坑。在基坑内修建右岸电站厂房坝段及电站厂房、非溢流坝段等,并继续完成全部机组安装。
三峡建设,就是要使这些项目一步步从图纸上走下来、站起来。这该有多少道路要丈量、多少荆棘要披斩、多少沟坎要迈过啊!
道阻且长,行则将至;重器打造,举国同心!
▲ 1994年12月14日,三峡工程开工典礼现场 供图/中国三峡出版传媒有限公司
三峡工程开工建设,正值我国由计划经济向社会主义市场经济转型时期。
1992年10月,党的十四大明确提出建立社会主义市场经济体制。这一重大改革目标的确立,为三峡工程由谁建、怎样建提供了明确方案和路径——三峡工程建设必须以市场为取向,运用社会主义市场经济原则组织建设,利用国际国内市场与资金、技术、人才、设备等要素,使之达到费省效宏的目标。
中央审时度势决定摒弃计划经济时代水利工程建设“自建自营”和“工程指挥部”模式,创新领导组织形式,实行与社会主义市场经济相适应的“决策、实施”两分离体制机制。
1993年1月,党中央决定成立国务院三峡工程建设委员会(以下简称三峡建委)——这是三峡工程建设的最高决策机构。这个委员会规格很高,主任相继由时任国务院总理李鹏、朱镕基、温家宝和国务院副总理李克强、张高丽担任,成员由国务院有关部委和重庆市、湖北省政府有关负责人组成。三峡建委下设国务院三峡建设委员会办公室,承担建设委员会的日常工作。为了加强三峡工程的移民工作,在三峡建委下设三峡库区移民开发局,负责三峡工程移民工作规划、计划的制定和监督实施。
国务院还决定,成立中国长江三峡工程开发总公司(以下简称三峡总公司),作为建设和经营三峡工程的业主单位,自负盈亏、自主经营。这意味着,三峡总公司是三峡工程的项目法人,从工程立项到资金筹集、设计、建设直至生产经营、归还贷款本息以及确保国有资产保值增值,皆由其全权负责。
在业主负责制的新体制下,三峡所有工程项目全面实施国际通行的招标承包制、建设监理制和合同管理制。三峡总公司通过招标方式选择监理单位,用合同明确监理职责。监理遵循“客观、公正、独立、科学”原则开展工作。监理单位代表项目法人对工程项目招标发标、施工、完工验收和移交全过程进行监督,对工程项目质量、进度、造价和安全进行全面监督和管理。
三峡总公司首任总经理陆佑楣感慨道:建设三峡工程需要奉献和参与精神,但更重要的是需要市场意识和竞争意识。
从前期准备开始,三峡工程业主就把三峡推向市场、推向世界。几十个国家、地区的考察团纷至沓来,希望在资金融通、设备制造、技术引进等领域一显身手。1993年7月,三峡工程进入正式施工准备阶段。三峡总公司对大型施工机械进行国际招标,3天内就有来自美国、日本、德国、芬兰、韩国等国家的11家著名工程机械厂商和l家中外合资企业投标。经过艰苦的评标和合同谈判,1994年1月26日,美国卡特比勒、英格索兰,德国德马克、克鲁伯,瑞典阿特拉斯等5家厂商,拿到了进军三峡工程的第一份订单。
在强悍外商抢滩三峡的同时,国内水电建设的劲旅——中国水利水电长江葛洲坝工程局、中国人民武装警察部队水电部队、铁道部大桥工程局、铁道部第十八工程局……携带着高昂的斗志和拥有的一流技术、一流设备,汇成了滚滚铁流,浩浩荡荡地开进了三斗坪。
1994年12月14日,由此成为共和国水利史上一个值得铭记的日子:举世瞩目的三峡水利枢纽工程正式开工!
自从机器轰鸣声划破三峡上空的寂静,峡江两岸的宜昌人惊喜地发现,20多年前葛洲坝工程开工时10万大军肩挑背扛的情景,已经被机械化施工和现代化施工工艺所取代。
短短几年时光,三斗坪长江两岸发生翻天覆地的变化——三峡工程的通信、供水、供电、场内交通、港口码头、仓储工程初具规模;连接对外公路的桥梁、涵洞,沟通长江两岸的西陵长江大桥陆续落成;一期围堰通过验收,导流明渠竣工;被称为三峡工程“咽喉”的临时船闸和升船机工程进入混凝土浇筑和金属结构安装阶段……
1997年5月1日,长超3000m、底部宽350m的导流明渠完工,为浩浩长江和往来船只开辟了一条新通道。接下来就是要截断长江主流,为主河床段大坝施工辟出场地。10月6日,导流明渠正式通航。而10月4日,国务院已然通过三峡工程大江截流前验收报告,决定11月8日实施大江截流!
