2　《实战准备》为泥沙和通航开展科研大协作

文化大革命年代严重缺电，当时备战形势不考虑修建三峡水利枢纽高坝。葛洲坝梯级虽是低坝，却有长江丰富的水力资源，淹没又主要在峡谷地区。武汉军区和湖北省革委会1970年联合向中央请求兴建这项工程。这项工程在战略意义上是为兴建三峡工程作实战准备。军区和省里随即采用兵团会战形式年底开工。此前虽调有一部分长办技术骨干在工地奋战七天七夜建成1∶100等水工模型为工程做试验，但原先葛洲坝梯级只做到规划深度。仓促开工面临许多重大技术问题。诸如：早先规划有三峡水库调节洪峰，葛洲坝工程只需泄放约五万立方米每秒的汛期流量；如今来水未经调节，必须安全泄放11万m3/s洪峰流量。加上有软弱基岩泥化夹层以及河势泥沙通航等众多情况尚待查清。开工时让大江继续过水通航。利用葛洲坝右缘修筑纵向围堰连接上下游横向围堰把葛洲坝、二江、西坝、三江、镇静山脚围起，建造一期工程：二江泄水闸、一期水电站和三江的人工航道包括上下游引航道、船闸和冲沙闸。

纵横向围堰完工后，暴露出边施工边勘测边科研设计的被动局面。湖北省水利厅长沙院北京院武汉水院，交通部水运规划设计院等多家技术人员参与会战，涉及众多部委分管的专业，却受军事化管理；对重大技术问题职责不明。枢纽布置（包括泄水闸规模和人工航道与船闸位置）长期争论不定。工程进展迟缓，质量差，消费大。

当时全国绝大多数单位在延续斗批改，中央设计科研机构纷纷撤迁，科技骨干大多下放还在接受再教育、失去发挥专业才能的前提。川江船长们历经磨炼习惯于驾船航行大江。如今却要经由从未见过的三江人工航道和狭窄的船闸驾船进出他们异常担心航行安全。交通主管部门也疑虑重重，难做决断。

针对当时局面，1972年11月国务院开过三次会议，作出重要决策。首先强调尊重科学关行技术责任制，不搞军事会战，工程暂停施工。成立葛洲坝工程技术委员会，由长办、水利电力部、湖北省、交通部、一机部、建委、计委和工程局九位领导人组成，林一山为召集人。葛洲坝工程技术委员会对国务院负责。长办机构不撤销，不改组；抓紧勘测科研（强调多做试验确保长江通航）修改设计报国务院批准后复工。

在尊重科学强化技术责任制精神指引下，长办进行了机构调整。全办职工更因葛洲坝工程光荣任务的鼓舞，决心发挥团队总体科学技术优势，努力做好专业工作。原长江工程大学第一副校长赵文怀调来长科院主抓葛洲坝科研业务，我除仍兼管水工室外还主管技术室协调安排以葛洲坝为重心的科研试验业务。

当时黄河三门峡水库最上端泥沙使渭河尾闾淤积成灾。葛洲坝水库最上端奉节有卵石推移质的年内消长变化的臭盐碛、扇子碛。那些推移质卵石会不会淤积碍航？钱宁带领清华大学同志实地调查、梳理水文观测资料、并在三门峡基地做变动回水区泥沙模型试验；研究卵石滩碛泥沙冲淤规律和有利通航的调度方式。

经中国与美国高层商定1973年3月派出以严恺魏廷琤为正副团长的水利考察团用七周时间参访美国，了解大河流上兴建大坝船闸的科学技术经验。考察带回的有价值技术资料立即组织翻译，如陆军工程兵团的《水力学设计准则》就由长江科学院译印成上下两册700余页内部交流。得知美国采用无线电遥控船队模型判断通航水流条件，长科院仪器室许釗杰等四位同志夜以继日迅速研制作出能用在水工模型上的小比尺无线电遥控船队模型，填补了我国实验技术手段上的这项空白。这项成就促进了通航模型试验得到船长们认可（图1）。