大江截流是三峡工程建设的重要节点,是一期工程的收官之作,也是决定胜负的关键一役。
1997年11月8日8时45分,秋意浓浓的三斗坪,3颗信号弹腾空而起。刹那间,400多辆满载石料的重型装载车犹如威猛的雄狮咆哮而出,直逼江水奔腾的龙口。葛洲坝工程局一公司车队司机朱显清驾驶的车辆一马当先,投抛下第一车石料。随后,成千上万吨石料一车车倾倒入江,长江两岸呈现出一派金戈铁马、气吞山河的壮观场面。30m、10m、5m……从砂石料场到围堰进占的路上,朱显清和队友们不断往返着,龙口在收窄,收窄……大江截流抛投石料和构筑围堰的沙石总共超过了1000万m³,如果按一节火车皮通常装载100m³计算,相当于将10万节火车皮的沙石抛入了江中。
11月8日15时30分,上游左右两道戗堤连接在了一起,建设者们跨过合龙处也紧紧拥抱在了一起……
▲ 三峡工程大江截流施工现场 供图/中国三峡出版传媒有限公司
大江截流后,随着二期围堰的筑成,三峡工程进入二期工程施工阶段。
大坝混凝土要浇筑在江底新鲜的岩石上,建设者须将风化松软的岩石清理掉。这一刻,沉睡在江底亿万年的花岗岩向人们敞开了襟怀。为确保混凝土与基岩紧密黏合,施工人员须用雪白的细棉布细心地擦干基岩上的沙和水迹。
1999年2月12日,三峡大坝开始浇筑。建设者们铆足干劲,使出十八般武艺。经过5年的建设,左岸大坝增高至135m,具备了挡水、船闸通航和首批发电机组安装调试的功能和条件。
三峡大坝左岸有一条人工开凿的巨大豁口,这里就是三峡双线五级船闸的安身之地。船闸主体部分长1.6km,加上上下游航道总长6.4km,有人把它称作“长江第四峡”。1994年4月,当三峡大坝还在进行前期施工准备时,双线五级船闸的闸基就已经开挖动工了。
修建船闸工程需要削平18座山头。为减少对山体的震扰,武警水电部队施工人员采用光面爆破和预裂爆破等技术,在坚硬的花岗岩中开挖出上下两道槽形航道,槽形航道两侧的直立墙高达68.5m。
双线五级船闸一共有12套巨型闸门。船闸闸门关闭时,两扇门形似大写的中国汉字“人”,故称人字门。单扇人字门重850t,最大高度38.5m,宽约20.2m,面积相当于两个篮球场,在那时堪称“天下第一门”。这些体量巨大的人字门在建设者精湛的技艺下,被安装得严丝合缝、滴水不漏。这座世界上最大的内河船闸通航后“水涨船高,水落船低”,货船、客轮在这不停的涨落中平静通畅地驶过船闸航道,上达重庆,下行出海。
▲ 三峡五级船闸 摄/孟凯
三峡大坝内一台台70万kW的水轮发电机,规模巨大,安装难度更让人无法想象。转轮最大直径10.6m、高5.11m、重量超过400t,浑然一体,是机组中单体最重的大件,也是水轮机的核心部件。发电机转子直径18.74m、高3.6m、重1780t。定子和转子组装后,盘车时摆度达到0.06mm精度,转子的同心圆度误差在0.6mm以内。
2002年11月6日9时50分,三峡工程导流明渠截流成功,工程进入第三期施工。当天,世界上最大的水力发电厂——三峡水力发电厂举行了揭牌仪式。
2003年6月1日,三峡工程正式下闸蓄水。至6月10日,水位由原来的80m高程提高到135m,平湖初现。6月13日,船闸实船通航试验成功。与此同时,首台机组即2号机组启动成功,调试合格,于7月10日正式并网发电。
至此,在开工建设的第10个年头,三峡工程实现了初期蓄水、永久船闸通航、首批机组并网发电三大目标。
黄牛岩,三峡坝区制高点,以“土星化神牛,开山助禹治水”的神话传说而得名。2006年5月20日,黄牛岩静静地见证了三峡大坝长达14年的登攀——全线到达185m设计高程。三峡大坝最后一仓混凝土于当日凌晨4时准点开仓浇筑,13时前后央视新闻播出“三峡大坝即将浇筑到顶”的新闻。13时25分,机械臂投下最后一罐料;35分,3台振捣器全部插进混凝土振捣;40分,3名抹浆工进仓抹平,监理人员检测温度合格;57分,抹浆工戚文独自一人作最后的抹平;14时出仓,历史记住了“最后一抹”的普通劳动者青海籍小伙戚文的名字。
三峡坝顶上激动的建设者们见证了大坝最后一方混凝土浇筑完毕的历史性时刻。当三峡总公司时任总经理李永安以激昂的声音宣布“三峡大坝全线建成”时,坝顶现场顿时成了欢乐的海洋。
从1997年12月11日大坝浇下第一仓混凝土,经过3080个日夜艰辛建设,世界规模最大的混凝土大坝在中国长江西陵峡全线建成。从黄牛岩顶西眺,2309m长的巨坝如银龙卧波,截断巫山云雨,彻底束住桀骜不驯的江水。这座钢筋混凝土重力坝,一共用了1600多万m³的水泥砂石料。
2006年10月27日,三峡工程实现蓄水156m目标。
青山绿水,烟雨三峡。2010年10月26日,当江水在蒙蒙雨雾中缓缓升至三峡大坝上游面的“175m”红色数字标记处时,又一项关于三峡工程的“大事记”诞生了——三峡水库首次达到初步设计的175m正常蓄水位。这标志着三峡工程的防洪、发电、通航、供水等各项功能都达到设计要求,其综合效益将全部发挥。
千百年来,峡江的水,从未这般宁静,从青藏高原奔腾而来的滚滚江水,在雄伟的三峡大坝面前化为了一面硕大无朋的镜子。
▲ 三峡工程首次蓄水至175m 供图/中国三峡出版传媒有限公司
2012年7月4日,随着最后一台水电机组投产,装机容量达到2240万kW的三峡水电站,成为世界上最大的水力发电站和清洁能源生产基地。
2016年9月18日下午,三峡升船机试通航。该升船机全线总长约5000m,船厢室段塔柱建筑高度146m,最大提升高度为113m,最大提升重量超过1.55万t,承船厢长132m、宽23.4m、高10m,可提升3000级的船舶过坝。这些数据显示三峡升船机是世界上规模最大、技术难度最高的升船机工程。2017年,三峡工程完成竣工验收全部现场和技术工作。2019年,三峡升船机完成通航及竣工验收。
2020年11月1日,水利部、国家发展改革委公布,三峡工程日前完成整体竣工验收全部程序。根据验收结论,三峡工程建设任务全面完成,工程质量满足规程规范和设计要求、总体优良,运行持续保持良好状态,防洪、发电、航运、水资源利用等综合效益全面发挥。
至此,“截断巫山云雨”的国之重器——三峡工程建设,画上了一个圆满句号!
科技创新赋能
2020年1月10日上午,中共中央、国务院在人民大会堂隆重举行国家科学技术奖励大会,习近平等党和国家领导人出席大会并为获奖代表颁奖。
此次大会颁出了国家科学技术进步奖中并不常出现的特等奖,“长江三峡枢纽工程”获得此项殊荣!
这是国家对数以万计的工程技术人员,几十年来接力传承,为三峡工程倾注智慧与心血的最高肯定与褒奖。
三峡工程是中国人用自己的智慧和力量筑造的“国之重器”,获得国家科学技术进步奖特等奖当之无愧!
三峡工程的规划设计,是以水利部长江水利委员会(以下简称长江委)为代表的几代工程技术人员智慧、勇气和心血、汗水的结晶。那是一段艰辛曲折又充满豪情的勘测设计之路。自20世纪50年代党中央作出关于兴建三峡工程的一系列指示开始,半个世纪来,作为三峡工程的设计总成单位,面对三峡工程空前的技术挑战,他们负重前行,借智借力,攻坚克难,扫平了前进道路上一个又一个拦路虎。
围绕区域构造稳定性及地震危险性,水库工程地质条件及移民选址,水库诱发地震机理及三峡坝区、坝段、坝址和方案的比较,进行了大量的地质勘测工作,为三峡坝址的选定、三峡工程的论证、工程方案的决策以及保证工程正常施工和运行提供了翔实、可靠的地质资料依据。
在坝址选择的地质勘探过程中,为了使坝址经得起历史考验,勘测设计人员几乎踏遍了三峡坝址区每一块岩石。翔实的勘察成果,成功回答了三峡工程能否兴建、在何处兴建等重大决策问题,并为确定建筑物的基本布局与规模提供了依据。
为了使设计细致周密,在每个设计阶段,工程技术人员都以戒慎恐惧的态度,兢兢业业,惟恐有半点差错。为此,各类研究开展了一遍又一遍,各项实验做了一次又一次,各种分歧讨论了一轮又一轮,图纸改了一稿又一稿,苦苦追求“好处最大、坏处最小的方案”。
他们还请来国内顶级技术权威,如两院院士张光斗、潘家铮,中国工程院院士文伏波、曹楚生、朱伯芳等,针对技术难题把脉开方,给这一“千秋工程”加载着保险系数和科技系数。
仅一张枢纽布置图就设计、修改了40年……初步测算,长江委完成的三峡工程的设计报告及图纸达上千吨,可装满200辆卡车;完成各类科研成果报告数万份,能垒6层楼高。
设计是工程的灵魂,设计质量是工程建设质量的前提。三峡工程技术复杂,涉及的专业多,设计难度超过了当时国内外已建的水利工程,其设计过程是向技术障碍挑战、向科技高峰攀登、向未知领域探索的过程。比如三峡工程大江截流和导流明渠截流,其综合技术难度均为世界截流史上罕见。设计人员创造性地提出“预平抛垫底、上游单戗立堵、双向进占、下游尾随进占”截流方案。在两次截流中,进行了大量水力学模型试验以及数值计算和机理分析研究,取得了一系列技术创新成果,使我国大江大河截流技术跃居世界领先水平。
世界混凝土大坝建设史上有“逢坝必裂”的说法,而三峡工程的三期工程却打破了这个宿命。设计人员对混凝土温控防裂开展专题研究,创造了混凝土骨料二次风冷技术、综合温度控制技术等综合措施,开创了夏季浇筑大坝混凝土3m升层技术的成功先例,为三峡大坝提前10个月浇筑到顶奠定了基础。在右岸大坝上,没有发现一条裂缝,被美国垦务局的工程师们称赞为“世界工程史上的杰作”!
三峡机组具有单机容量大、水头变幅大、过机水流含有泥沙和启停频繁等特点,设计人员进行了十几项重大科技攻关,根据水头和负荷分区稳定性提出了考核指标,解决了巨型混流式水轮发电机组运行稳定性的世界难题。
三峡双线五级连续船闸是世界上规模最大、水头最高、级数最多的船闸。船闸需适应的上游水位变幅大、坝址河势复杂和水流含沙等条件的复杂程度,都远远超过了世界各国已建船闸的标准和难度。设计人员通过对船闸工程及其重大技术问题的大胆创新,以敢为人先的气魄,潜心研究,反复论证,逐个攻破,使船闸建设技术实现了质的飞跃。
现代科技不仅解决了三峡工程自身的难题,也带动了诸多领域的科技进步。据不完全统计,自1993年开工准备以来,三峡工程获得了20多项国家科技奖励、200多项省部级科技奖励和900余项专利,建立了100多项工程质量和技术标准。这些科技创新成果有力地促进了我国重大水利水电工程建设、机电设备制造安装、生态环境保护和信息技术应用等领域的科学发展和技术进步,让筑造大国重器的核心技术掌握在我们自己手中。
▲ 三峡翻坝公路 摄/雷声
三峡工程大江截流,是三峡工程建设中的第一场关键性战役,牵动着全国人民的心,也吸引着全世界的目光。
1993年7月,身肩三峡工程设计总工程师重任的郑守仁,从清江隔河岩工地转战三峡工地,劈面遭遇的第一道难题便是:大江截流!
那可是一道不折不扣的世界级难题。
——截流水深达到60m左右,为世界之冠。资料显示,世界各国大多数特大型水利水电工程的截流水深,一般都在20~30m。一度居世界截流水深之冠的美国达勒斯工程截流水深55m,巴西与巴拉圭共同建设的伊泰普水电站截流水深40m。而在长江三峡60m深的水中填筑截流戗堤,极易发生堤头坍塌,导致截流失败。
——截流流量世界第一。按原设计安排,1997年大江载流是在12月上旬进行,后来考虑到为二期上下游围堰施工争取时间,决定提前到11月上旬。这样,截流流量就从9000m³/s提高到14000m³/s,它也因此成为世界上截流流量、截流水深、抛投强度最大的一次截流。
——截流期间不允许断航。纵观国内外大型水利水电工程,截流却必须保证通航的案例十分罕见。如此一来,对导流明渠及截流口门通航条件提出了更高的要求,也增加了施工难度。
当务之急要回答的重大问题是:采取何种截流方式。通过大量水力学模型试验、数值计算和机理分析研究,最后确定,大江截流采用上游横向土石围堰截流单戗立堵方案。
几番殚精竭虑,几番耿耿难眠,郑守仁集中群体智慧,创造性地提出了“人造江底,深水变浅”的预平抛垫底方案。具体讲,就是用70多万m³石渣料把江底淤沙压住,在正式截流前将江底抬高到40~45m的安全高程,通过这一人造江底,让截流时水深减少到20m以下。
1997年的秋天悄然而至,长江枯水期来了,大江截流决战的总攻号角吹响了。到9月底,上下游戗堤口门宽度分别束窄至360m和380m。10月底,上游形成130m宽的截流口门;下游戗堤至11月上旬束窄至120m,待上游戗堤合龙后,随即进行下游戗堤合龙。
11月8日,大江截流圆满成功!