图1　无线电遥控船队模型的应用

1973年夏，交通部在湖口水域主持组织了以4×3000t级船队和4×1500t级船队与近三千匹马力推轮在湖口水域开展了万吨级船队和六千吨级船队南津关与葛洲坝人工航道间上下水航行实船模拟试验。详尽测记了克服不良流态时的操作驾引用舵数据；对南津关与三江引航道间提出了必需消减泡漩强度和限制口门外横向流速大小0.3m/s的严格要求。赵文怀和我全程见证了这空前规模历时一周的实船模拟试验。交通部石衡、左文渊等老专家和段树荣老船长们细致负责的精神使我们感佩。

峡谷水下岩石嶙峋形态参差，加以南津关水下有百米深槽出峡向且底盘陡升，导致出现剪刀水和各处泡、漩等特殊流态妨碍航行，不同流量下危险程度也有差异。如峡口靠左岸三江的清凉树泡漩虽妨碍航行但从未发生海损事故，而靠右边小南沱泡漩却汛期易致木船海损。泡漩缺乏公认的度量指标，模型试验又如何观测认定？1973年秋，水文观测同志们抢在大流量时冒险对西陵峡层段水道的泡漩进行了多次实地调查和观测。负责工地模型试验的黄伯明同志也穿上救生衣登航实地观测泡漩，然后会同各家模型商讨模型测读泡漩和邀请川江船长观摩验证的办法，使各家都采用泡高（小南沱汛期原型泡高可达0.7m）等测值统一表征泡漩强度；从而也可用于间接比较整治效果。

跨部委多家专业技术人员，乃至长江航运部门有川江驾驶经验的船长们参加到科研试验大协作。宜昌工地、汉口、南京、宜宾、三门峡、北京、天津等地的水工和泥沙模型试验和数值模拟计算都分阶段及时开会协调交流讨论逐步形成了能保航运畅通的对策。清华大学的变动回水区泥沙模型试验初步成果也显示，水库最上端的卵石推移质不致碍航。多家坝区整治模型也得出：通过填高南津关深槽平顺两岸出峡岸线切除突入水中的岩嘴暗礁，就能使南津关与三江航道口门一带的泡漩强度显著减弱；加上修建1750m长的上游防淤堤和利用冲沙闸等实现《动水冲沙，静水过船》。船长们亲自到试验场成功操作遥控船队模型。最终优化商定了三江人工航道和船闸的布置。

图2　玉井-镇川门葛洲坝水利枢纽河势图

图3　1981年6南津关至三江航道上口门实船试验航迹图

1974年9月，受国务院委托，国家建设委员会谷牧主持召开会议，听了科研设计成果，原先的技术问题和修改后的二三江枢纽布置方案基本都得到正面回应，同意复工。

复工后工程建设讲求质量和科技进步。1981年元月，二江泄水闸投入运用大江胜利截流，三江人工航道和船闸过船。6月，交通部专门组织了对4万m3/s及2万m3/s流量出入三江人工航道的3000t级船队实船航行试验，表明南津关两岸至葛洲坝的整治和防淤堤的设置是成功的。船队所遇的剪刀水，范围比从前展宽而影响却显著减弱，泡和漩的强度以及口门内外顺向横向流速都削弱到小角度用舵就能克服的程度。

1981年7月18日，汛期洪峰7.1万m3/s流量通过了葛洲坝一期二三江工程，泄水闸等所有建筑物都经受了考验，消能防冲顺利成功。

葛洲坝水电站机组1981年底并网发电。完建后的葛洲坝水利枢纽见图2。

1982年，三江2号、3号两座船闸年货运量为347万t，之后年年增多。1988年，二期围堰拆除后大江电站泄水闸和大江航道1号船闸投入运行使过船年货运能力大增，1992年的货运量超过900万t，1994年突破1000万t；2002年超过1200万t。

葛洲坝水库多年来系统的水文泥沙原型观测数据给出了更甚于当年模型试验成果的乐观结语：葛洲坝水库变动回水区不单未发生累积性淤积实际发生冲刷使该区下移了几十km。

交通部门和长江航运各有关机构的同志们千方百计通过葛洲坝对川江航运开展新局面做出贡献，如上海船研所就在1981年6月三江上口门航道实船试验时运用先进技术得出船队的雷达航迹（图3）。它的成果也证实了遥控船模技术的可信性。