当时,400多辆巨型卡车轮番在上下游围堰4个堤头向龙口抛投石料,众人看到的是蔚为壮观的场面,其实人们不知道的是,每一车石料尺寸、行驶线路、倾倒位置都有缜密的设计、严格的控制。
就是这样一丝不苟的科学精神,保证了大江截流胜利实施。三峡工程大江截流设计获全国优秀工程设计奖金奖,其技术成果荣获国家科技进步奖一等奖,并跻身于1997年世界十大科技成就之列,在我国水利科技史上树起了一座丰碑。大江截流之后,三峡工程导流明渠截流同样是一次严峻的挑战。明渠截流规模虽不及大江截流,但其流量大、落差高,龙口合龙单宽能量世界第一,而且其江底为人工开挖修整形成,平整光滑,截流抛投材料难以落稳,施工条件复杂,综合难度世所罕见。
出乎人们意料的是,截流前夕,郑守仁显得格外轻松,他胸有成竹地对外宣称:“截流合龙已是胜券在握。”这份自信源于他多次参与截流设计的丰富经验,也源于他率领的设计团队为完善截流方案所做的精心技术准备。
在郑守仁的带领下,明渠截流设计团队日夜奋战,对多种截流方案反复比较,最终确立了科学完善的方案:截流进占前,对光滑平整的明渠底部,先在围堰龙口部位抛投钢架石笼和合金钢丝网石兜,垫底加糙,形成一道水下拦石坎,以阻止截流合龙时抛投物料流失;上下游两道截流戗堤同时进占,以分担落差,降低截流难度;做好二期上下游围堰拆除,保证良好的分流条件;利用现代信息技术,随时掌握水情和截流技术参数,进行动态决策。2002年11月6日,奔流千古的长江再一次被人类截断——三峡导流明渠截流一举成功。
▲ 位于三峡库区的石宝寨盆景特色小镇 摄/孟凯
在世界水利水电工程建设史上,混凝土年浇筑量的世界纪录,是伊泰普水电站创造的年浇筑320万m³。这个世界纪录,1999年被中国正在建设中的长江三峡工程一举打破了。
1999年至2001年是三峡大坝修筑大干快上的阶段,连续3年打破世界纪录。1999年是特殊年份,诸多进口设备(当时进口先进设备30台座,即6台塔带机、4台胎带机、8台高架门机、1台塔机、2台缆机、2台履带机、7座拌和楼)晚进场或不配套、不适应,三峡建设者因地制宜,土洋结合,创造了年浇筑量458万m³的世界纪录;2000年,浇筑强度达到540万m³,月最高浇筑强度达到55.35万m³,日最高强度达到2.2万m³;2001年,依旧突破400万m³。
大坝混凝土浇筑施工从此有了“中国强度”。然而人们还没来得及在“中国强度”中陶醉,坏消息就杀奔而至——已浇筑的左岸大坝陆续出现了浅表层裂缝。
自混凝土这种创新型建筑材料发明以来,混凝土建筑物出现裂缝便成了见怪不怪、习以为常的事。因为,混凝土浇筑后,在硬化期间要释放出大量水化热,坝块内部温度升高,然后逐渐降低。在温度由高而低的过程中,混凝土有可能会因体积变化发生裂化现象。因此,在国际坝工界,素有“无坝不裂”的说法。
一般来说,大体积混凝土浇筑,在控制较好的情况下,平均每1万m³会产生0.5~1条裂缝。三峡大坝是混凝土重力坝,大坝及船闸、电站厂房等主体工程混凝土浇筑总量大约为2800万m³,是世界上混凝土浇筑量最大的水电工程。如此大规模、高强度的混凝土浇筑,要想做到一条裂缝都没有,可说是“难于上青天”。
中央领导希望最大限度地减少乃至消除三峡大坝裂缝。
心急如焚的陆佑楣找到郑守仁商量对策,也是心如汤煮的郑守仁却显得颇为冷静,告知他们正在组织科研攻关,从技术上寻找突破。
的确,要避免大坝裂缝,必须对混凝土实行预冷。常规的混凝土预冷技术为水冷骨料加上风冷保温,最后加片冰拌和混凝土,俗称“三冷法”,这一方法占地面积大,工艺环节多,运行操作复杂,冷量损耗大,材料出口温度不稳定,工程投资大,运行费用高,还会产生危害环境的废水。
三峡工程混凝土浇筑量为世界之最,若采用“三冷法”,需要很大的场地。这在地处山区、施工场地狭窄的三峡工地几乎无法实施。此外,三峡地区的高温季节长达5个月,每年3月到11月都要对混凝土进行预冷。尤其在夏季,地表砂石料的温度高达50℃。这些都对混凝土的预冷工艺提出了更高要求。
关键时刻,郑守仁麾下的一员女将龙慧文站了出来。面对“无缝大坝”这一高难度目标,龙慧文和她的科研攻关小组打破常规预冷方式,首创“二次风冷骨料技术”:将传统的水冷砂石料改为风冷,进入混凝土拌和楼后再次风冷降温,然后再往混凝土里添加冰块。经过反复多次试验,测得的混凝土平均温度为6.8℃,完全符合工程需要。此前国内外同行定论是:混凝土出机口温度难以在7℃以下。
多次试验及实际运用表明,创新的工艺流程产生了极为可观的效益:一是利用地面二次筛分所设骨料仓兼作一次冷却仓,将传统的水冷骨料改为风冷骨料,同等生产能力下可减少占地面积80%以上,又可节约投资,同时无影响环境的废水产生;二是通过上料胶带机将一次风冷后的骨料直接送入二次风冷仓,保证连续生产和连续冷却;最后加入片冰拌和混凝土,再送到坝上去浇筑时温度也不超过11℃。
技术问题解决了,但要转化为生产力却绝非易事。这时,三峡总公司推行的精细化管理体现了作用。
早在工程建设之初,三峡总公司就提出要将三峡建成一流的精品工程,所有参建单位必须细化工艺标准和管理细则,在实施精细管理上下足功夫。要求施工单位把正确的、细化的操作步骤和操作顺序清晰地写出来,把每一个细节用形象甚至量化的方式表达出来,使现场操作尽可能实现标准化、规范化、简约化。要求监理单位对3种质量监督方式(平等检验、旁站监理和巡视检查)的工作内容和要求进一步细化,并赋予他们对施工单位质检员考核的权力。在混凝土温控方面,尤其注重细节化管理,对不同部位、不同季节施工的混凝土均有“个性化”的通水保温要求。
从2003年到2006年三峡右岸大坝共浇筑400万m³的巨量混凝土,但坝体没有发现一条裂缝——不仅上游迎水面没有,下游背水面也没有;不仅结构性断裂没有,表面、浅层裂缝也没有;不仅宽裂缝没有,发丝般的细裂缝也没有。一条裂缝也没有!
正是依靠孜孜不倦的科技创新,又一个了不起的奇迹——右岸大坝浇筑“无缝奇迹”在三峡建设中横空出世!
2006年5月20日三峡大坝全线到顶庆祝会上,两院院士、国务院三峡工程质量检查专家组组长潘家铮激情地对中外记者宣布:“三峡工程是一座优质工程、安全工程、争气工程,她达到了‘千年大计、国运所系’的要求”“三峡三期工程中所施工的右岸大坝是一座没有裂缝的大坝。三峡建设者们谱写了坝工史上的新篇章,创造了建筑史上的奇迹!”
国外同行不太相信中国工程师会创造这样的奇迹,他们带着狐疑和挑剔的眼光来到三峡。经过对右岸大坝详勘细查,不得不被眼前的“无缝”事实所折服。美国垦务局的一位水工专家更是不吝颂扬之词:“这是世界工程史上的杰作!”
“砼预冷二次风冷骨料技术研究与应用”获2006年度国家技术发明奖二等奖。
▲ 巴东夜色 摄/李竹音
三峡水电站一台水轮机组的装机容量为70万kW,相当于中国第一座水电站——新安江水电站全部机组的装机容量。
三峡工程开工前,世界上已运行的50万~70万kW的水轮发电机组已有50多台,其中70万kW的机组有21台。但我国能自己设计制造的最大水轮发电机组只有32万kW。还有一个难题不容回避,就是三峡工程实行分期蓄水、围堰发电,机组运行坝前水位变幅超过50m。如此大的变幅,水轮机要不断地适应不同水头压力的冲击,设备本身受损严重,而且容易发生水管冲垮事故。
三峡工程发电机组的单机容量,1986年至1987年重新论证时确定为68万kW。进入初步设计阶段后,长江水利委员会长江勘测规划设计研究院(以下简称长江设计院)会同有关单位综合考量各种因素,特别是对国外同类型机组成功运行的实践进行考证,最终敲定为70万kW。莫小觑每台机组只增加了2万kW,如此一来水电站的总装机容量由原来的1768万kW提高到1820万kW,多年平均发电量由840亿kW·h时增至847亿kW·h。
说70万kW水轮发电机组是庞然大物,是因为一方面它确实很重——从下至上由水轮机座环、涡轮涡壳、转轮及其导叶、发电机转子、定子等构成机组本体,装配好的机组总重量接近法国埃菲尔铁塔的重量。另一方面它又很大——一台水轮发电机组,水轮机直径约10m,发电机定子内径长超过18m,发电机与水轮机联轴,是绝对的大块头。
三峡建委审时度势作出了深谋远虑的英明决策:三峡工程水轮机组、施工设备、超高压输变电线路等,采用技贸结合、技术转让、联合设计、合作生产的方式进行国际招标。目的显而易见,借助三峡工程千万千瓦的巨大蛋糕,在采购国外先进设备的同时,通过“引进、消化、吸收和再创新”,为特大型水轮机组国产化创造条件。
三峡总公司在左岸电厂14台机组的招标文件中旗帜鲜明地提出了“三个必须”:投标者必须与中国企业联合设计、合作制造;必须向中国制造企业全面转让核心技术,技术转让内容由中方厂家提出,而且要培训中方技术人员至中方认为培训合格为止;中国制造企业分包份额不低于合同总价的25%,14台机组的最后2台,必须以中国企业为主制造。
三峡机组是世界上最大的混流式水轮发电机组之一,又具有额定水头低、水头变幅大、过机水流含一定的泥沙等特点。特别是水轮机要在61~113m如此大的水头变幅下运行,运行条件十分苛刻,在世界同类机组中绝无仅有。
国外著名机电专家说:“三峡工程的机组设计不仅是对中国同行的挑战,也是对世界同行的挑战。”
1998年8月,袁达夫已从长江设计院常务副院长岗位上退了下来,摆脱了行政事务羁绊,他心无旁骛全身心投入到三峡工程的机电设计工作中。
2003年6月,三峡左岸电站首批发电机组进入紧张安装调试阶段,经郑守仁等提议,袁达夫被“钦点”为三峡左岸电站发电启动验收委员会试验运行指挥部副总指挥。面对这项光荣艰巨的任务,已经66岁的袁达夫“老夫聊发少年狂”,当着陆佑楣、郑守仁和各方人士的面,以舍我其谁的气概立下军令状:“三峡机组不发电,我决不回家!”在首批机组调试期间,袁达夫率领30多位机电设计人员,日夜奋战在设备安装第一线上,针对调试过程中出现的问题及时优化设计、纠正偏差,保证技术服务到位。
在第一台机组开机时,陆佑楣、郑守仁等都来到了现场。首次启动70万kW的庞然大物,袁达夫心里也不免有些紧张和忐忑。陆佑楣轻声问袁达夫:“能行吗?”郑守仁也把询问的目光投到了他身上。平时以“豪放”著称的袁达夫这次没敢说大话,只照实回答:“等转起来看。”
电门启动,从点动开机后逐步升至额定转速、过速试验,电机运转显示一切正常。现场响起一片欢呼声!
接下来的日子,正当人们对下一步调试工作满怀乐观的时候,意外从天而降。5号机组调试时,在做过速试验紧急关机过程中,突发状况:水轮机顶盖、控制环、流道剧烈振动,剪断销部分断裂,在水车室给人以地动山摇的感觉。
在场的人无不大惊失色。袁达夫大张着嘴半晌说不出话来。闻讯赶来的郑守仁对参与调试的设计人员说:“出了问题大家不要慌,只有稳住心神才能沉着应对。先找发生问题的原因,再找解决问题的办法。”“郑总说得对,请大家尽快平复心情,当务之急是抓紧检查一下是不是我们哪里的设计出了问题。”袁达夫也收拢了之前被冲蒙了的思绪,开始沉着应对应急处置工作。
通过对相关设计进行复核,发现设计没有问题。接着又根据录制的各种曲线和数据进行分析,认定是发生水力振动所致。继而又查找引发水力振动的因素,发现可以通过调节导叶关闭的时间来解决。但由于时间紧迫,发生问题的机理尚来不及搞清楚。
最终袁达夫团队认为:从安全角度出发,适当延长第三段导叶关闭时间可以避免水力振动。后来的调试表明,这个办法果然奏效。
5号机组顺利通过72小时试运行、成功并网发电后,三峡总公司专门委托长江设计院对机组调试过程发生的水力振动问题进行专题研究,找到了机理原因:由于水轮机导叶片快速关闭,导致引水管流振动失衡,产生水锤激发了振动;通过调整导叶片的三段关闭时间,特别是适当延长导叶的第三段时间,可以有效避免激振的发生。
一阵风雷电,始见日月光。经过专家的共同努力,5号机组调试了21天后,过速试验终于过关。经过近两个月的艰苦付出,袁达夫的团队与业主、施工、监理等协同会战,迎来了三峡首批发电机组全部调试成功,兑现了“不发电不回家”的承诺。
这年秋天,当峡江两岸满山遍野挂满累累果实的时候,建设者们也分享到一份硕大的丰收喜悦:在大型水轮机组制造上,中国人智慧地解出了一道“7=30”的数学题,即用7年的时间追赶了世界30多年的水平,实现了从“跟跑”到“领跑”的历史性跨越。
▲ 三峡电站厂房 摄/李先明
长江从四川宜宾到湖北宜昌的河段,因为以前大部分在四川省(包括今重庆市)境内,人们习惯将其称为“川江”。
数千年来,这里上演过一幕幕经贸往来、文化交流的繁华景象。杜甫《夔州歌十绝句》中“蜀麻吴盐自古通,万斛之舟行若风”的诗句,就是这一景象的写照。
三峡工程建设后,大坝横亘江中,往来船只怎样才能顺利通航以继续“蜀麻”“吴盐”之间的互通?这就需要设计建造通航建筑物,让江上的船只畅通往来。
三峡工程的通航建筑物包括双线五级船闸和升船机,两者配合使用,实现了“大船爬楼梯,小船坐电梯”的三峡过坝通航交响。船闸的原理是先堵住下游闸门,让闸内水位与坝前水位持平。等船进入船闸,关闭上游闸门,放水直到闸内水位与下游持平,开下游船闸闸门,船出船闸。
三峡大坝坝前正常蓄水位为175m,而坝下通航最低水位只有62m,这之间有113m水头差,加之坝址河段河势近乎直角拐弯、两岸地形高陡等制约因素,三峡船闸建设需适应上游水位变幅大、坝址河势复杂和水流含沙等条件,其复杂程度均大大超过世界各国已建船闸的水平。
水利学界泰斗、两院院士张光斗曾断言:“船闸是三峡工程的硬骨头,最难啃的大硬骨头。”
长江委一代又一代工程师前赴后继,论证、研究了数十年,攻克了一道道技术难关,为船闸建设注入了创新灵魂。三峡船闸设计总工程师宋维邦率领船闸设计团队通过深入比选,决定将船闸线路布置在河床左岸制高点——坛子岭左侧,在船闸上下游引航道右侧布置隔流堤,调整引航道口门区水流条件,采用适合三峡泥沙淤积特点的清淤技术,并落实了进一步加大冲淤能力的预案,由此解决了急弯河段、复杂水沙条件下的船闸布置难题,保证了工程长期使用。
按照这一线路布置,为减轻上下游水位落差过大带来的压力,最大程度满足长江航运物流量,三峡船闸被设计为双线五级。双线,就是有两条道,一边上行,一边下行,互不干扰,节省时间。五级,则是为了将高水头分为五个等份,从而减少和分摊高水头给闸门带来的压力。打个比方,一级船闸相当于升降电梯,多级船闸相当于手扶斜坡型的电梯。对于人流量不大的公寓楼,升降电梯在满足运量的基础上速度快,所以现在的住宅楼都使用升降式电梯;而大商场中由于人流量巨大,手扶式斜坡电梯才是运输的主力。
根据设计,举世无双的三峡船闸,由双线连续五级共10个大型船闸组成。其中,五级船闸1.6km长的主体结构段全部夹在两面高高的陡坡之间。就是说,由于船闸上下游水位落差达113m,修建船闸要在花岗岩山体中切出一道最大深度为176m的高边坡。特别是二期工程,要在花岗岩层面进行闸室直立墙开挖,最大坡高达60m以上,形成了高边坡下的高陡坡。
如何保持高边坡岩体的稳定和控制高边坡变形是一道超级难题。
攻克难题,唯有打破常规,开启创新之门。长江设计院工程师钮新强在船闸结构上进行了大胆尝试,创造性提出了全衬砌船闸新型式,将闸首和闸室墙全部采用钢筋混凝土薄衬砌结构,通过专门研制的拉剪型高强锚杆,将衬砌体与岩体形成联合受力体,共同承受人字门、水压力和船舶等荷载,可有效减少开挖和混凝土量,降低高边坡难度。
世界上首座全衬砌船闸——三峡双线五级船闸是钮新强工程设计生涯的杰作,他后来出任长江设计院院长,2008年获评全国工程设计大师,2013年当选中国工程院院士,是继文伏波、郑守仁之后在治江事业中涌现的第三位院士。
著名水电专家潘家铮院士评价:“全衬砌船闸在三峡成功建成,使我国的船闸设计和建设技术一步跨进了世界先进行列。”国际航运协会内河通航委员会副主席Philippe Rigo教授评价三峡船闸技术世界领先。三峡船闸设计获得国家科技进步奖二等奖、全国优秀工程设计金奖和中国土木工程詹天佑奖。
2003年6月,经过9年的建设,世界上最大的内河船闸——三峡双线五级船闸开始了船舶通航。
2016年9月,三峡工程最后的“谜底”揭晓——世界上最大的升船机三峡升船机试通航,为客货轮和特种船舶提供快速过坝通道,船舶“坐电梯”过三峡大坝梦想实现。
惠泽神州大地
2003年6月10日22时。当三峡水利枢纽梯级调度中心多媒体荧屏跳出“135米”字样时,现场掌声雷动,相机的咔嚓声响成一片。
长江三峡首次蓄水成库,坝前水位达到135m,电站首批机组发电、双线五级船闸试通航,意味着三峡工程蓄水、通航、发电三大目标初步实现,进入初期运行。
这是一个历史性时刻!
135m,在1870年夏天那场长江特大洪水中,三峡库区巴东水位曾接近这一高程,长江中下游数以万计的生灵被滚滚洪流吞噬。
而今天,这个水位才只触摸到三峡大坝的“腰带”。三峡大坝挡住上游汹涌而下的洪水,留住一库清水,带给人类安宁与福祉。
135m蓄水后,随着大坝节节攀高,三峡水库于2006年10月实现156m蓄水,进入初期运行;2010年10月首次达到初步设计175m正常蓄水位高程,全面发挥防洪、发电、通航和补水等综合效益。
▲ 人水和谐三峡新图景 摄/张伟革
2020年8月23日上午8时,正是全国各大城市交通早高峰时段。此时,在长江三峡,另一个“高峰”正在发生:长江2020年第5号洪峰正裹挟着滚滚波涛而来,入库流量高达75000m³/s。这是三峡工程自2003年蓄水运用以来遭遇的最大洪峰流量。
这个流量有多大?以著名的杭州西湖类比。西湖的最大库容是1448万m³,若以75000m³/s的流量向其输水,只需3分钟就可以灌满。
自7月2日以来,三峡工程已成功应对了连续4次编号洪水,洪峰量级分别为50000m³/s、58000m³/s、60000m³/s、62000m³/s,一次比一次猛,一次比一次急。
到第5号洪峰时,直接飙至75000m³/s。此前,三峡工程仅迎来两场70000m³/s量级以上的洪水,分别为2010年的70000m³/s、2012年的71200m³/s。
为应对这次最大洪峰,最大程度减轻长江中下游防洪压力,在国家防汛抗旱总指挥部、水利部指导下,长江委科学研判,调度三峡工程出库流量按49200m³/s下泄,削峰率达34.4%。这也刷新了三峡工程建库以来最大下泄流量纪录。三峡总公司运行管理人员坚守一线,全力以赴,确保大流量下工程运行安全。
三峡工程的首要功能是防洪。根据设计,三峡枢纽主要通过3种方式发挥防洪功能:一是拦洪,利用三峡防洪库容,拦蓄超过下游安全泄量的洪水,确保下游河道行洪安全;二是削峰,当长江下游防汛形势紧张时,通过三峡水库蓄洪,削减上游来的洪峰,减少水库出库流量并均匀下泄;三是错峰,在下游洪水较大时,科学调度水库,防止上游洪峰与下游洪峰相叠加,减小下游防洪压力,为长江中下游沿岸各地节省巨大的抗洪成本。
可以说,每年汛期三峡水库都处于随时拦蓄洪水的状态,并且一旦长江下游防汛形势好转,则抓住有利时机加大出库流量,降低水库水位,水库防洪库容通过“拦蓄—控泄—拦蓄”不断重复运用,防洪功能得到充分发挥。
据统计,截至2024年9月底,三峡水库累计拦洪总量超2100亿m³,极大地减轻了长江中下游地区防洪压力,为区域经济社会发展和人民群众生产生活营造了安澜环境。
▲ 三峡枢纽9孔泄洪迎战长江2024年第2号洪水 摄/郑家裕
三峡工程的发电效益,比防洪效益发挥得更早一些。这是由工程建设顺序决定的。2003年7月10日,也就是大坝蓄水135m整一个月后,三峡工程第一台装机容量70万kW的2号发电机组提前20天实现并网发电。
自此,流经三峡的滔滔江水开始化为源源不断的电能,惠泽神州大地。
长江虽然在世界各大河流中排位第三,但其水能资源却居世界之冠,占据我国水能资源的一半以上。2013年3月发布的第一次全国水利普查资料显示,长江流域是我国水资源最丰沛的地区,也是我国水能资源最富集的地区,水能资源理论蕴藏量3.05亿kW,约占全国的40%,年发电量2.67万亿kW·h;技术可开发装机容量2.81亿kW,年发电量1.32万亿kW·h,约占全国的60%。
“长江滚滚向东流,流的都是煤和油”并非夸大其词。据测算,长江水能资源如不加以利用,等于每年有5.6亿t煤白白流入大海。是三峡工程,将这千载空流的江水变成了惠泽民生的电能。
2012年7月4日,三峡水电站最后一台机组正式并网发电。这意味着经过10多年的安装、调试,三峡工程设计安装的总装机容量2250万kW的32台发电机组、2台5万kW的电源机组,全面完工并投产发电,成为世界最大的水电站和清洁能源基地。其中左岸电站14台,右岸电站12台,地下电站6台,年最大发电能力达1000亿kW·h。
据专家介绍,一台70万kW的水轮发电机组每秒发电200kW·h,一小时的发电量就相当于300多个家庭一年的用电量。
就在2003年三峡工程首批机组开始发电的那个夏季,全国出现了大面积电荒,甚至出现了19个省(直辖市)拉闸限电的严峻局面。其中,上海市电力缺口超过100万kW·h,不得不采取拉闸限电的措施。“这时三峡电送来了,就像三伏天里的及时雨,缓解了上海电力的燃眉之急。”上海电力专家如是说。
如同一颗强劲的能源“大心脏”,自首台机组投产发电以来,三峡工程将电能源源不断地输送到华中、华东、华南和西南地区,惠及湖北、河南、江苏、广东、重庆、上海等九省两市,为这些地区的经济发展日夜输送能量,大大缓解了电力供应紧张局面,为国民经济发展提供了强有力的能源支持。
三峡电站中控室,可谓是当今世界“最来电”的房间,记录着2003年发电以来的所有重大成绩——2018年,三峡电站年发电量达1016亿kW·h,首次突破1000亿kW·h大关。2020年,年发电量达1118亿kW·h,创造了世界单座水电站年发电量新纪录。截至目前,三峡电站累计发电约1.7万亿kW·h。
曾经的川江航道,有“西陵峡中行节稠,滩滩都是鬼见愁”之说,以滩浅、礁多、水急而著称,夜不能航。即使在白天,船只逆流而上,也必须依赖外部的牵引力渡过这些激流险滩。川江纤夫,曾经就是这些航船的动力。
新中国成立后,对川江航道进行了大规模整治。1959年著名的滟滪堆被人工爆破沉入江中。然而靠炸礁除滩来维持通航,并未彻底改善川江的航运条件。1981年葛洲坝开始下闸蓄水,巴东官渡口以下100多km的水位抬高,流速减缓,西陵峡三大险滩(泄滩、青滩、崆岭滩)全部被淹没,西陵峡航道条件得到了较大改善。
2003年6月1日,随着20号导流底孔闸门徐徐关闭,三峡大坝拦蓄江水的功能开始正式发挥。6月10日,坝前水位达到高程135m。短短10天,三峡实现了由江到湖的巨变,创造了2000多年川江航运不曾有过的奇迹——三峡水库回水长达500km,到达重庆涪陵。川江上,丰都以下的险滩全部被江水淹没,仅有的两处禁止夜航的河段也被撤销。“自古川江不夜航”的历史就此宣告结束。
2010年10月26日,三峡工程首次蓄水至175m高程,水库回水末端到达重庆市主城区,涪陵以下“窄、弯、浅、险”的自然航行条件得到根本改善,宜昌至重庆660km河段的航道等级从Ⅲ级升为Ⅰ级,原来滩险水急的川江航道就此步入百舸争流时代,实现了全年全线昼夜通航,显现出一派繁荣景象。
▲ 水上云阳 摄/李先明
航道改善带来的是航运能力“水涨船高”。万吨级船队今天不仅可直达重庆朝天门,而且船舶运行周期大大缩短,宜昌至重庆的深水航道成为水上“高速公路”,以往“上行走缓流,下行走主流”的航行方式变为高速公路式分边航行,航行时间比以前可节省6~8h,大大提高了航运效能。
三峡工程2011年过闸货运量首次突破1亿t,提前19年达到船闸设计水平年2030年的规划货运量,就是航运效能大幅提升的有力证明。截至目前,三峡过闸货运量累计突破21亿t。
航道的改善也有效保障了航运安全。2003年三峡蓄水成库后平均每年事故大幅下降,安全形势持续好转。
受益的不只是上游航道。每年10月汛期过后,长江由丰水期转入枯水期,航道水深不足,严重时可能导致轮船搁浅、堵航甚至停航。如今通过科学调度三峡工程,增大下泄流量,对中下游航道适度补水,增加航道水深,枯水季节也能行大船。
借助于水运优势,长江对沿江省份的辐射力明显增强。一大批新兴产业纷纷落户上游沿江城市,并带动这些城市飞速发展。重庆,万州、涪陵、长寿等城市群落迅速成为东部产业西部承接地,正在加速崛起;巫山、奉节等地正借助三峡成库形成的自然景观积极打造旅游产业,探索出一条环保绿色发展之路。从长江黄金水道到长江经济带,三峡工程开启了一个充满活力的长江新时代。
▲ 三峡库区新貌 摄/雷声
三峡工程在“除水害”的基础上最大限度实现了“兴水利”,其多元功能和巨大效益成为推动国家经济社会发展的重要引擎。
经历了多次与长江大洪水的成功博弈后,人们不再谈“洪”色变。奔腾的洪水反而成为一种资源,被三峡工程驾轻就熟地变害为利——一座库容近400亿m³的大型水库使我国拥有了最大的水资源储备库,保障了我国的水安全。
三峡工程总库容393亿m³,在正常蓄水位175m至防洪限制水位145m间,有221.5亿m³的可用防洪库容。每年长江汛期到来之前,水位要消落至145m,腾出足够防洪库容迎汛;汛后再蓄水至175m,用于发电和为枯水期中下游河道补水。在这145~175m的水位起落之间,三峡工程让洪水最大限度地变为资源,水库“蓄丰补枯”每年为长江中下游补水约200亿m³。截至目前,三峡水库年均向下游补水220亿m³,累计补水超3600亿m³。
凭借巨大库容和灵活的调节性能,三峡水库可以在枯水期为下游提供生产生活用水,为城市工业发展注入持久动力,还能为珍稀鱼类繁衍生息创造有利条件。自2011年以来,三峡工程连续多年通过科学调度模拟适合四大家鱼自然繁殖所需的洪水过程。监测结果显示,长江宜都断面平均卵苗密度是实施生态调度前的7倍。
2014年2月受降水偏少、来水偏枯和强潮汐活动影响,上海长江口水源地遭遇历史上持续时间最长的咸潮入侵,200万居民饮用水告急。三峡工程按照长江防汛抗旱总指挥部调度指令,第一时间启动“压咸潮”补水调度,累计向下游补水17.3亿m³,成功抑制了1800km外的长江口咸潮,上海饮用水危机得到有效缓解。2020年初,由于新冠肺炎疫情发展,湖北省电煤储备和电厂投产受到影响。根据国家电网电力调度控制中心请求,综合考虑湖北省疫情防控期间沿江供水需求、高峰电力调度需求及春运期间航运用水需求,经请示水利部同意,长江委调度三峡水库2月上旬日均出库流量持续维持在7000m³/s左右向中下游补水,有力地保障了疫情防控期间长江中下游供水、发电用水和航运用水需求。
洪来拦蓄,旱至补水。三峡水库正成为我国重要的淡水资源库和生态环境调节器!
瞻望小山般横亘在长江两岸间的三峡大坝,除了震撼还是震撼。我们想说的是:三峡大坝立西江,耸成世纪之交中华民族智慧与血汗浇灌起的一座巍巍丰碑,耸成华夏雄鸡版图上一座崭新的人文地标!
这就是大三峡,壮哉!
这就是大三峡,美哉!
作者简介
靳怀堾
研究员,中国作家协会会员
中国水利文学艺术协会副主席兼水文化专委会会长
陈松平
高级记者,中国作家协会会员
长江水利水电开发集团办公室副主任
封面摄影| 李强
责编| 王慧
校对|熊璠
审核| 轩玮
监制|赵洪涛